KR100970717B1

KR100970717B1 - 골 조직재생유도용 차폐막

Info

Publication number: KR100970717B1
Application number: KR1020080023982A
Authority: KR
Inventors: 이덕연; 이상배; 박경준; 박정종
Original assignee: 주식회사 예스바이오
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2010-07-16
Also published as: US20100028409A1; KR20080087673A

Abstract

본 발명은 골 조직재생유도용 차폐막 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기한 본 발명의 골 조직재생유도용 차폐막은, 은(Silver), 금(Gold) 또는 금합금으로 이루어지며 소정 형상의 돌기들을 갖는 텍스쳐가 형성된 기판(substrate), 항생제를 포함하는 폴리머 솔루션이 상기 기판의 상부면에 코팅되어 형성된 폴리머층, 생체 세라믹이 상기 기판의 하부면에 코팅되어 형성된 생체 세라믹층을 구비한다.

본 발명에 따른 골 조직재생유도용 차폐막은 골/조직재생유도술(Guided Bone/Tissue Regeneration, GBR/GTR)에서 요구하는 생체적합성, 세포 배제 및 밀폐 기능성, 공간 유지성, 조직과의 결합, 사용상 용이성을 모두 만족할 수 있게 한다.

골조직재생유도용 차폐막, 골/조직재생유도술(Guided Bone/Tissue Regeneration, GBR/GTR), 순금, 금합금

Description

골 조직재생유도용 차폐막{BARRIER MEMBRANES FOR GUIDED BONE REGENERATION}

본 발명은 골(Bone) 조직재생유도술을 위한 골 조직재생유도용 차폐막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금(Au)의 재질로 형성됨과 동시에 소정 형상의 돌기를 갖는 텍스쳐가 형성된 기판의 상부면과 하부면에 항생제가 포함된 폴리머층과 생체 세라믹층을 각각 형성함으로써, 생체적합성, 세포 배제 및 밀폐 기능성, 공간 유지성, 조직과의 결합, 사용상 용이성을 모두 만족하는 골(Bone) 조직재생유도용 차폐막에 관한 것이다.

치주질환으로 파괴되고 소실된 조직을 원래의 조직 상태로 재생시키기 위한 치료법으로는 수술적 치료법과 비수술적 치료법이 있다. 상기 수술적 치료법으로는 파괴된 치주조직의 재생을 위한 골이식술과 조직재생유도술이 임상에서 시행되고 있다. 그러나 치주질환으로 인해 골손상이 일어난 경우에는 단순한 치주소파나 시술만으로는 상피 부착을 이유로 정상적인 치조골의 회복이 이행되지 않아, 치주조직 재생 차폐막 (Barrier Membrane)을 이용하여 골 형성을 유도하는 조직재생유도술이 널리 채택되고 있다.

1986년 이후 임상적으로 사용되고 있는 조직재생유도술(Guided Tissue Regeneration, GTR)은 치주인대에서 유래된 세포에 의해 생긴 신생 치주인대가 신생 백악질에 부착되는 형태로의 재생을 일컬으며, 치주판막술시 세정된 치근면과 판막사이에 차폐막을 두어 판막의 치은상피 및 결합조직을 배제하고 창상부하방의 치주인대세포와 치조골세포만이 창상부로 이동하게 하여 새로운 치주부착을 이룰 수 있도록 유도하는 시술이다. 상기 차폐막은 상기한 재생을 위하여 사용하며, 상피세포가 치근단으로 이동하는 것을 방지하고 치은 섬유가 손상부 위에 침투되는 것을 차단하며 치주인대와 치조골로부터의 세포 증식을 유도한다.

현재 조직재생유도술에 사용되는 차폐막은 크게 흡수성 차폐막과 비흡수성 차폐막으로 나눌 수 있다.

