KR101309218B1 - 생체 친화성 임플란트의 제조방법 - Google Patents

생체 친화성 임플란트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

생체친화성 임플란트의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 생체친화성 임플란트의 제조방법은 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금으로 제조되며, 표면부 평균조도가 0.8~8.0㎛로 조절된 임플란트형 기지금속을 제공하는 단계, 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 100℃ 이하의 저온 고속충돌법에 의해 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA) 및 비인산염의 코팅층을 형성하는 단계, 및 상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층이 형성된 임플란트형 기지금속을 액체에 침적하여 수세하는 단계를 포함한다.

Description

생체 친화성 임플란트의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING BIOCOMPATIBLE IMPLANT}
본 발명은 임플란에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수산화 아파타이트와 비인산염을 복합 코팅한 생체친화성 임플란트에 관한 것이다.
임플란트는 결손된 치아를 영구 대체하는 인공치아이므로 실제 음식의 저작시 실제 치아와 동일한 역할을 수행하여야 할 뿐만 아니라 치아에 가해지는 하중을 적절히 분산할 수 있도록 제작되어야 하며 기존의 의치에 비하여 안정적인 역할을 담당할 수 있어야 한다.
따라서 인공치아용 임플란트는 구강내 치조골에 이식시 생체조직에 대하여 생체친화성(Biocompatibility)이 매우 우수한 재료를 선택하여 기존 생체조직과의 생화학적인 부작용이 없는 재료를 선택해야만 한다.
따라서 임플란트 소재는 다양한 금속 및 합금으로 개발이 시도되었으나, 인간의 생체조직에 대한 높은 생체친화성, 높은 기계적 강도 및 생체 불활성을 갖는 장점을 갖는 티타늄(Ti) 금속이나 그 합금을 주로 이용하고 있다(L.L.Hench, Bioceramics, J. Am. Ceram, Soc. 81[7]1705-28 (1998)).
또한, 임플란트는 통상적인 저작운동 뿐만 아니라 단단한 음식의 저작시 반복되는 하중과 순간적인 하중등에 대하여 변형 및 파괴가 발생하지 않도록 기계적인 강도가 우수하여야 한다.
생체 내에 이식후 임플란트와 치조골 및 치육과 임플란트 사이에 음식찌꺼기 등이 끼어 2차감염이 이루어지지 않고 환자의 시술후 편의성을 위하여 짧은 시간내에 임플란트에 우수한 골전도성이 요구된다.
이러한 요구를 달성하기 위하여서는 기존 생체조직과 골유착성이 우수한 재료를 생체에 이식되는 임플란트 표면에 코팅하여야 할 필요성이 있다.
이러한 재료중 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA) 결정은 인체내 뼈 성분을 구성하고 있는 주요한 성분으로 이제까지 알려진 어떠한 재료보다 생체적합성(biocompatibility)이 우수한 재료로 알려져 있다.
따라서, 수산화 아파타이트를 다양한 방법을 통하여 코팅함으로써 생체적합성을 높이고 골유착성 및 골유착 기간을 단축시키고자 하는 연구들이 진행되어 왔다.
그 중에서도 골 유착강도를 증진시키기 위하여 수산화 아파타이트 결정체를 플라즈마(plasma)를 이용하여 용융 분사하여 코팅하는 방법이 이용되고 있으나 플라즈마의 고온으로 인하여 수산화 아파타이트 결정이 열분해되어 수산화 아파타이트 이외의 제2상(α-TCP, β-TCP, CaO, amorphous)이 생성되는데 이는 임상시험 결과 수산화 아파타이트 플라즈마 코팅의 생체적합성을 떨어뜨리는 결과를 야기하기도 하며 임플란트 지지체(통상 Ti-6Al-4V 합금)와 접착강도가 낮아 임플란트 코팅으로는 신뢰성 확보가 어렵다는 문제가 있다.
이와 더불어 Ti-6Al-4V 합금은 바나듐(V)에 의해 골을 괴사시키는 현상이 보고되고 있으며 탄성계수가 높아서 골과의 기계적인 연동성이 떨어져 임플란트의 내구한계를 저하시키는 단점이 있다.
또한, 코팅시 제2상의 생성과 코팅층의 접착강도를 향상시키기 위하여 초고속용사방법에 의하여 수산화 아파타이트 코팅이 시도되기도 하나 플라즈마 코팅에 비하여 열분해도가 저하되고 코팅층의 접착강도는 향상되지만 코팅시 형성된 비정질 상은 SBF(simulated body fluid) 용액에서 선택적으로 녹아 코팅층의 접착강도를 현저히 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.
