KR101297814B1 - Preparing method of titanium membrane for guided bone regerneration - Google Patents

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이민호
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Abstract

PURPOSE: A titanium shielding membrane for guided bone generation is provided to facilitate bone formation and control inflammation in area of bone graft, thereby preventing inhibition of bone formation induced by penetration of soft tissue without applying an additional shielding membrane. CONSTITUTION: A preparing method of a titanium shielding membrane comprises the step of: anodizing a titanium mesh in electrolyte (S1) and forming a nanotube TiO2 layer on the surface of the titanium mesh; and inducing precipitation of calcium phosphate by pre-treatment of cyclically calcifying the titanium mesh formed on the nanotube TiO2 layer (S2). [Reference numerals] (AA) Prepare titanium mesh; (BB) Manufacture a shielding membrane for guided bone generation; (S1) Oxidation treatment of a positive electrode; (S2) Cycle calcifying pretreatment

Description

골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법{PREPARING METHOD OF TITANIUM MEMBRANE FOR GUIDED BONE REGERNERATION}Manufacturing method of titanium shielding membrane for bone induction regeneration {PREPARING METHOD OF TITANIUM MEMBRANE FOR GUIDED BONE REGERNERATION}

본 발명은 개선된 생체적합성을 나타내고, 골 형성을 촉진하고 골 이식부의 염증반응을 억제하는 동시에 부가적인 차폐막을 적용하지 않고도 주위 연조직의 침투로 인해 일어나는 골 형성 저해를 효과적으로 차단할 수 골 유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention exhibits improved biocompatibility, promotes bone formation, inhibits inflammatory reactions in bone grafts, and can effectively block the inhibition of bone formation caused by infiltration of surrounding soft tissues without applying additional barriers. It relates to a method for producing a shielding film.

임플란트에 대한 장기간의 예지성 있는 결과를 얻기 위해서는 임플란트 식립 부위에 충분한 양과 크기를 갖는 치조골이 존재해야 한다. 심각한 결손을 보이는 잔존 치조골에서는 임플란트의 심미성과 기능성의 획득을 보장할 수 없기 때문에, 이러한 경우 골의 높이와 폭을 증가시키는 방법 중 하나로서 과립상 이식술(particulate grafts)이 시행되고 있다. 그러나 상기 방법은 구조적인 완전성(structural integrity)이 결여되어 있기 때문에 연조직의 외형이 붕괴되기 쉽고, 그 결과로 골 이식 재료의 압축 또는 위치 이동이 일어나게 되는 문제점이 있다(Buser 등, 1996). To obtain long-term predictive results for implants, alveolar bone with sufficient amount and size should be present at the implant placement site. In the remaining alveolar bones with severe defects, the esthetics and functionality of the implant cannot be guaranteed. In this case, granular grafts are performed as one of the ways to increase the height and width of the bone. However, the method is susceptible to collapse of the soft tissue appearance due to the lack of structural integrity, resulting in compression or displacement of bone graft material (Buser et al., 1996).

상기 문제점을 해결하고 치조융선을 재건하기 위해, 골 이식 재료와 함께 결손부를 덮어서 연조직의 침투는 물론 외형적인 변형을 막을 수 있는 차폐막이 적용되고 있다. 가장 일반적으로 사용되는 차폐막은 비흡수성의 연신-폴리테트라플루오로에틸렌(expanded polytetrafluoroethylene: e-PTFE), 비연신-PTFE(nonexpanded PTFE), 그리고 타이타늄 메쉬 또는 포일이다(Chiapasco 등, 1999; Boyne와 Herford, 2001). In order to solve the above problems and to reconstruct the alveolar ridges, a shielding film is applied to cover the defect with the bone graft material and to prevent the invasion of the soft tissues as well as the external deformation. The most commonly used shields are nonabsorbable stretched polytetrafluoroethylene (e-PTFE), nonexpanded PTFE (non-expanded PTFE), and titanium mesh or foil (Chiapasco et al., 1999; Boyne and Herford). , 2001).

타이타늄은 우수한 부식저항성과 생체적합성을 가져 외과적 분야에서 다양한 용도로의 활용되고 있으며, 이를 차폐막으로 이용한 타이타늄 메쉬(tutanium mesh)의 경우 연조직의 붕괴를 막아주기에 충분한 정도의 강도를 갖고 있을 뿐만 아니라 골이식재를 위한 안정적인 공간을 제공하며, e-PTFE 만을 단독으로 사용하거나 흡수성 차폐막을 사용하는 경우보다 더 예지성 있게 공간을 유지하고 붕괴에 저항한다고 보고된 바 있다(Eisig 등, 2003; Van Steenberghe, 2003; Becker 등, 1996). 이에 따라, 타이타늄 메쉬에 대한 다양한 표면 처리를 통해 보다 우수한 효과를 갖는 골이식용 차폐막을 개발하기 위해 활발한 연구가 이루어지고 있다.Titanium has excellent corrosion resistance and biocompatibility and is used for various purposes in the surgical field. Titanium mesh using this as a shielding film not only has sufficient strength to prevent soft tissue collapse. It has been reported to provide a stable space for bone graft material and to maintain the space more proactively and to resist collapse than using e-PTFE alone or an absorbent shield (Eisig et al., 2003; Van Steenberghe, 2003; Becker et al., 1996). Accordingly, active research is being conducted to develop a bone graft shielding membrane having a superior effect through various surface treatments on titanium mesh.

Buser D, Martin W, Belser WM (2004); Optimizing esthetic for implant restorations in the anterior maxilla. Int J Oral Maxillofac Implant 19:43-61. Buser D, Martin W, Belser WM (2004); Optimizing esthetic for implant restorations in the anterior maxilla. Int J Oral Maxillofac Implant 19: 43-61. Chiapasco M, Abati S, Romeo E, et al; Clinical outcome of autogenous bone blocks or guided bone regeneration with e-PTFE membranes for the reconstruction of narrow edentulous ridges. Clin Oral Implants Res 10:278, 1999 Chiapasco M, Abati S, Romeo E, et al; Clinical outcome of autogenous bone blocks or guided bone regeneration with e-PTFE membranes for the reconstruction of narrow edentulous ridges. Clin Oral Implants Res 10: 278, 1999 Boyne PJ; Maxillofacial surgery, in Habal MB, Reddi AH (eds): Bone Grafts and Bone Graft Substitutes, Philadelphia, Saunders, 1992, pp 291-298 Boyne PJ; Maxillofacial surgery, in Habal MB, Reddi AH (eds): Bone Grafts and Bone Graft Substitutes, Philadelphia, Saunders, 1992, pp 291-298 Eisig SB, Ho V, Kraut R, Lalor P; Alveolar ridge augmentation using titanium micromesh: An experimental study in dogs. J Oral Maxillofac Surg 61:347, 2003 Eisig SB, Ho V, Kraut R, Lalor P; Alveolar ridge augmentation using titanium micromesh: An experimental study in dogs. J Oral Maxillofac Surg 61: 347, 2003 Van Steenberghe D, Johansson C, Quirynen M, et al; Bone augmentation by means of a stiff occlusive titanium barrier. Clin Oral Implants Res 14:63, 2003 Van Steenberghe D, Johansson C, Quirynen M, et al; Bone augmentation by means of a stiff occlusive titanium barrier. Clin Oral Implants Res 14:63, 2003 Becker W, Becker B, Mellonig J, et al; A prospective multicenter study evaluating periodontal regeneration for class II furcation invasions and infrabony defects after treatment with a bioabsorbable barrier membrane: 1-year results. J Periodontol 67:641, 1996 Becker W, Becker B, Mellonig J, et al; A prospective multicenter study evaluating periodontal regeneration for class II furcation invasions and infrabony defects after treatment with a bioabsorbable barrier membrane: 1-year results. J Periodontol 67: 641, 1996