상기 비흡수성 차폐막은 조직에 존재시 계속 그 구조와 강도가 유지되어 시술 후에도 완전한 제어(control)가 가능하며, 비교적 일정한 임상효과를 나타낸다는 장점을 가지고 있으나, 치료가 끝난 시점에는 제거 수술을 행하여야 하는 어려움이 있으며, 제거하지 않을 경우 신생 조직에 염증을 일으키는 등 악영향을 미치게 되는 문제가 있었다. 상기 비흡수성 차폐막으로는 미국 고어 메디컬(Gore Medical) 사의 고어 텍스 재생막(Gore-tex Regenerative Membrane)인 Expanded polytetrafluoroethylene (e-PTFE)가 있으나, 상기 고어텍스 재생막은 매우 고가이어서, 널리 사용되고 있지는 못하고 있다.

한편, 상기 흡수성 차폐막은 삽입 후 별도의 제거시술이 필요없어 환자 편의를 도모하고 비용도 절감할 수 있어 최근 그 연구가 활발히 진행되고 있으나, 인체 내에서의 분해성으로 인해 부득이하게 조직반응을 유도할 수 있으며, 빠른 흡수성을 나타내는 재료의 경우에는 염증반응을 일으키기도 하는 문제가 있었다. 또한 상기 흡수성 차폐막은 생체내에서 분해되는 장점이 있으나 적합한 강도와 형태부여성이 부족하여, GTR의 생물학적 원리에 근거하여 최소한 4~6주간 생체내에서 소정 형태의 구조(in vivo structure)를 유지하여야 하는 조건을 만족하지 못하고 있다.

이에 종래에는 생체적합성, 세포 배제 및 밀폐 기능성, 공간유지성, 조직과의 결합, 사용상 용이성을 모두 만족하는 조직재생유도용 차폐막의 개발이 절실히 요망되고 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 생체적합성, 세포 배제 및 밀폐 기능성, 공간유지성, 조직과의 결합, 사용상 용이성을 만족하는 비흡수성 차폐막인 골 조직재생유도용 차폐막을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은 골 조직재생유도용 차폐막에 관한 것으로서, 상기 골 조직재생유도용 차폐막은 사전에 설정된 두께 및 강도를 갖는 기판으로 이루어지며, 상기 기판은 금(Gold) 또는 은(Silver)으로 이루어지거나, Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 등의 원소를 금(Gold)에 첨가한 금합금(Gold alloy)으로 이루어지며, 상기 기판에는 임의의 형상을 갖는 텍스쳐가 형성된다.

본 발명의 제2 특징에 따른 골 조직재생유도용 차폐막은, 사전에 설정된 두께 및 강도를 갖는 기판으로 이루어지며, 상기 기판은 금(Gold) 또는 은(Silver)으로 이루어지거나, Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 등의 원소를 금(Gold)에 첨가한 금합금(Gold alloy)으로 이루어진다.

전술한 특징들에 따른 상기 골 조직재생유도용 차폐막은 상기 기판의 상부면에 항생제를 함유하는 폴리머층을 더 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 특징들에 따른 상기 골 조직재생유도용 차폐막은 상기 기판의 하부면에 생체용 세라믹이 코팅되어 있는 생체용 세라믹층을 더 구비하며, 상기 생체용 세라믹층은, HA(Hydroxyapatite), β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고로 구성된 군에서 선택된 어느 하나가 상기 기판의 하부면으로 고압분사되어 코팅되어 형성되거나, 상기 생체용 세라믹층은, HA(Hydroxyapatite), β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고로 구성된 군에서 선택된 어느 하나로 이루어지고 상기 선택된 물질과 접착력을 가지는 고분자 물질에 의해 상기 기판의 하부면에 부착되는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 골 조직재생유도용 차폐막의 상기 텍스쳐는 다수 개의 돌기 및 돌기 기공을 가지며, 상기 돌기 기공은 기판의 상부면과 하부면을 통과하는 것이 바람직하다.

전술한 특징들에 따른 골 조직재생유도용 차폐막의 기판은 압연 공정에 의해 사전에 설정된 두께 및 강도를 가지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 골 조직 재생 유도용 차폐막을 금(Gold) 또는 은(Silver)로 제작함으로써, 생체적합성 및 공간 유지성이 유수한 차폐막을 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따라 은(Silver), 금(Gold) 또는 금합금의 재질의 기판으로 형성하고, 상기 기판의 상부면과 하부면에 각각 항생제가 포함된 폴리머층 및 생체 세라믹층을 더 형성함으로써, 생체적합성, 세포 배제 및 밀폐 기능성, 공간 유지성, 조직과의 결합, 사용상 용이성을 모두 만족할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따라 기판에 돌기를 갖는 텍스쳐를 형성함으로써, 연조직과 의 접합 부위에서 연조직이 흘러내리는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 조직 수축으로 인한 봉합의 파열을 최소화시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따라 기판에 돌기 기공을 형성함으로써 혈액 순환이 가능해져 혈액이 상피 세포로 공급될 수 있게 된다.