이와 같이 고온의 열원을 사용하여 수산화 아파타이트를 코팅할 경우 원하지 않는 제2상이 코팅층 내에 형성되어 수산화 아파타이트 코팅의 생체적합 특성을 떨어뜨리므로 이러한 단점을 보완하고자 SBF 용액내에서 수산화 아파타이트를 임플란트 지지체에 직접성장시키는 방법(Journal of Materials Science: Materials in Medicine 14 (2003) pp.539-545)이 시도되고 있으나 지지체와 접착강도가 낮아 아직 연구수준에 머물러 있다.
또한, 플라즈마로 코팅된 수산화 아파타이트 코팅 임플란트의 코팅층은 임플란트와의 접착력이 최대 23±2MPa 정도에 불과하여 치과에서 요구되는 강하고 치밀한 코팅층을 가진 임플란트로 이용하기에는 적합하지 못하다.
따라서 종래의 수산화 아파타이트 임플란트는 우수한 초기 반응성을 가지고 있으나 장기간 동안 임상에 적용하기에는 부적절한 것으로 알려져 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 염화나트륨(NaCl)과 같은 수용성이 강한 비인산염을 이용하여 수~수십%의 기공도를 갖는 다공성의 초박막 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층을 티타늄 임플란트 표면에 형성함으로써 제2상이 형성되지 않는 낮은 온도에서, 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 접착력을 향상시킴으로써 골전도성과 시술후 골융합 속도가 빠른 티타늄 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 생체친화성 임플란트의 제조방법은 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금으로 제조되며, 표면부 평균조도가 0.8~8.0㎛로 조절된 임플란트형 기지금속을 제공하는 단계, 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 100℃ 이하의 저온 고속충돌법에 의해 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA) 및 비인산염의 코팅층을 형성하는 단계, 및 상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층이 형성된 임플란트형 기지금속을 액체에 침적하여 수세하는 단계를 포함한다.
상기 저탄성 티타늄 합금은 탄성계수가 80GPa 이하일 수 있다.
상기 비인산염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화마그네슘(MgCl2), 플루오르화나트륨(NaF) 중에서 선택된 적어도 하나 일 수 있다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 형성은, 수산화 아파타이트 입자 및 비인산염 입자의 혼합입자를 질소, 아르곤 및 수소 중에서 선택된 적어도 하나의 캐리어 가스에 의해 10-1 torr 이하로 감압된 진공챔버에 이송하고, 이송된 혼합입자를 스프레이 노즐에 의해 상기 임플란트형 기지금속을 향해 토출시켜 이루어질 수 있다.
또한, 상기 수산화 아파타이트 코팅층 및 비인산염의 코팅층의 형성은, 수산화 아파타이트 입자를 100m/s 이상의 속도로 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 충돌시켜 이루어질 수 있다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 입자의 입도는 100nm~10㎛ 일 수 있다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 두께는 100nm~5㎛일 수 있다.
상기 액체는 물, 증류수, 알코올, 식초 및 빙초산 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 생체친화성 임플란트는 상기와 같은 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 의하면, 티타늄 또는 티타늄 합금 임플란트 표면에 기공도가 확보된 수산화 아파타이트(HA) 및 비인산염을 복합 코팅함으로써 다공성 코팅 표면을 확보하여 접착력 향상과 함께 우수한 골전도 속도를 배가시킴으로써 시술 후 환자의 골융합 속도를 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 탄성계수가 80GPa 이하의 저탄성 티타늄 합금 임플란트에 기공도가 확보된 수산화 아파타이트 및 비인산염을 복합 코팅함으로써 장기간 사용시에도 치조골과의 기계적인 연동성을 향상시켜 인체내에 장기간 안정적으로 존재할 수 있는 의료용 임플란트를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 생체친화성 임플란트 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금 임플란트에 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층을 형성하기 위한 박막형성 장치이다.
도 3은 종래기술에 의한 수산화 아파타이트가 코팅된 티타늄 임플란트의 코팅층의 단면을 도시한 FIB(Focused Ion Beam)/SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.
