임플란트(약

Implant (medicine)
요골과 척골의 골절을 치료하기 위한 정형외과용 이식물입니다척골의 눈에 보이는 파손에 주목하세요.(오른쪽 팔뚝)
관상동맥 스텐트(이 경우 약물 배출 스텐트)는 인간에게 이식된 또 다른 일반적인 품목이다.

임플란트는 누락된 생물학적 구조를 대체하거나 손상된 생물학적 구조를 지지하거나 기존 생물학적 구조를 강화하기 위해 제조된 의료 장치입니다.의료용 임플란트는 이식된 생물의학 조직인 이식과 달리 사람이 만든 장치이다.신체와 접촉하는 임플란트의 표면은 어떤 것이 가장 [1]기능적인지에 따라 티타늄, 실리콘 또는 아파타이트와 같은 생물의학 재료로 만들어질 수 있다.일부 임플란트는 인공 심박조율기와 달팽이관 임플란트와 같은 전자 장치를 포함합니다.일부 임플란트는 삽입 가능한 알약이나 약물 배출 [2]스텐트 형태의 피하 약물 전달 장치와 같이 생체 활성이다.

적용들

임플란트는 응용 프로그램에 따라 대략적으로 그룹으로 분류할 수 있습니다.

감각 및 신경학

감각 및 신경 이식술은 주요 감각과 뇌에 영향을 미치는 장애와 다른 신경학적 장애에 사용된다.이들은 주로 백내장, 녹내장, 각질 및 기타 시각 장애, 중이경화증 및 기타 난청 문제, 중이염과 같은 중이 질환, 간질, 파킨슨병, 치료 저항성 우울증과 같은 신경 질환의 치료에 사용된다. 뇌전증. 뇌전증예를 들어 안구내 수정체, 근막내 각막링 세그먼트, 달팽이관 이식, 고막절제관, 신경자극기 [1][2][3]등이 있습니다.

심혈관의

심혈관계 의료기기는 심장, 판막, 그리고 나머지 순환기계가 혼란스러운 경우에 이식된다.심부전, 심장 부정맥, 심실 빈맥, 판막성 심장병, 협심증, 아테롬성 동맥경화 등의 질환 치료에 사용됩니다.예를 들어 인공 심장, 인공 심장 판막, 이식형 심장 제거기, 인공 심장 박동 조절기 및 관상동맥 [1][2][3]스텐트 등이 있습니다.

정형외과

정형외과 임플란트는 몸의 [4]뼈와 관절의 문제를 완화하는 데 도움이 된다.뼈 골절, 골관절염, 척추측만증, 만성통증에 쓰입니다.예를 들어 골절된 뼈가 [1][2][3]치유되는 동안 고정시키는 데 사용되는 다양한 핀, 막대, 나사 및 플레이트가 포함됩니다.

생분해성 의료용 [5][6]임플란트의 잠재적인 금속 생체 재료로서 아연과 칼슘 첨가가 포함된 마그네슘을 기반으로 한 금속 안경이 테스트되었습니다.

정형외과 임플란트 환자는 상세한 근골격계 연구를 위해 자기공명영상(MRI)을 사용해야 하는 경우가 있다.이 때문에 임플란트의 이완과 이동, 주변 조직에 열 손상을 줄 수 있는 임플란트 금속의 가열, 영상촬영 결과에 영향을 미치는 MRI 스캔 왜곡 등이 우려된다.2005년 정형외과 임플란트에 대한 연구는 외부 고정기 [7]클램프를 제외하고 대부분의 정형외과 임플란트가 1.0 Tesla MRI 스캔 기계에서 자기장과 반응하지 않는다는 것을 보여주었다.그러나 7.0 Tesla에서 여러 정형외과 임플란트는 발뒤꿈치 [8]및 섬유 임플란트와 같은 MRI 자기장과 상당한 상호작용을 보입니다.

전기

류마티스 [9]관절염으로 인한 통증을 완화하기 위해 전기 임플란트가 사용되고 있다.전기 임플란트는 류마티스 관절염 환자의 목에 박혀 있으며, 이 임플란트는 미주 [10][11]신경의 전극에 전기 신호를 보냅니다.이 장치의 적용은 류마티스 관절염이 있는 사람들이 [12]평생 동안 약을 복용하는 것에 대한 대안으로 시험되고 있다.