더욱이 본 발명에 따른 조직재생유도용 차폐막은 치과 치료에서만이 사용되는 것이 아니라, 정형외과 또는 성형외과 등에서도 골조직의 재생 유도시에 채용될 수 있으므로, 그 활용도가 매우 높은 이점도 있다.

< 제1 실시예 >

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 골 조직 재생 유도용 차폐막의 구조 및 작용을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 골 조직 재생 유도용 차폐막을 개념적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막(10)은 순도가 높은 금(Gold)이나 은(Silver)의 재질로 형성된 기판으로 제작되어 생체친화성 및 공간 유지성(space maintenance)을 향상시키거나, 금(Gold)의 재질에 Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 등의 원소를 첨가한 금합금(Gold Alloy)으로 구성된 기판으로 제작되어 강도와 기능성을 향상시킬 수도 있다. 특히, 차폐막에 금(Gold)의 재질의 기판을 사용함으로써, 생체 적합성이 뛰어날 뿐만 아니라 공간 유지성이 매우 우수한 차폐막을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 기판은 압연 공정에 의해 사전에 설정된 두께를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 사전에 설정된 두께는 0.015 ~ 0.15 mm 의 범위내인 것이 바람직하다. 상기 기판은 차폐막으로서의 공간 유지가 가능하도록 하기 위하여, 그 두께가 최소 0.015mm 이상이 되어야 한다. 또한, 상기 기판은 차폐막이 이물감이 없을 정도의 두께로 형성되어야 하므로 최대 0.15mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 차폐막의 기판이 0.15mm 이상으로 형성되는 경우, 공간 유지는 가능하나 작업이 용이하지 않고 연조직에 손상을 초래할 수 있을 뿐만 아니라, 연조직 하방에 이물질이 있다고 혀로 느낄수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차폐막은 상기 기판의 하부면에 생체 세라믹층을 더 구비하여, 치조골의 조직 재생을 효율적으로 유도할 수도 있다. 상기 생체 세라믹층은 상기 기판의 하부면에 생체 세라믹을 고압 분사하여 코팅하여 형성할 수 있다. 본 실시예에 따른 차폐막에 사용되는 생체 세라믹층은 치조골 조직재생유도 기능성을 갖는 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite;HA) 또는 β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고 등의 생체 세라믹 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차폐막은 상기 기판의 상부면에 폴리머층을 더 구비할 수 있다. 상기 폴리머층은 상기 기판의 상부면에 항생제를 함유한 생체 폴리머 솔루션을 코팅하여 형성되는 것으로서, 폴리머층에 포함된 항생제에 의하여 수술 후 야기될 수 있는 염증 반응 및 2차 감염을 억제한다. 본 발명에 따른 차폐막의 폴리머층에 함유될 수 있는 항생제는 테트라사이클린(tetracycline) 등이다.

<제2 실시예>

이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 골 조직 재생 유도용 차폐막의 구조 및 작용을 설명한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 골 조직 재생 유도용 차폐막을 개념적으로 도시한 것이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차폐막에 대한 평면도 및 단면도들이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 골조직재생유도용 차폐막(20)은 기판(230), 항생체를 포함하는 폴리머층(240), 생체 세라믹층(250)을 구비한다.

상기 기판(230)은 순도가 높은 금(gold)이나 은(Silver)의 재질로 형성하여 생체친화성 및 공간 유지성(space maintenance)을 향상시키거나, 금(Gold)의 재질에 Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 등의 원소를 첨가한 금합금(Gold Alloy)로 구성하여 소정의 강도와 기능성을 향상시킬 수도 있다.