도 4는 본 발명에 의한 수산화 아파타이트 및 비인산염 코팅 후 5%수준의 다공체를 갖는 수산화 아파타이트 및 비인산염(NaCl)이 코팅된 티타늄 임플란트의 코팅층의 단면을 도시한 FIB/SEM 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 생체친화성 임플란트의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 생체친화성 임플란트의 제조공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 의한 생체친화성 임플란트의 제조방법은 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금으로 제조되며, 표면부 평균조도가 0.8~8.0㎛로 조절된 임플란트형 기지금속을 제공하는 단계(S10), 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 100℃ 이하의 저온 고속충돌법에 의해 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA) 및 비인산염의 코팅층을 형성하는 단계(S20), 및 상기 수산화 아파타이트의 코팅층이 형성된 임플란트형 기지금속을 액체에 침적하여 수세하는 단계(S30)를 포함한다.
수산화 아파타이트 결정은 인체내 뼈 성분을 구성하고 있는 주요 성분중 하나로 생체적합성(biocompatibility)이 우수한 재료로 알려져 있다.
상기 저탄성 티타늄 합금은 탄성계수가 80GPa 이하인 것을 특징으로 한다. 티타늄 합금 중에서 탄성계수가 80GPa 이하인 저탄성 티타늄 합금을 사용함으로써 골과의 기계적인 연동성을 높여 골 유착후 장기간 사용시에 우수한 내구한계를 높일 수 있다.
상기 비인산염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화마그네슘(MgCl2), 및 플루오르화나트륨(NaF) 중에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염 코팅층의 형성은, 수산화 아파타이트 입자를 질소, 아르곤 및 수소 중에서 선택된 적어도 하나의 캐리어 가스에 의해 10-1 torr 이하로 감압된 진공챔버에 이송하고, 이송된 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합입자를 스프레이 노즐에 의해 상기 임플란트형 기지금속을 향해 토출시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염 코팅층의 형성은, 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합입자를 100m/s 이상의 속도로 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 충돌시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합입자의 입도는 100nm~10㎛ 인 것을 특징으로 한다. 상기 혼합입자의 입도를 100nm~10㎛ 의 범위로 조절한 것은 캐리어 가스의 유속에 의해 상기 혼합입자들이 호퍼로부터 유동하여 진공챔버 내로 용이하게 유입될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 두께는 100nm~5㎛인 것을 특징으로 한다. 코팅층의 두께를 상기와 같이 100nm~5㎛ 의 수치범위로 유지함으로써 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층이 임플란트형 기지금속의 표면에 안정적으로 접착되는 강도가 유지될 수 있다.
상기 액체는 물, 증류수, 알코올, 식초 및 빙초산 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 생체친화성 임플란트는 상기의 방법들에 의해 제조될 수 있다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
표면 조도(거칠기)가 일정하게 조절된 티타늄 임플란트에 아래와 같은 방법으로 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA) 및 비인산염의 박막 코팅을 실시하였다.
<티타늄 임플란트 표면 조도(거칠기)의 제어>
티타늄 임플란트 표면은 일반적으로 자동선반을 이용한 기계가공에 의해 제작된다. 이때 표면 평균거칠기는 대략 0.2㎛ 수준으로 상대적으로 평평한 상태를 유지한다.
본 발명에서는 우수한 수산화 아파타이트 코팅 결합력을 얻기 위해서 다수의 실험을 통해 임플란트 표면을 0.8~8.0㎛ 범위로 거칠게 제어하는 것이 바람직하다는 것을 확인하였다. 특히 8.0㎛ 초과의 표면 조도(거칠기)에서는 블라스팅 입자가 임플란트 표면의 효율적인 제거가 어려워지는 관계로 후 처리에 대한 문제를 발생시키므로 이에 대한 고려가 필요하다.
상기 범위의 표면 거칠기를 갖는 임플란트를 제조하기 위하여 여러가지 조건에서 다양한 세라믹 입자로 블라스팅(blasting)을 실시하였다. 본 실시예에서는 주로 블라스팅 입자의 생체친화성을 고려하여 수산화 아파타이트 입자를 이용하여 약 1.2㎛ 수준으로 표면 거칠기를 조절한 상태에서 시험하였다.
<수산화 아파타이트(HA) 및 비인산염의 혼합 분말의 제조>
티타늄 임플란트 표면에 코팅되는 수산화 아파타이트 및 비인산염의 분말의 크기는 호퍼(hopper)를 통과한 캐리어 가스(carrier gas)에 부유하기 위하여 충분히 미세하여야 하며 다수의 실험결과 분말의 크기는 100nm~10㎛ 범위의 분말이 캐리어 가스의 유속에 의하여 충분히 호퍼로부터 유동하여 진공챔버내로 유입될 수 있음을 확인하였다.
