KR101901638B1 - 임플란트 - Google Patents

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KR101901638B1
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올라프 안데르센
잉그리드 모겐탈
토마스 스투드니츠키
프랑크 위테
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
메디치니쉐 호흐슐레 하노버
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Abstract

본 발명은 임시 임플란트로서 다른 생명체(living beings)에 이식되며 생물학적 흡수를 이용하여 시간에 따라 신체에서 분해되는 임플란트에 관한 것이며, 상기 임플란트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 임플란트는 마그네슘 또는 마그네슘 모합금으로 이루어진다. 임플란트는 국부적으로 서로 맞대로 배치되며 개방 세공체를 형성하는 소결 브릿지를 통하여 서로에 연결되는 마그네슘 또는 마그네슘 모합금의 섬유로부터 형성된다. 섬유는 용융 추출 공정을 이용하여 제조될 수 있고, 그 후 서로 함께 소결될 수 있다.

Description

임플란트{IMPLANT}
본 발명은 임시 임플란트로서 다른 생명체(living beings)에 이식되며 생물학적 흡수를 이용하여 시간에 따라 신체에서 분해되는 임플란트에 관한 것이다.
원칙적으로, 임플란트는 광범위한 다른 물질로부터 형성되었다고 알려져왔다. DE 10 2008 037 204 A1은 와이어로 만든 압축된 형상체(form body)를 포함하는 뼈 조각(bone fragment)의 부착을 위한 플레이트(plate)를 기술한다. 바람직하게, 형상체는 압축된 니트(knit)여야한다. 그 가운데, 마그네슘(magnesium) 또는 마그네슘 합금(magnesium alloy)은 이용되는 와이어에 대하여 적합한 물질로서 언급된다.
제조 동안, 와이어는 접혀져야하며 및/또는 네팅(netting)으로서 말려져야 하며, 그 후 형상체로 압축을 통하여 가공되야 한다.
그러나, 그렇게 해서 임플란트의 기하학 구조의 가능성은 제한되며, 특히 형상 및 압축 툴이 각각 요구된다. 본 발명은 보링(borings)이 어떻게 형성될 수 있는 지를 기술한다. 규칙적으로, 형상 툴로 화이어의 특정 배치가 보링의 배열을 고려하여 필요하다. 게다가, 임플란트의 바람직한 형상에 적용된 대응하는 압축 툴이 필요하다. 삽입된 와이어는 특히 압추 동안 바람직하게 변경된 성형에 대하여 마그네슘 미 마그네슘 모합금(magnesium master alloy)으로 문제가 있는 안전한 연결을 이루기 위하여 충분한 길이를 가져야한다.
그 후의 성형 또는 특히 슬러그(slug)로부터 여러 임플란트의 제조가 불가능하다.
특정 타입의 적용을 위하여, 와이어가 서로 단단히 부착되지 않기 때문에 유연하게 가공할 수 있는 임플란트는 유연성 때문에 불리하다.
따라서, 본 발명에 따라 유연하게 및 저렴하게 제조될 수 있고 이식에 대하여 생리학적 관계를 일으키지 않는 생물학적으로 흡수가능한 임플란트가 제공되는 가능성이 있다.
본 발명에 따라, 과제는 청구항 제 1항의 특징을 포함하는 임플란트로 해결된다. 임플란트는 청구항 제 10항에 따른 공정으로 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예 및 추가 구체예는 종속항에 지명된 특징으로 이해될 것이다.
본 발명에 따른 임플란트는 마그네슘 또는 마그네슘 모합금으로 이루어진다. 임플란트는 개방 세공체(open-pored body)를 형성하도록 서로를 통해 근처에 배치된 소결된 브릿지를 통해 서로에 연결된 마그네슘 또는 마그네슘 모합금의 섬유로부터 형성된다.
섬유는 2~15mm, 바람직하게 5~10mm의 길이 및/또는 0.05~0.5mm의 외경을 가진다. 즉, 저렴한 제조 및 쉬운 추가 가공을 가능하게 한다.
마그네슘 모합금이 적어도 하나의 금속으로 형성되는 경우 액체상이 순수한 마그네슘의 용융 온도 아래의 온도에서 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 20% 미만으로 형성된 액체상의 비례 분배를 유지하기 위한 가능성을 제공한다. 따라서, 접촉 위치에서 소결된 브릿지를 통해 섬유의 안전한 연결 및 섬유 연결의 충분한 강도 둘 다 이루어질 수 있다.
따라서, 마그네슘 모합금은 마그네슘 뿐 아니라 Y, Zn, Ca, Mn, Pd, Ag, Sr, Bi, Si, Pr, Ga, Sc, Zr, Ce, Eu, La, Nd, Na 및 Li로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 마그네슘 모합금은 마그네슘 비율이 50%, 바람직하게 75% 이상인 합금을 의미하는 것으로 이해되야 한다. 합금은 최대 1%, 바람직하게 최대 0.1%의 미량을 제외하고 알루미늄, 구리 또는 니켈을 포함하지 않아야 한다.