피임

피임 임플란트는 주로 의도하지 않은 임신을 방지하고 비병리적인 형태의 월경증과 같은 상태를 치료하기 위해 사용된다.예를 들어 구리와 호르몬 기반의 자궁 내 장치를 [2][3][13]들 수 있다.

외관상

미용식 임플란트(종종 보철물)는 신체의 일부를 허용 가능한 미적 규범으로 되돌리려고 시도합니다.그것들은 유방암으로 인한 유방절제술의 후속 조치로 사용되며, 일부 형태의 손상을 교정하고 신체의 양상을 수정하기 위해 사용된다(엉덩이 확대와 턱 확대 등).예를 들어 가슴 이식물, 코 보형물, 안구 보형물, 주입식 [1][2][3]필러 등이 있습니다.

기타 장기 및 시스템

artificial urinary sphincter
AMS 800 및 ZSI 375 인공요도 괄약근

위장, 호흡기, 비뇨기계를 포함한 다른 유형의 장기 기능 장애는 신체 시스템에서 발생할 수 있습니다.임플란트는 위식도 역류병, 위마비, 호흡부전, 수면무호흡, 요실금, 발기부전 등의 질환을 치료하기 위해 사용된다.예로는 LINX, 이식형 위자극기, 횡격막/뇌신경자극기, 신경자극기, 수술망사, 인공요도괄약근 및 음경임플란트 [2][3][14][15][16][17][18]등이 있다.

분류

미국 분류

미국 식품의약국(FDA)은 의료기기가 사용자에게 가할 수 있는 위험에 따라 세 가지 다른 등급으로 분류한다.21CFR 860.3에 따르면 Class I 디바이스는 사용자에게 가장 적은 위험과 최소한의 제어가 필요한 것으로 간주됩니다.클래스 I 장치는 암 슬링 및 휴대용 수술 기구와 같은 간단한 장치를 포함한다.Class II 기기는 Class I 기기보다 더 많은 규제가 필요한 것으로 간주되며 FDA 승인 전에 특정 요건을 거쳐야 한다.Class II 장치에는 X선 시스템 및 생리 모니터가 포함됩니다.Class III 장치는 사람의 생명을 지원하거나 유지하거나 제대로 테스트되지 않을 수 있기 때문에 가장 많은 규제 제어 장치를 필요로 한다.Class III 장치는 교체용 심장 판막 및 이식된 소뇌 자극기를 포함한다.많은 임플란트는 일반적으로 Class II [19][20]및 Class III 장치에 속합니다.

자재

일반적으로 이식되는 금속

다양한 최소 생체반응성 금속이 일상적으로 주입된다.가장 일반적으로 주입되는 스테인리스강은 316L입니다.코발트 크롬 및 티타늄계 임플란트 합금도 영구 주입된다.이 모든 것은 표면에 얇은 산화물 층에 의해 수동적으로 만들어집니다.그러나 금속 이온은 산화물을 통해 외부로 확산되어 주변 조직으로 확산됩니다.금속 임플란트에 대한 생체반응은 섬유조직의 작은 외피 형성을 포함한다.이 층의 두께는 용해되는 제품과 임플란트가 주변 조직 내에서 움직이는 정도에 따라 결정됩니다.순수 티타늄은 최소한의 섬유 캡슐화만을 가질 수 있다.반면 스테인리스강은 최대 2mm의 [21]캡슐화를 유도할 수 있다.

조립식 금속 합금 목록

스테인리스강

  • ASTM F138/F139 316L
  • ASTM F1314 22Cr-13Ni–5Mn

티타늄 합금

코발트 크롬 합금

  • ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni
  • ASTM F562 Co-35Ni-20Cr-10Mo
  • ASTM F1537 Co-28Cr-6Mo

탄탈룸

삽입물의 다공성

다공질 임플란트는 금속 또는 세라믹 매트릭스에 공극이 있는 것이 특징입니다.공극은 가법적으로 제조된([22]AM) 격자와 같이 규칙적일 수도 있고, 가스가 유입된 생산 [23]공정과 같이 확률적일 수도 있습니다.임플란트 계수 감소는 모재의 부피 비율과 [24]모공 형태에 따라 복잡한 비선형 관계를 따릅니다.

확률적 다공질 물질이 [25]취할 수 있는 계수 범위를 예측하기 위한 실험 모델이 존재합니다.10% 부피 분율 다공성이 넘으면 모형이 크게 어긋나기 시작합니다.기계적 특성을 설명하기 위해 낮은 다공성,[26] 2가지 재료 매트릭스에 대한 혼합 법칙과 같은 다른 모델이 개발되었습니다.