이러한 범위의 크기를 갖는 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합분말을 제조하기 위하여 초기 입수한 10~100㎛ 범위의 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합분말을 크기가 충분히 작아질 때까지 볼밀링(ball milling)하고 볼밀링 시간을 조절하여 원하는 크기의 분말분포가 가장 많을 때 볼밀링을 중단하고 그 시간을 최적 볼밀링 시간으로 설정하였다.
본 실시예에서는 54시간 볼밀링하였을 경우 최적의 조건을 나타내었다.
<수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층 형성>
수산화 아파타이트(HA) 및 비인산염(NaCl)의 혼합분말을 티타늄 소재의 임플란트의 표면에 코팅하기 위해서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 캐리어 가스(13)가 가스탱크(10)로부터 배출되어 혼합분말이 담겨있는 호퍼(16)를 통과한 다음, 미립의 분말이 캐리어 가스(13)와 함께 진공챔버(19)로 유입된다.
이 때 배출되는 캐리어 가스(13)는 매스 플로우미터(15)에 의하여 유량이 제어된다. 캐리어 가스(13)는 10~100L/min.의 속도로 호퍼(16)에 유입되도록 하였다.
여기서 사용 가능한 케리어 가스(13)는 질소, 아르곤, 헬륨, 수소 가스 중 하나 또는 이들을 혼합한 혼합 가스를 사용할 수 있으며, 케리어 가스(13)의 온도는 100℃ 이하로 유지한다.
또한, 가스탱크(10)로부터 진공챔버(19)까지는 폐쇄 회로를 형성하여 이 폐쇄회로 내부는 외부와 격리되어 대기와 접촉을 차단하였다.
한편, 진공챔버(19)는 부스터 펌프(17) 및 로타리 펌프(18)에 의하여 챔버내의 압력이 10-1~10-3 torr 범위의 매우 낮은 압력으로 유지하였다.
호퍼(16)는 진공챔버(19)와 연결되어 있어 낮은 압력을 나타낸다. 1기압으로 유입되는 캐리어 가스(13)는 호퍼(16) 내에서 난류(turbulence)가 발생하고 이에 따라 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합분말은 캐리어 가스와 함께 진공챔버(19)로 유입된다.
호퍼(16)로부터 진공챔버(19) 내부로 유입되는 캐리어 가스(13)와 미세립의 혼합분말은 진공챔버(19) 내에 설치된 미세한 홀(hole)이 형성된 스프레이 노즐(12)을 통하여 시편(20) 상에 토출되며 이때 노즐(20)을 전후로 한 압력차이로 인하여 분말은 더욱 가속되어 티타늄 임플란트 표면 즉 시편(20)의 표면에 매우 빠른 속도로 충돌하게 된다.
여기서, 시편(20)은 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금으로 제조된 임플란트를 의미한다.
이와 같이 수산화 아파타이트 및 비인산염의 혼합분말이 고속으로 시편(20)과 충돌하게 되면 미세한 분말은 더욱 미세한 분말로 미세파괴(microfracture)가 되고 이 미세파괴된 분말이 티타늄 임플란트에 코팅층을 형성하기 시작한다. 이와 같은 코팅 방법은 저온고속충격코팅법 중에 한 가지 방법이다.
이렇게 형성되는 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층은 2축 콘트롤러(23) 및 컴퓨터(22)를 통하여 2축 이송 및 회전장치(11)를 제어하고 이 제어를 통하여 저탄성 티타늄 합금 임플란트에 코팅되는 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 두께를 조절할 수 있으며 약 50nm~30㎛까지 코팅 두께의 조절이 가능하나 약 100nm~5㎛ 이내에서 코팅 두께를 조절하는 것이 바람직하였다.
이와 같이 코팅층의 두께를 제한하는 것은 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층이 골유착 후 기계적인 응력전달 연동성을 향상시킴과 동시에 시술 후에도 쉽게 박리되지 않도록 하기 위함이다.
상기의 코팅방법은 코팅재에 고온의 열원이 없어도 코팅이 가능한 저온고속충돌 코팅법이다.
<수산화 아파타이트 및 비인산염(NaCl)의 코팅층의 제어 및 분석>
도 3은 종래기술에 의해 수산화 아파타이트 코팅된 티타늄 임플란트의 코팅층을 도시한 FIB(Focused Ion Beam) 주사전자현미경으로 관찰한 것을 나타낸 사진이고, 도 4는 본 발명에 의한 수산화 아파타이트 및 비인산염 코팅 후 15초간 초음파로 수세한 후 표면부에 5% 수준의 기공도를 갖는 다공성 티타늄 임플란트의 단면상태를 보여주는 FIB 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
상기의 최적의 표면 거칠기로 조절된 티타늄 금속 임플란트 표면에 코팅된 수산화 아파타이트 코팅층은 다시 물 또는 증류수, 알코올 등과 같은 인체 무해한 액체에 침적하여 특정온도 및 일정 시간동안 유지시키면 표면에 다량의 기공이 형성되었다.