임플란트는 50~95%의 다공성을 가져야한다. 단독 또는 추가적으로, 임플란트는 5000~50000m2/m3의 부피-비표면(volume-specific surface)을 가져야한다.
적어도 특정 영역에서 마그네슘 산화물층(magnesium oxide layer) 및/또는 불소층(fluoride layer)은 섬유의 표면에 생성되는 경우 바람직하다. 바람직하게 상기 층은 적어도 0.1㎛의 층 두께를 가져야한다. 이러한 산화물층 또는 불소층은 임플란트가 생체에 흡수되어서 완전히 및 적합한, 미리 결정된 시간 간격 후 잔류물이 없이 흡수되는 저하 속도에 영향을 줄 수 있으며, 따라서 불필요한 임플란트의 수술적 제거를 야기한다. 상기 산화물층 또는 불소층은 두꺼우며, 완전한 흡수는 지연될 수 있다. 또한, 상기 층은 마그네슘 산화층이 형성되는 임플란트의 영역일 것이며 다른 표면 영역은 마그네슘 불소층으로 제공된다. 그 때문에, 다른 시간 간격은 임플란트의 영역의 완전한 저하를 위해 적용가능할 수 있다. 때문에, 마그네슘 산화물층으로 표면의 특정 부분에 제공된 임플란트는 부분적으로 불소 용액에 침수되고 그 후에 건조되어서 침수된 영역은 추가적으로 불소층으로 제공된다.
예를 들어, 적합한 불소는 불화마그네슘(magnesium fluoride) 또는 불화나트륨(sodium fluoride)이다.
부분 코팅의 경우, 보다 적은 산화물층 두께를 가지는 영역의 비코팅된 영역은 코팅된 영역보다 더 빠르게 흡수되고, 따라서 장소상으로 타겟이 된 영향을 가능하게 한다.
또한, 임플란트는 각각 바람직한 적용으로 조정이 가능하게 이루어지도록 다른 다공도 및 강도를 가지는 영역을 포함할 수 있다. 그 때문에, 섬유의 충진 밀도(packing density) 및 각각의 영역에서의 다공도는 매우 다양하다. 섬유 당 부피 단위를 의미하는 증가된 충진 밀도는 이러한 영역에서 강도를 증가시키며, 대응적으로 다른 영역의 강도를 감소시킬 수 있다. 조직의 생장 반응은 표적화로 장소상으로 영향을 받을 수 있다.
마그네슘 또는 마그네슘 모합금으로부터 임플란트의 제조는 불활성 분위기에서 용융 마그네슘(molten magnesium) 또는 용융 마그네슘 모합금으로부터 용융 추출 공정을 통하여 섬유의 제조를 포함할 수 있다. 원칙적으로, 용융 추출 공정은 다른 가능한 구체예 뿐 아니라 DE 100 00 97 A1 및 DE 10 2006 005 510 A1에 기술된다.
제조되는 섬유는 벌크 형상으로 증착되거나 베이스 또는 불활성 물질로 이루어진 형상으로 각각 집합체(aggregate)로서 증착된다; 그 후, 소결은 불활성 분위기에서 수행되며, 소결을 통하여 섬유는 서로에 대하여 국부적으로 배치된 소결 브릿지를 통하여 서로에 연결된다.
제조를 위해 마그네슘 모합금을 이용할때, 적합하게 선택된 알루미늄 모합금으로, 형성되는 소결 브릿지의 영역에서 바람직한 액체상 소결을 이루기 위하여 필요한 바람직한 액체 용융상이 대응적으로 낮은 온도로 이루어질 수 있기 때문에 소결은 순수한 마그네슘의 용융 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
섬유의 표면 위의 앞서 언급된 마그네슘 산화물층은 양극 산화(anodic oxidation), 플라즈마 화학 산화 또는 열 산화를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 산화는 소결 공정 후에 발생한다.
본 발명은 적합한 절단 공정 또는 분리 공정의 적용을 통하여 여러 각각의 임플란트로 분배될 수 있는 반가공품(semi-finished products)일 수 있는 연결된 섬유로 상대적으로 큰 형태, 개방 세공체(open-pored body)를 제조할 수 있고, 따라서 제조 비용 및 노력을 감소된다. 이러한 공정을 적용하여, 외부 기하학 및/또는 임플란트의 치수화는 관련된 요구로 조정될 수 있다. 레이저빔의 적용은 적합한 분리 공정으로 레이저빔 자체를 나타내며, 이 경우 보호 가스 분위기(예를 들어, Ar)가 관찰될 것이다. 소결된 개방 세공체의 부분 또는 영역의 분리 후에도, 개방 세공체의 영역의 강도는 적어도 대부분 보존된다. 즉, 영역의 강도는 압축 및 인장 강도 둘 다에 적용된다. 게다가, 서로 소결되는 섬유의 화합물이 유지된다. 이러한 형상은 그러나, 마그네슘 산화물층의 잠재적으로 바람직한 형성 전에 이루어진다.