AM 격자는 확률적 다공질 재료에 비해 예측 가능한 기계적 특성을 가지며 바람직한 방향성 기계적 특성을 가지도록 튜닝할 수 있다.스트럿 직경, 스트럿 모양 및 크로스 빔 수와 같은 변수는 [27]격자의 부하 특성에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다.AM은 확률적으로 다공질 구조보다 훨씬 작은 범위로 격자 간격을 미세 조정할 수 있는 능력을 가지고 있어 조직 [28]공학에서 특정 배양물의 미래 세포 개발을 가능하게 한다.

임플란트의 다공성은 주로 두 가지 용도로 사용됩니다.

1) 임플란트의 탄성계수가 감소하여 골격의 탄성계수를 보다 잘 맞출 수 있다.피질골의 탄성계수(~18MPa)는 일반적인 고체 티타늄이나 스틸 임플란트(각각 110MPa, 210MPa)보다 현저히 낮아 임플란트가 부속물에 가해지는 하중의 불균형한 양을 차지하여 스트레스 차폐(stress shield)라는 효과를 가져온다.

2) 다공성은 골아세포가 임플란트의 모공으로 성장할 수 있도록 한다.세포는 75미크론보다 작은 틈새에 걸쳐 200미크론보다 [23]큰 기공으로 성장할 수 있다.뼈의 내장은 세포를 임플란트에 고정시켜 뼈와 임플란트 [29]계면의 강도를 증가시키기 때문에 좋은 효과입니다.더 많은 하중이 임플란트에서 뼈로 전달되어 스트레스 차폐 효과가 감소합니다.뼈에 가해지는 하중이 증가하기 때문에 임플란트 주변의 뼈 밀도가 더 높을 수 있습니다.골내부는 장기간에 걸친 스트레스 차폐 및 대응하는 골재흡수를 회피하기 [30]때문에 장기간에 걸쳐 임플란트가 느슨해질 가능성을 감소시킨다.40% 이상의 다공성은 골아세포의 [31]충분한 정착을 용이하게 하기 위해 바람직하다.

합병증

임플란트 부전으로 합병증이 생길 수 있다.예를 들어, 유방 임플란트의 내부 파열이 세균 감염으로 이어질 수 있습니다.

이상적인 조건에서 임플란트는 원하는 숙주의 반응을 시작해야 합니다.이상적으로는 임플란트는 인접 조직이나 먼 조직으로부터 원치 않는 반응을 일으키지 않아야 합니다.그러나 임플란트와 임플란트를 둘러싼 조직 간의 상호작용은 [1]합병증으로 이어질 수 있습니다.의료 기기의 이식 과정은 수술 중 또는 수술 후에 다른 침습적 의료 시술과 동일한 합병증을 겪을 수 있다.일반적인 합병증에는 감염, 염증, 통증이 포함된다.발생할 수 있는 다른 합병증으로는 임플란트 유도 응고 및 알레르기 이물질 반응으로 인한 거부반응 위험이 있습니다.임플란트의 종류에 따라 합병증이 [1]달라질 수 있습니다.

수술 중이나 수술 후에 임플란트 부위가 감염되면 주변 조직이 미생물에 감염된다.수술 후 세 가지 주요 감염 범주가 발생할 수 있습니다.표면적인 즉각적인 감염은 일반적으로 피부 근처나 피부에서 자라는 유기체에 의해 발생한다.감염은 대개 수술용 개구부에서 발생한다.두 번째 유형인 심층 즉시 감염은 임플란트 부위에서 수술 직후에 발생합니다.피부에 기생하는 박테리아와 공기 중에 떠다니는 박테리아는 깊은 즉각적인 감염을 일으킨다.이 박테리아는 이식 전에 임플란트 표면에 부착하여 체내에 들어갑니다.흔하지는 않지만, 깊은 즉각적인 감염은 수술 중 교란으로부터 활성화된 이전 이식 부위의 조직 감염으로 인한 휴면 박테리아로부터 발생할 수 있습니다.마지막 유형인 말기 감염은 이식 후 수개월에서 수년 후에 발생합니다.늦은 감염은 이식 전에 임플란트에 붙어 있는 휴면 혈액 매개 박테리아에 의해 발생합니다.혈액을 매개로 하는 박테리아는 임플란트에 정착해 있다가 결국 거기서 방출된다.임플란트를 만드는 데 사용되는 재료의 종류에 따라, 수술 중 감염 위험을 낮추기 위해 항생제를 주입할 수 있습니다.그러나 항생제를 주입할 수 있는 것은 특정 물질뿐이며, 항생제가 주입된 임플란트를 사용하면 항생제에 대한 민감성이 생길 수 있고 [32]항생제가 박테리아에 작용하지 않을 수 있기 때문에 환자가 거부반응을 일으킬 위험이 있다.