본 발명의 목적은 개선된 생체적합성을 나타내고, 골 형성을 촉진하고 골 이식부의 염증반응을 억제하는 동시에 부가적인 차폐막을 적용하지 않고도 주위 연조직의 침투로 인해 일어나는 골형성 저해를 효과적으로 차단할 수 있는 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to exhibit improved biocompatibility, to promote bone formation and to inhibit the inflammatory response of bone grafts, while at the same time effectively inhibiting bone formation inhibition caused by infiltration of surrounding soft tissues without applying additional barriers. It is to provide a method for producing a titanium shielding film for regeneration.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 골유도재생용 차폐막을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a shield for bone induction regeneration produced by the above production method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법은 타이타늄 메쉬(titanium mesh)를 전해액 중에서 양극 산화시켜 상기 타이타늄 메쉬의 표면에 나노튜브 TiO2 층을 형성하는 단계; 및 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬에 대해 사이클 석회화 전처리하여 인산칼슘의 석출을 유도하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, in the method for producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration according to an embodiment of the present invention to form an nanotube TiO 2 layer on the surface of the titanium mesh by anodizing a titanium mesh in an electrolyte solution Making; And cycle calcification pretreatment on the titanium mesh on which the nanotube TiO 2 layer is formed to induce precipitation of calcium phosphate.

상기 전해액은 가용성 불소화합물, 물 및 다가 알코올을 포함하는 것일 수 있다.The electrolyte may include a soluble fluorine compound, water and a polyhydric alcohol.

상기 전해액은 가용성 불소화합물 0.3 내지 2중량%, 물 10 내지 50중량% 및 잔부량의 다가 알코올을 포함하는 것일 수 있다.The electrolyte solution may include 0.3 to 2% by weight of the soluble fluorine compound, 10 to 50% by weight of water and the balance of the polyhydric alcohol.

상기 가용성 불소화합물은 불화암모늄, 불화나트륨, 불화수소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The soluble fluorine compound may be selected from the group consisting of ammonium fluoride, sodium fluoride, hydrogen fluoride and mixtures thereof.

상기 다가 알코올은 글리세롤, 에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The polyhydric alcohol is glycerol, ethylene glycol And it may be selected from the group consisting of a mixture thereof.

상기 양극 산화 공정은 타이타늄 메쉬를 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 또는 은을 음극으로 하여 전해액 중에서 정전압 정전류 모드에서 수행될 수 있다.The anodic oxidation process may be performed in a constant voltage constant current mode in an electrolyte solution using a titanium mesh as an anode and platinum, tungsten or silver as a cathode.

상기 양극 산화 공정은 정전압 정전류 모드에서 전류밀도 5 내지 50 mA/㎠, 최종전압 10 내지 50 V에 이르도록 하고 최종전압 조건에서 10분 내지 2시간 동안 유지하여 수행될 수 있다.The anodic oxidation process may be performed by maintaining a current density of 5 to 50 mA / cm 2 and a final voltage of 10 to 50 V in a constant voltage constant current mode and maintaining the final voltage for 10 minutes to 2 hours.

상기 사이클 석회화 전처리 공정은 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬를 인산염 수용액을 포함하는 제1함침용액에 함침하는 제1함침 공정 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 포화 수용액을 포함하는 제2함침용액에 함침하는 제2함침 공정을 포함할 수 있다.The cycle calcification pretreatment process includes a first impregnation process of impregnating a titanium mesh having the nanotube TiO 2 layer formed therein into a first impregnation solution including an aqueous phosphate solution and a second impregnation comprising a saturated aqueous solution of Ca (OH) 2 . And a second impregnation process for impregnating the solution.

상기 인산염 수용액은 0.01 내지 0.5M의 농도를 갖는 것일 수 있다.The phosphate aqueous solution may be one having a concentration of 0.01 to 0.5M.

상기 인산염은 제1인산수소나트륨(NaH2PO4), 제2인산수소나트륨(Na2HPO4), 제1인산수소칼륨(KH2PO4), 제2인산수소칼륨(K2HPO4), 제1인산암모늄 수용액((NH4)H2PO4) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The phosphate salts include sodium hydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ), sodium hydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), potassium hydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), and potassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ). It may be selected from the group consisting of aqueous ammonium monophosphate ((NH 4 ) H 2 PO 4 ) and mixtures thereof.

상기 사이클 석회화 전처리 공정은 실온 내지 100℃에서 수행될 수 있다.The cycle calcification pretreatment process may be performed at room temperature to 100 ° C.

상기 제조방법은 상기 양극 산화 공정 실시 전 타이타늄 메쉬 표면에 대한 산세처리 공정을 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include a pickling process for the surface of the titanium mesh before the anodization process.

상기 제조방법은 양극 산화 공정 후 또는 사이클 석회화 전처리 공정 후 타이타늄 메쉬에 대한 열처리 공정을 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include a heat treatment process for the titanium mesh after the anodic oxidation process or after the cycle calcification pretreatment process.

상기 열처리 공정은 400 내지 600℃에서 이루어질 수 있다.The heat treatment process may be performed at 400 to 600 ℃.

