대퇴골 골절치료용 형상기억합금 골고정재의 접촉압 설계인자 연구

Abstract

대퇴골 골절에 대응하는 기존 고정술은 나사로 인한 천공이 발생하여 2차 골절의 위험이 상존한다. 그래서 나사를 사용하지 않고 뼈를 감싸는 형상기억합금으로 만들어진 다발링 형태의 골고정재가 개발되고 있다. 다발링 골고정재는골간을 중심으로 양쪽으로 살대가 뻗어 나온 형상으로 뼈에 부착된 후 형상기억효과에 의해 접촉압이 발생하여 고정된다. 접촉압이 고정력을 결정하므로 접촉압을 높일 수 있는 형상 설계인자를 파악하고 그 기여 정도를 평가하는 것은매우 중요하다. 본 연구에서는 골고정재의 세 가지 형상 설계인자(살대폭, 골간폭, 천공폭)를 선정하고 각각의 기여도를유한요소해석을 통한 다꾸치 직교테이블과 분산분석을 활용해 평가하였다. 분석 결과 접촉압 범위는 18.1~20.1 MPa로나타났다. 접촉압에 큰 영향을 미치는 중요 인자는 살대폭과 골간폭이었으며 그 기여도가 거의 대등한 것으로 나타났다. 골간폭은 그 값이 증가할수록 접촉압이 비례하여 증가하고, 살대폭은 그 값이 증가할수록 접촉압이 증가하다가 포화에이르는 것으로 나타났다. 천공폭 인자는 골간 부의 강성을 낮춰 유연성을 증가시킴으로써 접촉압을 약간 증가시키는 역할을 하는 것으로 나타났다.