인공 고관절의 스템에 뼈보다 훨씬 영률이 높은 금속을 사용했을 때 문제가 되는 응력 차폐의 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

정답: B. 하중의 대부분을 임플란트가 담당하여 주위 뼈에 걸리는 응력이 줄어들므로, 뼈가 흡수되어 얇아진다

뼈와 임플란트가 함께 하중을 받으면 둘은 거의 같은 만큼 변형되므로, 영률이 큰 쪽이 응력의 대부분을 담당합니다. 피질골의 영률은 약 10~30 GPa이지만, Co-Cr 합금은 약 210 GPa, Ti-6Al-4V는 약 110 GPa로 크기 때문에 뼈에 걸리는 응력은 본래보다 작아집니다. 뼈는 받는 역학적 자극에 따라 형성과 흡수의 균형을 바꾸므로(볼프의 법칙), 자극이 줄어든 부분에서는 뼈가 흡수되어 얇아지고, 임플란트의 해리나 주위 골절의 원인이 됩니다. 뼈에 과대한 응력이 걸리는 것은 반대의 상황입니다. 부동태 피막의 손상에 의한 금속 이온의 용출은 프레팅 부식 등 별개의 문제입니다.