본 발명의 다른 일 구현예에 따른 골유도재생용 타이타늄 차폐막은 상기 제조방법에 의해 제조된다.Titanium shielding film for bone induction regeneration according to another embodiment of the present invention is prepared by the above production method.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 골유도재생용 타이타늄 차폐막은, 타이타늄 메쉬 위에 형성되는 나노튜브 TiO2 층이 제공하는 균일한 두께의 산화피막층으로 인해 개선된 생체적합성을 나타내고, 또한 산화피막층 형성 이후의 사이클 석회화 전처리에 의해서 TiO2 나노튜브의 빈 공간에 침투 석출된 인산칼슘이 입자상 이식(particulate graft)이 시행된 부위의 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite; HA)의 석출을 가속시켜 골 형성을 촉진하고 골 이식부의 염증반응을 억제하는 동시에 부가적인 차폐막을 적용하지 않고도 주위 연조직의 침투로 인해 일어나는 골형성 저해를 효과적으로 차단할 수 있다.The titanium shielding film for bone induction regeneration produced by the manufacturing method according to the present invention exhibits improved biocompatibility due to the uniform thickness oxide film provided by the nanotube TiO 2 layer formed on the titanium mesh, and also forms an oxide film layer. Subsequent cycle calcification pretreatment accelerated precipitation of hydroxyapatite (HA) in the site where the particle phosphate precipitated into the hollow space of the TiO 2 nanotubes was subjected to the particle graft, thereby promoting bone formation. It can inhibit the inflammatory response of the bone graft and effectively block the inhibition of bone formation caused by the infiltration of surrounding soft tissue without applying additional barrier.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 실시예 1에서의 산세처리전 타이타늄 메쉬를 × 2.00K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이다.
도 3은 비교예 1에서의 산세처리전 타이타늄 메쉬에 대한 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope: FE-SEM) 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 제조된 차폐막 표면의 FE-SEM 사진이다.
도 5a는 비교예 2에서 나노튜브 TiO2 층이 형성된 차폐막 표면의 FE-SEM 사진이고, 도 5b는 상기 도 5a에서의 나노튜브 TiO2 층을 횡방향으로 파절시켜 관찰한 FE-SEM 사진이다.
도 6은 비교예 1에서 제조된 차폐막을 유사 체액에 10일 동안 침적한 후의 FE-SEM 사진이다.
도 7a는 비교예 2에서 제조된 차폐막을 유사 체액에 10일 동안 침적하고서 × 5K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이고, 도 7b는 상기 도 7a에서 돌기상의 A 위치를 × 50K배의 배율로 확대하여 관찰한 사진이다.
도 8a는 실시예 1에서 제조된 차폐막을 유사 체액에 1일 동안 침적하고서 × 5K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이고, 도 8b는 도 8a에서 돌기상의 B 위치를 × 50K배의 배율로 확대하여 관찰한 사진이다.1 is a process diagram schematically showing a manufacturing process of the titanium shielding membrane for bone induction regeneration according to an embodiment of the present invention.
2 is an FE-SEM photograph of the titanium mesh observed at a magnification of 2.00 K times before pickling in Example 1. FIG.
FIG. 3 is a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) photograph of the titanium mesh before pickling in Comparative Example 1. FIG.
4 is an FE-SEM photograph of the shielding film surface prepared in Comparative Example 1. FIG.
FIG. 5A is a FE-SEM photograph of the surface of the shielding film on which the nanotube TiO 2 layer is formed in Comparative Example 2, and FIG. 5B is a FE-SEM photograph observed by lateral fracture of the nanotube TiO 2 layer in FIG. 5A.
6 is a FE-SEM photograph of the shielding film prepared in Comparative Example 1 after immersing in a similar body fluid for 10 days.
FIG. 7A is a FE-SEM photograph of the shielding membrane prepared in Comparative Example 2 in 10-day magnification after immersion in analogous body fluid, and FIG. 7B is a magnification of 50K times the position A of the projection in FIG. 7A. This is an enlarged picture.
FIG. 8A is a FE-SEM photograph of the shielding membrane prepared in Example 1 in a similar body fluid and observed at a magnification of 5K times for one day, and FIG. 8B is a magnification of 50B times the position B of the protrusion in FIG. This is an enlarged photograph.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.

타이타늄 메쉬는 골유도재생용 타이타늄 차폐막으로서 치과 또는 정형외과 영역에서 임플란트 식립부 골의 양적 증대를 위해 시행되는 입자상 이식(particulate graft)에서 연조직 외형의 붕괴와 더불어 일어나는 매식제의 압축과 위치이동을 방지하는 목적으로 이용되고 있다. Titanium mesh is a titanium shielding membrane for osteoinductive regeneration, which prevents the compression and positional shift of the media during the granular graft, which is performed to quantitatively increase the implant placement bone in the dental or orthopedic area. It is used for the purpose.

본 발명자는 골유도재생용 타이타늄 차폐막으로 이용되는 타이타늄 메쉬의 표면특성을 개선하기 위하여, 타이타늄 메쉬의 표면에 균일한 두께의 나노튜브 TiO2 층을 생성한 후 사이클 석회화 전처리에 의해 표면에 인산칼슘의 석출을 유도함으로써 HA 석출을 가속화하여 골이식재 이식부의 골형성을 촉진하는 동시에 부가적인 차폐막을 적용하지 않고도 주위 연조직의 침투로 인해 일어나는 골형성의 저해를 효과적으로 차단할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.In order to improve the surface properties of the titanium mesh used as a titanium shielding membrane for bone induction regeneration, the present inventors have produced a uniform thickness nanotube TiO 2 layer on the surface of the titanium mesh and then cycled calcium phosphate on the surface by cycle calcification pretreatment. The present invention completed the present invention by accelerating HA precipitation by inducing precipitation to promote bone formation of bone graft and effectively blocking the inhibition of bone formation caused by infiltration of surrounding soft tissues without applying additional shielding membrane. .

즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법은, 타이타늄 메쉬(titanium mesh)를 전해액 중에서 양극 산화시켜 상기 타이타늄 메쉬의 표면에 나노튜브 TiO2 층(nanotubular TiO2 layer)을 형성하는 단계; 그리고 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬에 대해 사이클 석회화 전처리(cyclic precalcification treatment)하여 인산칼슘의 석출을 유도하는 단계를 포함한다.That is, the production method of the titanium shielding film for osteoinductive reproduction according to one embodiment of the present invention, the titanium mesh (titanium mesh) nanotubes TiO 2 layer (nanotubular TiO 2 layer) on a surface of the titanium mesh to anodic oxidation in an electrolytic solution Forming a; And cyclic precalcification treatment of the titanium mesh on which the nanotube TiO 2 layer is formed to induce precipitation of calcium phosphate.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다. 이하 도 1을 참조하여 각 단계별로 상세히 설명한다.1 is a process diagram schematically showing a manufacturing process of the titanium shielding membrane for bone induction regeneration according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 타이타늄 메쉬 표면에 나노튜브 TiO2 층을 형성한다(S1).First, to form a nanotube TiO 2 layer on the titanium mesh surface (S1).

상세하게는 상기 타이타늄 메쉬를 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 또는 은을 음극으로 하여 전해액 중에서 정전압 정전류 모드에서 양극 산화를 수행함으로써 나노튜브 TiO2 층을 형성할 수 있다. In detail, the nanotube TiO 2 layer may be formed by performing anodization in the constant voltage constant current mode in the electrolyte using the titanium mesh as the anode and platinum, tungsten or silver as the cathode.

상기 타이타늄 메쉬로는 골이식용 차폐막으로 이용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 타이타늄 메쉬는 직경 ( 0.5 내지 2㎜의 구멍이 1 내지 4㎜ 간격으로 형성된 것이 좋다. 타이타늄 메쉬의 상기와 같은 직경과 간격의 구멍을 포함하는 경우 연조직의 침투를 차단하면서도 골이식부의 영양공급과 신진대사를 가능하게 할 수 있다.The titanium mesh may be used without particular limitation as long as it is used as a bone graft shielding membrane. Preferably, the titanium mesh has a diameter (0.5 to 2 mm holes formed at intervals of 1 to 4 mm). If the titanium mesh includes holes having the same diameter and spacing, the titanium mesh blocks the penetration of soft tissues while It can enable nutrition and metabolism.

또한 본 발명에 따른 제조방법은 상기 타이타늄 메쉬에 대한 나노튜브 TiO2 층 형성 전 타이타늄 메쉬 표면을 산세처리하여 타이타늄 메쉬 표면의 오염물질과 TiO2 산화 피막층을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method according to the present invention may further include a step of removing the contaminants on the titanium mesh surface and the TiO 2 oxide film layer by pickling the surface of the titanium mesh before forming the nanotube TiO 2 layer for the titanium mesh.

상기 산세처리 공정은 질산(HNO3), 불화수소(HF) 등의 산 용액으로 처리하는 등의 통상의 방법으로 실시할 수 있으며, 바람직하게는 질산과 불화수소의 혼합 산 수용액 중에서 함침 처리할 수 있다.The pickling process may be carried out by a conventional method such as treatment with an acid solution such as nitric acid (HNO 3 ), hydrogen fluoride (HF), preferably impregnated in a mixed acid aqueous solution of nitric acid and hydrogen fluoride. have.

