[건국대학교] 2021년 1학기 생체재료공학 중간고사 문제 및 정답(A＋)

1. 생체재료공학 개요

생체재료공학은 인체 내에서의 다양한 의료목적을 위한 재료를 연구하고 개발하는 학문 분야이다. 이 분야는 인체의 생리적 환경과 생체적 특성을 고려하여 생체적 호환성이 뛰어난 재료를 설계하며, 임플란트, 인공장기, 조직공학 등 여러 산업 분야와 융합되어 지속적으로 발전하고 있다. 특히 인공관절, 치과 임플란트 등은 대표적인 생체재료 응용 사례로, 전 세계적으로 2020년 기준으로 인공관절 시장은 약 133억 달러에 이르렀으며, 연평균 성장률은 4.5%에 달한다는 통계가 있다. 생체재료는 주로 금속, 세라믹, 폴리머, 복합재료로 나뉘며 각각의 특성에 따라 적절히 선택되어 사용된다. 금속은 강도와 내구성이 뛰어나며, 티타늄과 스테인리스스틸이 대표적이다. 세라믹은 생체적 안전성과 화학적 안정성이 높아 치과용 임플란트와 인공 뼈 등에 활용되고 있다. 폴리머는 가공이 용이하며 생체적 친화성을 높인 생체적 폴리머, 예를 들어 폴리우레탄이 임플란트 피부 대체재 등에 쓰인다. 이밖에 생체재료공학 발전의 핵심은 재료의 생체적 안전성 증진과 생체적 적합성 향상, 그리고 재료의 생체 내부와 외부 간의 상호작용을 최적화하는 …