수술 후 흔히 발생하는 염증은 외상, 감염, 이물질 침입 또는 국소 세포 사멸의 결과로 또는 면역 반응의 일부로서 조직 손상에 대한 신체의 반응이다.염증은 국소 조직에 혈액을 공급하기 위해 국소 모세혈관이 빠르게 확장되면서 시작된다.혈액이 유입되면 조직이 붓고 세포사멸을 초래할 수 있다.과다한 혈액, 즉 부종은 조직의 통증 수용체를 활성화시킬 수 있다.염증 부위는 체액 흐름의 국소 장애와 조직을 복구하거나 [32]부위에서 이물질을 제거하기 위한 세포 활동의 증가로 따뜻해집니다.

임플란트에 의한 응고는 손상된 혈관에 의한 출혈을 방지하기 위해 몸 안에서 이루어지는 응고 과정과 유사하다.그러나 이 응고 과정은 임플란트 표면에 부착되어 형태를 잃은 단백질로부터 촉발된다.이때 단백질이 체형을 변화시키고 다른 활성화 부위가 노출되면서 인체가 이물질을 제거하기 위해 임플란트를 공격하는 면역체계 반응을 일으킬 수 있다.면역 체계 반응의 트리거는 염증을 동반할 수 있다.면역 체계 반응은 임플란트가 거부되고 몸에서 제거되어야 하는 만성 염증을 초래할 수 있습니다.면역 시스템은 임플란트를 피브리노겐과 혈소판에 캡슐화함으로써 조직 부위에서 이물질을 제거하기 위한 시도로 임플란트를 캡슐화할 수 있습니다.섬유 캡슐화의 두꺼운 층이 임플란트가 원하는 기능을 수행하지 못하게 할 수 있기 때문에 임플란트의 캡슐화는 추가적인 합병증으로 이어질 수 있습니다.박테리아는 섬유 캡슐화를 공격하여 섬유에 내장될 수 있습니다.섬유층이 두껍기 때문에 항생제가 박테리아에 닿지 않고 박테리아가 자라서 주변 조직을 감염시킬 수 있다.박테리아를 제거하기 위해서는 이식물을 제거해야 할 것이다.마지막으로, 면역 체계는 임플란트의 존재를 받아들이고 주변 조직을 복구하고 개조할 수 있다.신체가 알레르기성 이물질 반응을 시작할 때 이와 유사한 반응이 발생합니다.알레르기성 이물질 반응의 경우 임플란트를 [33]제거해야 합니다.

장애

주요 기사:임플란트 고장

임플란트 부전의 많은 예로는 실리콘 유방 임플란트, 고관절 치환관절, 그리고 비요크-샤일리 판막과 같은 인공 심장 판막의 파열 등이 있으며, 이 모든 것이 FDA의 개입을 초래했다.임플란트 부전의 결과는 임플란트의 성격과 몸 안의 위치에 따라 달라집니다.따라서 심장 판막 부전은 개인의 생명을 위협할 가능성이 높은 반면 유방 이식이나 고관절 부전은 생명을 위협할 가능성이 낮다.[1][33][34]

뇌의 회백질에 직접 이식된 장치는 최고 품질의 신호를 생성하지만, 흉터 조직이 축적되기 쉬우며, 신체가 뇌의 [35]이물질에 반응함에 따라 신호가 약해지거나 심지어 존재하지 않게 된다.

2018년 ICIJ의 조사 결과, 안전하지 않고 적절한 검사를 거치지 않은 의료기기가 환자의 몸에 이식된 것으로 밝혀졌다.영국 왕립외과대학 총장인 데릭 앨더슨 교수는 다음과 같이 결론짓습니다. "모든 이식 가능한 장치는 장기간에 [36]걸쳐 효과와 환자의 안전을 감시하기 위해 등록되고 추적되어야 합니다."

「 」를 참조해 주세요.

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