상기 양극 산화 공정시 전해액으로는 가용성 불소화합물, 물 및 다가 알코올을 포함하는 것을 사용할 수 있다.In the anodic oxidation process, an electrolyte containing a soluble fluorine compound, water, and a polyhydric alcohol may be used.

상기 가용성 불소화합물로는 불화암모늄, 불화나트륨, 불화수소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. The soluble fluorine compound may be selected from the group consisting of ammonium fluoride, sodium fluoride, hydrogen fluoride and mixtures thereof.

상기 불화암모늄은 전해액 총 중량에 대하여 0.3 내지 2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 불화암모늄의 함량이 0.3중량% 미만이거나 2중량%를 초과하면 나노튜브의 구조가 불완전해져 바람직하지 않다.The ammonium fluoride is preferably contained in 0.3 to 2% by weight based on the total weight of the electrolyte. If the content of ammonium fluoride is less than 0.3 wt% or more than 2 wt%, the structure of the nanotubes is incomplete, which is undesirable.

또한 상기 물은 표면처리용 전해액 총 중량에 대하여 10 내지 50중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 물의 함량이 10중량% 미만이거나 50중량%를 초과하면 타이타늄 메쉬 표면에 생성되는 나노튜브의 직경이 지나치게 작고 튜브의 길이가 길어져서 석회화 처리 및 적용 과정에서 손상이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다.In addition, the water is preferably contained in 10 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight relative to the total weight of the surface treatment electrolyte solution. If the water content is less than 10% by weight or more than 50% by weight, the diameter of the nanotubes formed on the titanium mesh surface is too small and the length of the tube is too long, which is undesirable because there is a risk of damage in the process of calcification and application.

상기 다가 알코올로는 글리세롤, 에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 다가 알코올은 표면처리용 전해액 중 잔부량으로 포함될 수 있다. The polyhydric alcohol may be selected from the group consisting of glycerol, ethylene glycol and mixtures thereof. The polyhydric alcohol may be included as the balance in the electrolyte for surface treatment.

상기 양극 산화 공정은 정전압 정전류 모드에서 진행되는데, 정전류 조건에서 정전압을 인가하면 인가전압에 상응하는 두께의 얇은 나노튜브 TiO2의 산화피막층이 형성되게 된다. The anodic oxidation process is performed in a constant voltage constant current mode. When a constant voltage is applied under constant current conditions, a thin nanotube TiO 2 having a thickness corresponding to the applied voltage is applied. An oxide film layer is formed.

따라서 최종 형성되는 산화피막층의 두께를 고려하여 정전압 정전류의 조건을 조절할 수 있는데, 바람직하게는 최종 형성되는 나노튜브 TiO2의 평균 직경이 200nm 이하, 평균 길이가 2um 이하가 되도록 전류밀도 5 내지 50 mA/㎠, 바람직하게는 10 내지 50 mA/㎠, 최종전압 10 내지 50 V에 이르도록 하고 최종전압 조건에서 10분 내지 2시간 동안 유지하도록 하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 나노튜브 TiO2의 평균 직경 및 평균 길이가 상기 범위를 벗어나는 경우 산화 피막층이 파절될 우려가 있다.Therefore, the condition of the constant voltage constant current may be adjusted in consideration of the thickness of the oxide layer to be finally formed. Preferably, the final formation of the nanotube TiO 2 The current density is 5 to 50 mA / cm 2, preferably 10 to 50 mA / cm 2, and a final voltage of 10 to 50 V so that the average diameter is 200 nm or less and the average length is 2 μm or less. It is preferably carried out to keep for time. Of the nanotubes TiO 2 If the average diameter and the average length are outside the above ranges, there is a fear that the oxide film layer is broken.

상기와 같은 양극 산화 공정에 의해, 전해액 중에 포함되어 있는 가용성 불소화합물에서 유리된 불소 이온의 분해작용으로 타이타늄 표면이 활성화되면서 다수의 포어(pore)들이 생성되고, 이후 전류의 소폭 상승과 포어들 상호간의 간섭으로 인해 전류를 동등하게 공유하면서 평형상태에서 높은 자기정렬 형태를 갖춘 치밀한 구조의 나노튜브층이 생성되게 된다. 상세하게는, 독립된 구조를 갖는 상대적으로 큰 직경의 나노튜브들 사이 공간에 상대적으로 작은 직경의 나노튜브들이 생성되는 형태로 치밀한 구조를 이루며 자기정렬 형태를 갖추게 되는데 이때 형성된 큰 직경의 나노튜브들의 평균 직경은 200nm 이하이며, 나노튜브의 평균 길이는 2um 이하, 바람직하게는 1um 이하인 것이 바람직하다. By the anodic oxidation process as described above, the titanium surface is activated by the decomposition of fluorine ions released from the soluble fluorine compound contained in the electrolyte, and a large number of pores are generated. Interfering with, the dense structure of nanotube layer with high self-alignment form at equilibrium while sharing current equally. In detail, a relatively small diameter nanotubes are formed in a space between relatively large diameter nanotubes having an independent structure, forming a dense structure and forming a self-aligning form. The diameter is 200 nm or less, and the average length of the nanotubes is preferably 2 μm or less, preferably 1 μm or less.

또한 상기 양극 산화 처리에 의해 타이타늄 메쉬 표면에 나노튜브 TiO2의 산화피막층이 치밀하게 형성됨으로써, 타이타늄 메쉬의 생체적합성이 개선되는 동시에 나노튜브의 빈 공간 및 표면에 인산칼슘을 형성할 수 있다. In addition, the oxide film layer of the nanotube TiO 2 is densely formed on the surface of the titanium mesh by the anodic oxidation treatment, thereby improving the biocompatibility of the titanium mesh and simultaneously forming calcium phosphate in the empty space and the surface of the nanotube.

상기 양극 산화 공정 후 나노튜브 TiO2 층의 구조적 안정화 및 불순물을 제거하기 위해 열처리 공정을 더 실시할 수 있다.After the anodic oxidation process, a heat treatment process may be further performed to structurally stabilize the nanotube TiO 2 layer and remove impurities.

바람직하게는, 상기 열처리 공정은 400 내지 600℃에서 수행할 수 있다. Preferably, the heat treatment process may be performed at 400 to 600 ℃.

다음으로, 상기 양극 산화 공정에 의해 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬에 대해 사이클 석회화 전처리를 수행한다(S2)Next, cycle calcification pretreatment is performed on the titanium mesh on which the nanotube TiO 2 layer is formed by the anodic oxidation process (S2).

상기 사이클 석회화 전처리 공정은 나노튜브 구조의 TiO2 층에 인산칼슘의 석출을 유도하여 골이식부의 골형성을 가속하기 위한 공정으로, 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬를 인산염과 칼슘이온의 흡착을 유도하기 위한 석회화 전처리 용액으로서 인산염 수용액을 포함하는 제1함침용액과 수산화칼슘(Ca(OH)2) 포화 용액을 포함하는 제2함침용액에 함침함으로써 수행될 수 있다. The cycle calcification pretreatment process is a process for accelerating the bone formation of the bone graft by inducing the precipitation of calcium phosphate on the TiO 2 layer of the nanotube structure, the adsorption of phosphate and calcium ions on the titanium mesh formed with the nanotube TiO 2 layer It may be carried out by impregnating the first impregnation solution containing an aqueous solution of phosphate and the second impregnation solution containing a saturated solution of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) as a calcification pretreatment solution for inducing N.