도 4의 (a)는 도 3의 차폐막의 A-A' 방향에 따른 단면도이며, 도 4의 (b)는 도 3의 차폐막의 B-B' 방향에 따른 단면도이다. 도 4를 참조하면, 상기 기판(230)은 다수 개의 돌기들(200, 210) 및 돌기 기공들(260)을 갖는 텍스쳐(texture)가 형성되어 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막은 반구형 돌기들을 갖는 텍스쳐를 형성함으로써, 연조직과의 접합부위에서 연조직의 흘러내림을 방지하게 된다. 또한, 본 실시예에 따른 차폐막은 상기 기판의 텍스쳐에 돌기 기 공(260)을 형성함으로써, 혈액이 상피세포로 공급될 수 있도록 한다.

한편, 상기한 본 발명의 제2 실시예에서는 텍스쳐로서 다수의 반구형 돌기의 텍스쳐만을 예시하였으나, 다수의 원통형 돌기, 다수의 원뿔형 돌기, 또는 다수의 다각의 입체도형 돌기 등이 상기 텍스쳐로 채용될 수 있음은 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다. 또한, 전술한 제2 실시예에 따른 차폐막에 있어서, 상기 기판에 전술한 돌기 및 돌기 기공을 갖는 텍스쳐외에도 다양한 형태의 텍스쳐를 형성될 수 있으며, 그 예로서, 상기 기판에 다수 개의 관통구들을 갖는 텍스쳐를 형성하거나, 돌기들만을 갖는 텍스쳐를 형성될 수 있을 것이다.

상기 생체 세라믹층(250)은 상기 기판(230)의 하부면에 생체 세라믹을 고압 분사하여 코팅하여 형성한 것으로서, 치조골의 조직 재생을 유도하게 된다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 차폐막에 사용되는 생체 세라믹층은 치조골 조직재생유도 기능성을 갖는 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite;HA) 또는 β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고 등의 생체 세라믹 물질로 이루어질 수 있다.

상기 폴리머층(240)은 상기 기판의 상부에 항생제를 함유한 생체 폴리머 솔루션을 코팅하여 형성되는 것으로서, 폴리머층에 포함된 항생제에 의하여 수술 후 야기될 수 있는 염증 반응 및 2차 감염을 억제한다. 본 발명에 따른 차폐막의 폴리머층에 함유될 수 있는 항생제는 테트라사이클린(tetracycline) 등이다.

이하, 도 5를 참조하여, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차폐막(20)의 제조 공정에 대한 일실시예를 설명한다.

먼저, 순도가 높은 은(Silver) 또는 금(Gold), 또는 Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 등의 원소를 첨가한 금합금(gold alloy) 재질의 기판(230)을 압연기를 이용하여 두께 0.015 ~0.15 mm로 압연하여 상기 기판(200)의 강도를 증대시킨다(단계 100).

다음, 상기 기판(230)을 프레싱하여, 기판에 반구형 돌기(210, 200) 및 돌기 기공(260)을 갖는 텍스쳐를 형성한다(단계 110). 여기서, 상기 텍스쳐는 치은 등의 연조직이 흘러내리는 것을 방지하기 위한 것이다.

이후, 상기 압연된 기판은 초음파 세척기를 통해 세척된다(단계 120).

상기 압연된 기판(230)의 상부면 및 하부면을 샌드 블래스팅(sand blasting) 처리하여, 상기 기판(GS)의 상부면 및 하부면을 거칠게 표면 처리한다(단계　130).

상기 샌드 블래스팅 처리가 완료되면, 상기 텍스쳐(204)가 형성된 기판의 상면에 항생제가 포함된 폴리머 솔루션을 스프레이 코팅(spray coating)하여, 상기 기판의 상부면에 항생제가 포함된 폴리머층(240)을 형성한다(단계 140). 여기서, 상기 항생제가 포함된 폴리머 솔루션은 폴리머에 솔벤트를 혼합하여 폴리머 솔루션을 생성한후, 상기 폴리머 솔루션에 테트라사이클린(tetracycline) 등의 항생제를 혼합시켜 제조하게 된다.