그리고 이를 측정한 기공도 결과를 표 1에 나타내었다. 수산화 아파타이트 코팅층의 기공도는 모재를 순 티타늄과 저탄성 티타늄에 대해 실시한 결과, 일반적인 상온 고속충돌법에서는 매우 낮은 기공도를 나타내었다.
그러나, 본 발명의 수산화 아파타이트 및 비인산염의 복합 코팅층 임플란트에서는 상대적으로 높은 5~65% 수준의 기공도를 보유하는 것으로 확인되었다. 특히 저탄성 티타늄 합금 임플란트에 대해서도 기공도가 작게는 5~67%까지 다양한 범위의 존재를 확인할 수 있었다.
여러가지 표면 기공도를 갖는 수산화 아파타이트(HA) 및 비인산염 코팅층의 표면특성
구분 표면 평균거칠기
(㎛)		 기공도
(%)		 탄성계수
(GPa)		 비고
실시예 (1.2~2.5)㎛ Ti합금 + HA/NaCl
(저탄성 티타늄 합금)		 5.0~67.0% 45-79 수세
(1시간)
(1.2~2.5)㎛ Ti + HA/NaCl
(순 티타늄)		 5.0~65.0% 115 수세
(1시간)
(1.2~2.5)㎛ Ti + HA/NaCl
(순 티타늄)		 5.0% 115 수세
(15초)
비교예 (1.2~2.5)㎛ Ti + HA
(순 티타늄)		 < 0.1 115 무
처리
상술한 바와 같이, 본 발명의 의한 티타늄에 다공성 수산화 아파타이트 및 비인산염(NaCl)이 코팅된 임플란트는 기존의 초박막 수산화 아파타이트 코팅재에 비해 티타늄 임플란트 표면과 비교하여 다량의 기공을 나타내고 있어서 골전도성이 매우 우수해진다는 것을 예상할 수 있다.
또한, 다공성 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층은 탄성계수가 80GPa 이하로 골과의 탄성계수를 유사한 저탄성 티타늄 합금 임플란트를 적용함으로써 골유착 후 기계적인 응력전달 연동성을 높일 수 있어 내구한계가 높은 임플란트용 의료기구의 표면코팅에 유용하게 이용될 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 다공성 수산화 아파타이트 및 비인산염이 코팅된 티타늄 임플란트는 생체 매식용 의료기구로 치과수술, 정형, 악안면 및 하악골 외과수술 및 수의학 외과수술 등에 사용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 티타늄 또는 저탄성 티타늄 합금으로 제조되며, 표면부 평균조도가 0.8~8.0㎛로 조절된 임플란트형 기지금속을 제공하는 단계;
    상기 임플란트형 기지금속의 표면에 100℃ 이하의 저온 고속충돌법에 의해 수산화 아파타이트(hydroxyapatite; HA)와 비인산염의 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 수산화 아파타이트와 비인산염의 코팅층이 형성된 임플란트형 기지금속을 액체에 침적하여 수세하는 단계를 포함하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저탄성 티타늄 합금은 탄성계수가 80GPa 이하인 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비인산염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화마그네슘(MgCl2), 및 플루오르화나트륨(NaF) 중에서 선택된 적어도 하나 인 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 형성은,
    수산화 아파타이트 입자 및 비인산염 입자의 혼합입자를 질소, 아르곤 및 수소 중에서 선택된 적어도 하나의 캐리어 가스에 의해 10-1 torr 이하로 감압된 진공챔버에 이송하고, 이송된 혼합입자를 스프레이 노즐에 의해 상기 임플란트형 기지금속을 향해 토출시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 형성은,
    상기 혼합입자를 100m/s 이상의 속도로 상기 임플란트형 기지금속의 표면에 충돌시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합입자의 입도는 100nm~10㎛ 인 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수산화 아파타이트 및 비인산염의 코팅층의 두께는 100nm~5㎛인 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액체는 물, 증류수, 알코올, 식초 및 빙초산 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 생체친화성 임플란트의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 의한 방법에 의해 제조된 생체친화성 임플란트.
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