즉, 상기 사이클 석회화 전처리 공정은 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬를 인산염 수용액을 포함하는 제1함침용액에 함침하는 제1함침 공정 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 포화 수용액을 포함하는 제2함침용액에 함침하는 제2함침 공정을 포함한다.That is, the cycle calcification pretreatment process includes a first impregnation process of impregnating a titanium mesh having the nanotube TiO 2 layer formed therein into a first impregnation solution including an aqueous phosphate solution and a saturated aqueous solution of calcium hydroxide (Ca (OH) 2). 2 The impregnation solution is impregnated with a second impregnation process.

상기 제1함침용액과 상기 제2함침용액에 함침시키는 순서는 한정되지 않지만, 상기 제1함침용액에 함침시킨 후 상기 제2함침용액에 함침시키는 경우 제조된 나노튜브 TiO2 층의 표면이 중성 또는 매우 낮은 알칼리성 상태를 띠게 할 수 있다.The order of impregnation in the first impregnation solution and the second impregnation solution is not limited, but when impregnated in the first impregnation solution and then impregnated in the second impregnation solution, the surface of the prepared nanotube TiO 2 layer is neutral or It can have a very low alkaline state.

상기 인산염으로는 제1인산수소나트륨(NaH2PO4), 제2인산수소나트륨(Na2HPO4), 제1인산수소칼륨(KH2PO4), 제2인산수소칼륨(K2HPO4), 제1인산암모늄 수용액((NH4)H2PO4) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 상기 인산염은 0.01 내지 0.5M 농도로 물 중에 용해시킨 수용액 상태로 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5M 의 농도로 사용되는 것이 좋다. 인산염 수용액중 인산염의 농도가 0.01M 미만이거나 0.5M을 초과하는 경우 임플란트 표면에 인산칼슘층이 과도하게 생성되어 나노튜브 구조의 TiO2 층에 너무 두껍게 생성되거나 치밀하게 결합되지 못해서 임플란트 식립 과정에서 손상이 일어날 수 있다. Examples of the phosphate include sodium hydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ), sodium hydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), potassium hydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), and potassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4). ), A first ammonium phosphate aqueous solution ((NH 4 ) H 2 PO 4 ) and a mixture thereof may be used, the phosphate is used in an aqueous solution dissolved in water at a concentration of 0.01 to 0.5M It is preferable that it is used, More preferably, it is used in the density | concentration of 0.1-0.5M. If the concentration of phosphate in the aqueous solution of phosphate is less than 0.01M or more than 0.5M, the calcium phosphate layer is excessively formed on the surface of the implant, which is too thick or too tightly bonded to the TiO 2 layer of the nanotube structure, thereby damaging the implant placement process. This can happen.

상기 사이클 석회화 전처리는 제1함침공정 후 제2함침공정 실시를 1사이클로 하여 10 내지 1000회 범위에서 반복시행하는 것이 바람직하며, 상기 제1함침공정 직후와 제2함침공정 직후 증류수 세척 공정을 더 수행할 수 있다.The cycle calcification pretreatment is preferably repeated in the range of 10 to 1000 times after the first impregnation process and the second impregnation process is carried out as one cycle, and further performs distilled water washing process immediately after the first impregnation process and immediately after the second impregnation process. can do.

바람직하게는 제1함침용액에 대한 침적 5 내지 60초, 증류수 세척 5 내지 30초, 제2함침용액에 대한 침적 5 내지 60초 그리고 증류수 세척 5 내지 30초를 1 사이클로 하여 10 내지 1000회 범위에서 반복 시행한다.Preferably in the range of 10 to 1000 times with 1 cycle of 5 to 60 seconds of deposition on the first impregnation solution, 5 to 30 seconds on the distilled water wash, 5 to 60 seconds on the second impregnation solution and 5 to 30 seconds on the distilled water wash. Repeat it.

상기 사이클 석회화 전처리시 제1함침용액과 제2함침용액의 온도는 50 내지 100℃로 유지하는 것이 바람직하다. In the cycle calcification pretreatment, the temperature of the first impregnation solution and the second impregnation solution is preferably maintained at 50 to 100 ° C.

본 발명에 따른 제조방법은 상기 사이클 석회화 전처리 후 나노튜브 TiO2 층과 표면에 석출된 인산칼슘의 구조적 안정화 및 불순물을 제거하기 위해 사이클 석회화 전처리된 타이타늄 메쉬에 대해 열처리 공정을 더 실시할 수 있다.In the manufacturing method according to the present invention, after the cycle calcification pretreatment, the nanotube TiO 2 layer and the cycle calcification pretreatment titanium mesh may be further subjected to a heat treatment process to remove structural impurities and calcium phosphate deposited on the surface.

바람직하게는, 상기 열처리 공정은 400 내지 500℃에서 수행할 수 있다. Preferably, the heat treatment process may be performed at 400 to 500 ℃.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 골유도재생용 타이타늄 차폐막은, 타이타늄 메쉬 위에 형성되는 나노튜브 TiO2 층이 제공하는 균일한 두께의 산화피막층으로 인해 개선된 생체적합성을 나타내고, 또한 산화피막층 형성 이후의 사이클 석회화 전처리에 의해서 나노튜브의 빈 공간에 침투 석출된 인산칼슘이 입자상 이식이 시행된 부위의 하이드록시아파타이트의 석출을 가속시켜 골 형성을 촉진하고 골 이식부의 염증반응을 억제하는 동시에 부가적인 차폐막을 적용하지 않고도 주위 연조직의 침투로 인해 일어나는 골형성 저해를 효과적으로 차단할 수 있다. The titanium shielding film for bone induction regeneration produced by the manufacturing method of the present invention as described above shows an improved biocompatibility due to the oxide film layer of uniform thickness provided by the nanotube TiO 2 layer formed on the titanium mesh, and also oxidized Calcium phosphate infiltrated into the empty space of nanotubes by cycle calcification pretreatment after film formation accelerates the precipitation of hydroxyapatite in the site where the graft was performed to promote bone formation and suppress the inflammatory reaction of bone graft. It is possible to effectively block the inhibition of bone formation caused by the infiltration of surrounding soft tissue without applying additional shielding membrane.

이에 따라 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법에 의해 제조된 골재생유도용 차폐막을 제공한다. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, there is provided a shield membrane for bone regeneration induced by the manufacturing method.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

실시예Example 1:  One: 골유도재생용For bone induction 타이타늄  Titanium 차폐막의Shielding 제조 Produce

직경 1.5 ㎜의 구멍이 3.5 ㎜ 간격으로 형성된 30× 20 ㎜ 크기의 타이타늄 메쉬(Jeil Medical Co, Korea 사제)를 10× 10 ㎜ 크기로 절단하여 타이타늄 메쉬 시편을 준비하였다. 상기 시편을 HNO3:HF:H2O를 12:7:81(부피비)로 혼합한 혼합용액에 침적하고서 10초 동안 산세처리하여 타이타늄 메쉬 표면의 오염물질과 TiO2 산화 피막층을 제거하였다. Titanium mesh specimens were prepared by cutting a 30 × 20 mm size titanium mesh (manufactured by Jeil Medical Co, Korea) having a hole of 1.5 mm in diameter at 3.5 mm intervals to 10 × 10 mm. The specimen was immersed in a mixed solution of HNO 3 : HF: H 2 O mixed at 12: 7: 81 (volume ratio), followed by pickling for 10 seconds to remove contaminants and TiO 2 oxide layer on the surface of the titanium mesh.

