지르코니아란, 인체내 오래 있으면 강도 약화

지르코니아는 지르코늄 금속산화물로서 세라믹중에서 강도와 인성이 가장 뛰어나다. 지르코니아중에서 가장 널리 알려진 큐빅지르코니아는 다이아몬드와 모양이 비슷해서 보석으로 쓰인다.지르코니아는 75년 호주의 가비 등이 네이처지에 게재한 '세라믹 스틸'이라는 논문을 시작으로 전세계적인 연구대상이 됐다.

80년대 중반 절정에 이른 지르코니아 관련 연구는 저온열화현상을 규명하는데 초점을 맞췄다. 저온열화현상은 저온상태에 장기간 놓아두면 강도가 급격히 떨어지는 현상을 말한다.

지르코니아가 상온에서는 강도와 인성이 높지만 인체안이나 물속에 오랫동안 놓아두면 강도가 10분의 1 이하로 떨어지게 된다.

즉 지르코니아의 정방형 결정이 자발적으로 평형사변형 결정으로 변하면서 강도가 급격히 저하되는 것이다. 이에 따라 무게를 장시간 받치는 고강도 재료로서는 부적합하게 된다.

저온열화의 특징은 공기중에서보다 물속에서 더 빨리 일어나고 그보다 수증기압에서는 더 심하게 일어나며 정방형 결정에서 평형사변형 결정으로의 전이는 지르코니아 표면에서 시작해서 내부로 진행된다는 것이다.

그동안 각종 저온열화에 대한 학설이 제기됐지만 어느 것도 저온열화 현상을 정확하게 설명할수 없었던 것이 정설이었다.

이러한 지르코니아 저온열화에 대한 이해 부족은 97년 미국의 FDA가 인공고관절에 응용된 지르코니아 골두가 포장이 열린채 방치된 경우 스팀소독을 해서 사용해서는 안된다는 경고와 지난해에는 프랑스업체가 제조한 지르코니아 골두의 인체내에서 파절 위험성에 의한 리콜을 공지하는 결과를 초래했다.