상기한 바와 같이 상면에 항생제가 포함된 폴리머층(240)의 형성이 완료되면, 상기 기판(230)의 배면에는 HA(hydroxyapatite), β-TCP( β-tricalcium phosphate), Bioglass, 석고 등과 같은 생체용 세라믹을 고압 분사 및 플라즈마 코팅하여 코팅하여 상기 기판(230)의 하부면에 생체용 세라믹층(250)을 형성한다(단 계 150).

또한 상기 생체용 세라믹은 접착력을 가지는 고분자 물질에 의해 부착될 수 있다. 이 경우 사용되는 고분자 물질로는 어떤 생체 고분자 재료도 될 수 있으나, 바람직하게는 PLGA(polylactide-co-glycolide), PLLA(poly-L-lactic acid), PGA(polyglycolide), Cyanoacrylate 중 어느 하나가 채용될 수 있다.

상기한 바와 같이 기판의 하부면에 생체용 세라믹층(250)을 형성하는 것으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막의 제조는 완료된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명에 따른 조직재생유도용 차폐막은 치과 치료에서만이 사용되는 것이 아니라, 정형외과 또는 성형외과 등에서도 골조직의 재생 유도시에 채용될 수 있으므로, 그 활용도가 매우 높다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막의 구성을 개념적으로 도시한 구성도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막의 구성을 개념적으로 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 돌기 및 돌기 기공을 갖는 텍스쳐가 형성된 조직재생유도용 차폐막에 대한 평면도.

도 4는 도 3의 조직재생유도용 차폐막의 A-A' 및 B-B' 방향에 대한 단면도들.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조직재생유도용 차폐막에 대한 제조 공정의 일 실시형태를 도시한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 골조직재생유도용 차폐막

230 : 기판

240 : 항생체를 포함하는 폴리머층

250 : 생체 세라믹층

Claims

골 조직재생유도용 차폐막에 있어서,

표면에 임의의 형상을 갖는 텍스쳐가 형성되어 있으며, 사전에 설정된 두께를 갖는 기판으로 이루어지며,

상기 기판은 금(Gold) 또는 은(Silver)으로 이루어지거나, Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 원소들 중의 하나를 금(Gold)에 첨가한 금합금(Gold alloy)으로 이루어지고, 상기 기판의 두께는 차폐막으로서의 공간 유지가 가능하면서도 이물감이 없는 두께로 설정되는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
골 조직재생유도용 차폐막에 있어서,

사전에 설정된 두께를 갖는 기판으로 이루어지며,

상기 기판은 금(Gold) 또는 은(Silver)으로 이루어지거나, Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Zn, In, Rh, Sn 원소들 중 하나를 금(Gold)에 첨가한 금합금(Gold alloy)으로 이루어지고, 상기 기판의 두께는 차폐막으로서의 공간 유지가 가능하면서도 이물감이 없는 두께로 설정되는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 골 조직재생유도용 차폐막은 상기 기판의 상부면에 항생제를 함유하는 폴리머층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 골 조직재생유도용 차폐막은 상기 기판의 하부면에 생체용 세라믹이 코팅되어 있는 생체용 세라믹층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
제1항에 있어서, 상기 텍스쳐는 다수 개의 돌기 및 돌기 기공을 가지며, 상기 돌기 기공은 기판의 상부면과 하부면을 통과하는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
제4항에 있어서, 상기 생체용 세라믹층은, HA(Hydroxyapatite), β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고로 구성된 군에서 선택된 어느 하나가 상기 기판의 하부면으로 고압분사되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 골 조직재생유도용 차폐막.
제4항에 있어서, 상기 생체용 세라믹층은, HA(Hydroxyapatite), β-TCP( β-Tricalcium phosphate), 바이오글라스(Bioglass), 석고로 구성된 군에서 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 생체용 세라믹층은 상기 선택된 물질과 접착력을 가지는 고분자 물질에 의해 상기 기판의 하부면에 부착되는 것임을 특징으로 하는 골조직재생유도용 차폐막.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은 사전에 설정된 두께를 가지도록 압연됨을 특징으로 하며, 상기 기판의 사전에 설정된 두께는 0.015 ~ 0.15 mm 의 범위내의 값으로 이루어져, 상기 기판이 차폐막으로서의 공간 유지가 가능하면서도 이물감이 없는 것을 특징으로 하는 골조직 재생 유도용 차폐막.