이어서, 직류전원(Direct Current: DC) 정전원 장치의 양극에 상기에서 제조된 타이타늄 메쉬 시편을, 음극에 백금판을 각각 결선하고 두 전극이 약 20 ㎜ 떨어진 위치에서 서로 마주하도록 전해액 중에 위치시킨 상태에서 20 V의 전압을 20 mA/㎠의 전류밀도로 30분 동안 인가하였다. 이때 전해액은 글리세롤에 20 중량% 3차 증류수와 1 중량% NH4F를 혼합하여 준비하였다. 양극산화처리 후 나노튜브 TiO2 층의 구조적 안정화 및 불순물을 제거하기 위해 시편을 전기로(Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea)에 넣고 승온속도 10 ℃/min으로 500℃로 올려서 2시간 동안 유지하였다. Subsequently, the titanium mesh specimen prepared above was connected to the anode of the direct current (DC) electrostatic power source device, and a platinum plate was connected to the cathode, respectively, and the electrodes were placed in the electrolyte so as to face each other at a position about 20 mm apart. A voltage of 20 V at was applied for 30 minutes at a current density of 20 mA / cm 2. At this time, the electrolyte solution was prepared by mixing 20 wt% tertiary distilled water and 1 wt% NH 4 F in glycerol. After anodization, the specimens were placed in an electric furnace (Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea) in order to remove the impurities and structural stabilization of the nanotube TiO 2 layer, and were maintained at 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min for 2 hours.

다음으로 [80℃ 0.05 M NaH2PO4 수용액을 포함하는 제1함침용액에 침적 1분-25℃ 탈 이온수 침적 5초-100℃ Ca(OH)2 포화수용액을 포함하는 제2함침용액에 침적 1분-25℃ 탈 이온수 침적 5초]를 1 사이클로 하여 사이클 석회화 전처리를 20회 반복 실시하였다. 사이클 석회화 전처리 후 나노튜브 TiO2 층과 표면에 석출된 인산칼슘의 구조적 안정화 및 불순물을 제거하기 위해 시편을 전기로(Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea)에 넣고 승온속도 10 ℃/min으로 500℃로 올려서 2시간 동안 유지하고 골유도재생용 타이타늄 차폐막을 제조하였다.
Subsequently, it was immersed in the first impregnation solution containing an aqueous solution of 80 ° C. 0.05 M NaH 2 PO 4 1 minute -25 ° C. deionized water deposition 5 seconds-100 ° C. in a second impregnation solution containing a saturated aqueous solution of Ca (OH) 2. 1 min-25 ° C deionized water deposition 5 sec] was repeated 1 cycle for 20 cycles of cycle calcification pretreatment. After cycle calcification pretreatment, the specimen was placed in an electric furnace (Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea) to remove the impurities and structural stabilization of the nanotube TiO 2 layer and the calcium phosphate deposited on the surface. It was raised and maintained for 2 hours to prepare a titanium shielding membrane for bone induction regeneration.

비교예Comparative example 1: 종래의  1: conventional 골유도재생용For bone induction 타이타늄  Titanium 차폐막Shield

직경 1.5 ㎜의 구멍이 3.5 ㎜ 간격으로 형성된 30× 20 ㎜ 크기의 타이타늄 메쉬(Jeil Medical Co, Korea 사제)를 10× 10 ㎜ 크기로 절단하여 타이타늄 메쉬 시편을 준비하였다. 상기 시편을 HNO3:HF:H2O를 12:7:81(부피비)로 혼합한 혼합용액에 침적하고서 10초 동안 산세처리하여 타이타늄 메쉬 표면의 오염물질과 TiO2 산화 피막층을 제거하여 골유도재생용 타이타늄 차폐막을 제조하였다.
Titanium mesh specimens were prepared by cutting a 30 × 20 mm size titanium mesh (manufactured by Jeil Medical Co, Korea) having a hole of 1.5 mm in diameter at 3.5 mm intervals to 10 × 10 mm. The specimen was immersed in a mixed solution containing HNO 3 : HF: H 2 O at 12: 7: 81 ( volume ratio ), followed by pickling for 10 seconds to remove contaminants and TiO 2 oxide layer on the surface of the titanium mesh to induce bone induction. A titanium shielding film for regeneration was prepared.

비교예Comparative example 2: 종래의  2: Conventional 골유도재생용For bone induction 타이타늄  Titanium 차폐막의Shielding 양극산화처리Anodizing 및 열처리 And heat treatment

직류전원(Direct Current: DC) 정전원 장치의 양극에 상기 비교예 1에서 제조된 타이타늄 메쉬 시편을 음극에 백금판을 각각 결선하고 두 전극이 약 20 ㎜ 떨어진 위치에서 서로 마주하도록 전해액 중에 위치시킨 상태에서 20 V의 전압을 20 mA/㎠의 전류밀도로 30분 동안 인가하였다. 이때 전해액은 글리세롤에 20 중량% 3차 증류수와 1 중량% NH4F를 혼합하여 준비하였다. 양극산화처리 후 나노튜브 TiO2 층의 구조적 안정화 및 불순물을 제거하기 위해 시편을 전기로(Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea)에 넣고 승온속도 10 ℃/min으로 500℃로 올려서 2시간 동안 유지하여 골유도재생용 타이타늄 차폐막을 제조하였다.
Direct Current (DC) A state in which the titanium mesh specimens prepared in Comparative Example 1 were connected to a cathode and a platinum plate was respectively connected to a cathode of a DC power source device, and the two electrodes face each other at a position approximately 20 mm apart. A voltage of 20 V at was applied for 30 minutes at a current density of 20 mA / cm 2. At this time, the electrolyte solution was prepared by mixing 20 wt% tertiary distilled water and 1 wt% NH 4 F in glycerol. After anodizing, the specimens were placed in an electric furnace (Ajeon Industrial Co, Ltd, Korea) in order to remove the impurities and structural stabilization of the nanotube TiO 2 layer. A titanium shielding film for inductive regeneration was prepared.

시험예Test Example 1:  One: 차폐막Shield 표면 관찰 Surface observation

실시예 1 및 비교예 1, 2의 차폐막 표면을 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope: FE-SEM, S800, Hitachi, Japan)으로 관찰하였다. The shielding membrane surfaces of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM, S800, Hitachi, Japan).

도 2는 실시예 1에서의 산세처리전 타이타늄 메쉬를 × 2.00K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이다.2 is an FE-SEM photograph of the titanium mesh observed at a magnification of 2.00 K times before pickling in Example 1. FIG.

도 2에서 볼 수 있듯이, 실시예 1에서 제조된 골유도재생용 타이타늄 차폐막은 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬에 인산칼슘이 석출되어 백색의 층이 형성되는 것을 확인할 수 있다.As can be seen in Figure 2, the titanium shielding membrane for bone induction production prepared in Example 1 can be seen that the calcium phosphate precipitated on the titanium mesh on which the nanotube TiO 2 layer is formed to form a white layer.

도 3은 비교예 1에서의 산세처리전 타이타늄 메쉬를 × 35배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이다.3 is a FE-SEM photograph of a titanium mesh observed at a magnification of 35 × before pickling in Comparative Example 1. FIG.

도 3에서 볼 수 있듯이, 직경 1.5 ㎜의 구멍이 3.5 ㎜ 간격으로 형성된 양상이 관찰되었다.As can be seen in FIG. 3, an aspect in which holes having a diameter of 1.5 mm were formed at 3.5 mm intervals was observed.

또한, 도 4는 비교예1에서의 타이타늄 메쉬를 HNO3:HF:H2O를 12:7:81로 혼합한 용액에 10초 동안 침적하여 산세처리한 다음 제조된 차폐막 표면을 × 1K배의 배율로 관찰한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.4 shows that the titanium mesh of Comparative Example 1 was immersed in a solution of HNO 3 : HF: H 2 O mixed at 12: 7: 81 for 10 seconds for pickling, and then, the surface of the prepared shielding film was × 1K times. Scanning electron microscope (SEM) photographs observed at magnification.

도 4에서 볼 수 있듯이, 산세처리 후의 타이타늄 메쉬 표면에서는 딤플(dimple) 상의 구조가 관찰되었다. As can be seen in FIG. 4, a dimple structure was observed on the titanium mesh surface after pickling.

도 5a는 비교예 2에서 타이타늄 메쉬에 나노튜브 TiO2 층을 형성하여 제조한 차폐막 표면을 × 100K의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이다. FIG. 5A is a FE-SEM photograph of a shielding film surface prepared by forming a nanotube TiO 2 layer on a titanium mesh in Comparative Example 2 at a magnification of 100 K.

도 5a에서 볼 수 있듯이, 상대적으로 큰 직경의 나노튜브들 사이 공간에 상대적으로 작은 직경의 나노튜브들이 생성되는 형태로 치밀한 구조를 이루며 자기정렬 형태를 갖추었다. 큰 직경과 작은 직경 튜브들의 평균 직경은 각각 127.2± 16.4 ㎚와 76.3± 7.3 ㎚이었다.As can be seen in Figure 5a, a relatively small diameter nanotubes are formed in the space between the relatively large diameter nanotubes to form a dense structure and has a self-aligning form. The average diameters of the large and small diameter tubes were 127.2 ± 16.4 nm and 76.3 ± 7.3 nm, respectively.

도 5b는 나노튜브들의 형상을 조사하기 위해 나노튜브 TiO2 층을 횡방향으로 파절시켜 관찰한 FE-SEM 사진이다. 5B is a FE-SEM photograph of the nanotube TiO 2 layer fractured in the transverse direction to investigate the shape of the nanotubes.

도 5b에서 볼 수 있듯이, 각각의 나노튜브들은 독립된 구조를 이루며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 증가되었다. 나노튜브의 평균길이는 573.7± 91.7 ㎚이었다.
As shown in FIG. 5B, each of the nanotubes has an independent structure and increases in diameter from top to bottom. The average length of the nanotubes was 573.7 ± 91.7 nm.

시험예Test Example 2:  2: 차폐막의Shielding 생체활성도 평가 Bioactivity Assessment

상기 실시예 1 및 비교예 1,2에서 제조된 차폐막의 생체활성도를 조사하기 위해, 120℃에서 20분 동안 고압멸균 처리한 후, 유사 체액(Simulated Body Fluid : SBF)에 침적하고서 37℃, 5% CO2 분위기의 배양기에서 실시예 1의 차폐막은 1일 동안 유지하였으며, 비교예 1 및 2의 차폐막은 10일 동안 유지하며, 시험과정에서의 농도변화를 억제하기 위해 2일 간격으로 교환하였다. 상기 유사 체액은 pH와 무기이온 농도를 인간의 혈장과 유사한 농도로 조절한 용액으로, 행크스액(Hanks solution, H2387, Sigma Chemical Co, USA)에 염화칼슘 2수화물(calcium chloride dihydrate) 0.185 g/L, 황산마그네슘(magnesium sulfate) 0.09767 g/L 및 탄산수소나트륨(sodium hydrogen carbonate) 0.350g/L를 첨가한 후, 1N HCl 수용액을 사용하여 pH를 7.4로 조절하여 제조한 것이다. In order to investigate the bioactivity of the shielding membranes prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, after autoclaving at 120 ° C. for 20 minutes, immersed in a simulated body fluid (SBF) and then at 37 ° C., 5 The shielding membrane of Example 1 was maintained for 1 day in the incubator of% CO 2 atmosphere, the shielding membranes of Comparative Examples 1 and 2 were maintained for 10 days, and exchanged at intervals of 2 days to suppress the concentration change during the test. The analogous body fluid is a solution in which pH and inorganic ions are adjusted to concentrations similar to those of human plasma, and 0.185 g / L calcium chloride dihydrate in Hanks solution (Hanks solution, H2387, Sigma Chemical Co, USA), After adding 0.09767 g / L magnesium sulfate and 0.350 g / L sodium hydrogen carbonate, the pH was adjusted to 7.4 using a 1N HCl aqueous solution.

유사체액 침적 후의 실시예 1 및 비교예 1, 2의 차폐막 표면을 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope: FE-SEM, S800, Hitachi, Japan)으로 관찰하였으며, 원소의 농도 변화는 X-선 스펙트럼(EDS, Bruker, Germany)으로 분석하였다. The surface of the shielding membranes of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 after analogous liquid deposition were observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM, S800, Hitachi, Japan), and the change in concentration of the element was X-. It was analyzed by line spectrum (EDS, Bruker, Germany).

도 6은 비교예 1에서 제조된 차폐막을 SBF에 10일 동안 침적한 후 × 1K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이다.FIG. 6 is a FE-SEM photograph of the shielding film prepared in Comparative Example 1 after immersion in SBF for 10 days and observed at a magnification of 1 ××.

도 6에서 볼 수 있듯이, 뚜렷한 HA의 석출 양상은 관찰되지 않았다.As can be seen in Figure 6, no apparent precipitation of HA was observed.

도 7a는 비교예 2에서 제조된 차폐막을 SBF에 10일 동안 침적하고서 × 5K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이고, 도 7b는 상기 도 7a에서 돌기상의 A 위치를 × 50K배의 배율로 확대하여 관찰한 사진이다.FIG. 7A is a FE-SEM photograph of the shielding film prepared in Comparative Example 2 deposited on SBF for 10 days and observed at a magnification of 5K times, and FIG. 7B is a magnification of 50K times the position A of the protrusion in FIG. 7A. This is an enlarged photograph.

도 7a에서 볼 수 있듯이, HA의 석출 초기에 나타나는 돌기상들의 석출이 관찰되었으며, 상기 돌기상에 대한 확대사진인 도 7b에서는, 골유사 아파타이트에서 관찰되는 망상구조가 관찰되었다. As can be seen in Figure 7a, the precipitation of the projections appearing in the early stage of the precipitation of HA was observed, and in Figure 7b, which is an enlarged photograph of the projections, the network structure observed in the bone-like apatite was observed.

도 8a는 실시예 1에서 제조된 차폐막을 SBF에 1일 동안 침적하고서 × 5K배의 배율로 관찰한 FE-SEM 사진이고, 도 8b는 도 8a에서 돌기상의 B 위치를 × 50K배의 배율로 확대하여 관찰한 사진이다. FIG. 8A is a FE-SEM photograph of the shielding film prepared in Example 1, deposited at SBF for 1 day, and observed at a magnification of 5K times, and FIG. 8B is an enlargement of the B position of the protuberance in FIG. 8A at a magnification of 50K times. The photograph was observed.

도 8a에서 볼 수 있듯이, 실시예1의 차폐막은 SBF 1일 침적에도 불구하고 10일 침적한 비교예2의 차폐막에 비해 돌기상이 치밀한 구조를 보였으며, 상기 돌기상에 대한 확대사진인 도 8b에서는 골유사 아파타이트에서 관찰되는 망상구조가 관찰되었다.As can be seen in Figure 8a, the shielding film of Example 1 showed a denser structure than the shielding film of Comparative Example 2 deposited 10 days despite SBF 1 day deposition, in Figure 8b is an enlarged picture of the projection The network structure observed in the bone-like apatite was observed.

또한, 유사체액 침적 후의 실시예 1 및 비교예 1, 2의 차폐막의 표면에 대해 에너지 분산 분광기(energy dispersive spectroscopy(EDS), Bruker, Germany)를 이용하여 원소의 중량 변화를 분석하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.In addition, the weight change of the elements was analyzed using the energy dispersive spectroscopy (EDS), Bruker, Germany on the surface of the shielding film of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 after analog liquid deposition. The results are shown in Table 1.

Ca(중량%)Ca (% by weight) P(중량%)P (% by weight) 비교예 1Comparative Example 1 0.2±0.050.2 ± 0.05 -- 비교예 2Comparative Example 2 8.9±0.58.9 ± 0.5 5.3±0.25.3 ± 0.2 실시예 1Example 1 31.7±3.231.7 ± 3.2 15.3±1.015.3 ± 1.0

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, Ca와 P의 중량은 비교예1, 비교예2 및 실시예1에서 상호간에 통계학적으로 유의한 차이를 보였으며(P<0.05), 이와 같은 실험 결과로부터 실시예 1의 차폐막이 비교예 1 및 2의 차폐막에 비해 현저히 개선된 골생성 유도 효과를 나타냄을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, the weights of Ca and P showed a statistically significant difference between Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example 1 (P <0.05), from the experimental results such as the Example It can be seen that the shielding film of 1 shows a significantly improved bone formation induction effect compared to the shielding films of Comparative Examples 1 and 2.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.

Claims (15)

타이타늄 메쉬(titanium mesh)를 전해액 중에서 양극 산화시켜 상기 타이타늄 메쉬의 표면에 나노튜브 TiO2 층을 형성하는 단계; 및
상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬에 대해 사이클 석회화 전처리하여 인산칼슘의 석출을 유도하는 단계
를 포함하는 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.Anodizing a titanium mesh in an electrolyte to form a nanotube TiO 2 layer on the surface of the titanium mesh; And
Cycle calcification pretreatment on the titanium mesh on which the nanotube TiO 2 layer is formed induces precipitation of calcium phosphate
Method for producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration comprising a. 제1항에 있어서,
상기 전해액은 가용성 불소화합물, 물 및 다가 알코올을 포함하는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The electrolyte solution is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration comprising a soluble fluorine compound, water and a polyhydric alcohol. 제1항에 있어서,
상기 전해액은 가용성 불소화합물 0.3 내지 2중량%, 물 10 내지 50중량% 및 잔부량의 다가 알코올을 포함하는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The electrolytic solution is 0.3 to 2% by weight of a soluble fluorine compound, 10 to 50% by weight of water and the remaining amount of the polyhydric alcohol production method of a titanium shielding membrane for bone induction regeneration. 제2항에 있어서,
상기 가용성 불소화합물은 불화암모늄, 불화나트륨, 불화수소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 2,
The soluble fluorine compound is selected from the group consisting of ammonium fluoride, sodium fluoride, hydrogen fluoride and mixtures thereof. 제2항에 있어서,
상기 다가 알코올은 글리세롤, 에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 2,
Wherein the polyhydric alcohol is selected from the group consisting of glycerol, ethylene glycol and mixtures thereof. 제1항에 있어서,
상기 양극 산화 공정은 타이타늄 메쉬를 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속을 음극으로 하여 전해액 중에서 정전압 정전류 모드에서 수행되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법. The method of claim 1,
The anodic oxidation process is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that is carried out in a constant voltage constant current mode in the electrolyte by using a titanium mesh as an anode, one metal selected from the group consisting of platinum, tungsten and silver as a cathode. . 제1항에 있어서,
상기 양극 산화 공정은 정전압 정전류 모드에서 전류밀도 5 내지 50 mA/㎠, 최종전압 10 내지 50 V에 이르도록 하고 최종전압 조건에서 10분 내지 2시간 동안 유지하여 수행되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The anodic oxidation process is carried out by maintaining a current density of 5 to 50 mA / ㎠, a final voltage of 10 to 50 V in a constant voltage constant current mode and maintained for 10 minutes to 2 hours at the final voltage conditions Manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 사이클 석회화 전처리 공정은 상기 나노튜브 TiO2 층이 형성된 타이타늄 메쉬를 인산염 수용액을 포함하는 제1함침용액에 함침하는 제1함침 공정 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 포화 수용액을 포함하는 제2함침용액에 함침하는 제2함침 공정을 포함하는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The cycle calcification pretreatment process includes a first impregnation process of impregnating a titanium mesh having the nanotube TiO 2 layer formed therein into a first impregnation solution including an aqueous phosphate solution and a second impregnation comprising a saturated aqueous solution of Ca (OH) 2 . Method for producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration comprising a second impregnation step of impregnating a solution. 제8항에 있어서,
상기 인산염 수용액은 0.01 내지 0.5M의 농도를 갖는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.9. The method of claim 8,
The phosphate aqueous solution is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that has a concentration of 0.01 to 0.5M. 제8항에 있어서,
상기 인산염은 제1인산수소나트륨(NaH2PO4), 제2인산수소나트륨(Na2HPO4), 제1인산수소칼륨(KH2PO4), 제2인산수소칼륨(K2HPO4), 제1인산암모늄 수용액((NH4)H2PO4) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.9. The method of claim 8,
The phosphate salts include sodium hydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ), sodium hydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), potassium hydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), and potassium hydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ). , A method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that is selected from the group consisting of aqueous solution of ammonium monophosphate ((NH 4 ) H 2 PO 4 ) and mixtures thereof. 제1항에 있어서,
상기 사이클 석회화 전처리 공정은 25℃ 내지 100℃에서 수행되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The cycle calcification pretreatment process is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that is carried out at 25 ℃ to 100 ℃. 제1항에 있어서,
상기 제조방법은 상기 양극 산화 공정 실시 전 타이타늄 메쉬 표면에 대한 산세처리 공정을 더 포함하는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The manufacturing method is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that further comprises a pickling process on the surface of the titanium mesh before the anodization process. 제1항에 있어서,
상기 제조방법은 상기 양극 산화 공정 후 또는 사이클 석회화 전처리 공정 후 타이타늄 메쉬에 대한 열처리 공정을 더 포함하는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 1,
The manufacturing method is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration after the anodization process or after the cycle calcification pretreatment process further comprises a heat treatment process for the titanium mesh. 제13항에 있어서,
상기 열처리 공정은 400 내지 600℃에서 수행되는 것인 골유도재생용 타이타늄 차폐막의 제조방법.The method of claim 13,
The heat treatment process is a method of producing a titanium shielding membrane for bone induction regeneration that is carried out at 400 to 600 ℃. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 골유도재생용 타이타늄 차폐막.A titanium shielding film for bone induction regeneration produced by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 14.
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