또한 알루미늄 또는 에일리언제(alien agents) 또는 보조제(auxiliary agents)(트레이서(tracers))와 같은 다른 추가 금속으로 이미 언급된 오염은 방지될 수 있다. 임플란트는 적어도 거의 마그네슘만, 관련된 마그네슘 모합금 및 적용가능한 경우 마그네슘 산화물층 및/또는 불소층으로 구성된다. 따라서, 비싼 등록 절차가 요구된 생체 적합성 증명(biocompatibility proofs)이 미리 제공되기 때문에 방지될 수 있고, 제품 허용은 쉽게 및 상대적으로 적은 투입량으로 얻어질 수 있다. 특히, 유기 성분 또는 플레이스 홀더(placeholders)는 존재하지 않으며 금속 형상의 제조와 대조적으로 제조를 위한 필요가 없다. 증명은 유기 및 다른 잔여물이 가공 제조된 임플란트에 포함되지 않는 것을 요구한다.
발포(foaming)와 대조적으로, 완전한, 개방 다공도가 가능하다.
본 발명에 따른 임플라트로서 본 발명에 적용가능한 개방 다공체는 다른 곳, 바람직하게 아예 없거나 매우 적은 다공도를 가지는 금속 임플란트(예를 들어, 보형물(prosthesis))에 적용될 수 있고, 바람직하게 양극 물질 접합에 의해 연결될 수 있다. 따라서, 뼈 고정(osseous anchoring)뿐 아니라 조직 또는 뼈의 생장이 향상될 수 있다. 본 발명에 따른 임플란트는 이후에 영구 임플란트(예를 들어, 대퇴 보철물(hip prosthesis)의 축)에 연결되는 임시 임플란트라 불릴 수 있다. 연속 분해 공정으로서 일시적 성질의 섬유 메쉬(fiber mesh)는 뼈가 더 우수하게 성장하는 것을 가능하게 하고, 따라서 대퇴축(hip shaft)의 빠르고 안전한 고정이 이루어진다. 본 발명에 따른 임플란트가 분해된 후, 기초 형상(예를 들어, 대퇴축의 거친 표면)은 결국 뼈와 접촉하여 있다.
아래에서, 본 발명은 예시를 이용하여 더 자세히 설명될 것이다.
예시 1:
금속 단섬유(Metallic short fibers)는 용융 추출 공정을 이용하여 합금 MgY4(4 질량% 이트륨, 휴지 마그네슘(rest magnesium))으로부터 제조된다. 마그네슘 모합금은 680℃의 온도로 니켈을 함유하지 않는 강철 도가니에서 유도성으로 용해된다. 추출 롤러(extraction roller)는 용융조(molten bath)로 침수되고, 용융물은 롤러를 적시며, 회전 롤러는 롤러 표면에서 분리된 냉각 롤러로 응고되고 용기에 포획되는 적은 양의 용융물을 반출한다. 롤러의 노치 거리(notch distance) 뿐만 아니라 도가니 리프트(crucible lift) 및 회전 속도와 같은 추가 매개변수는 제공되는 섬유 길이 및 중앙 섬유 직경/ 외경 / 표면 대각선과 같은 단섬유의 기하학을 결정한다. 롤러 표면의 가장자리에서 응고 때문에, 섬유는 일반적인 반달형 또는 낫 모양의 단면을 가지며, 빠른 응고는 특징적인 응고 구조를 유도한다.
섬유 표면에 산화물 형성을 방지하기 위하여, 용융 추출 설비는 아르곤 보호 가스로 가득차서 섬유는 불활성 분위기에서 추출된다.
Mg의 증발은 물질의 특징인 높은 증기압(vapor pressure) 때문에 문제가 있으며, 더 어려운 투시창(view window)을 통하여 추출 매개변수의 제어를 이룬다. 아무렇게나 있는 철계 중공구(ferrous hollow spheres)로 용융물의 피복을 포함하는 변화량 2(예시 2)로 추출 설비의 영역에서 증발을 명백히 감소시킬 수 있다.
표 1은 다른 MgY4 섬유 차지(fiber charges)의 용융 추출의 더 중요한 데이터를 포함하며, 표 2는 특유의 섬유 값을 포함한다.
예 1에서, MgY4 섬유는 216±68㎛의 중앙 원상당경(median circle-equivalent diameter)을 가지며, 7.2mm의 중앙 섬유 길이는 용해조 보호(melt bath cover) 없이 제조된다. 이러한 섬유는 모재(parent material)(용융 잉곳(melt ingot))의 순도와 비교 가능한 고순도에 의해 특징화된다. 전체 분석에서, 산소는 ≤0.002%로 결정된다.
실제 소결 공정 전, 높은 다공성, Mg 단섬유로부터 개방-셀 소결체를 얻기 위하여, 정의된 벌크 부피의 섬유가 제조된다. 제조는 시브(sieve)(큰 차지에 대한 시브 드럼(sieve drum))를 이용하여 수행된다. 섬유는 소결 기판으로 층간 균일하게 분산된다. 그 후, 섬유는 높은 다공성 및 동시에 단단한 소결 결합을 이룰 수 있는 매개 변수를 적용하여 퍼니스(furnace)에서 소결된다. 소결은 임시 액체상이 형성되는 625~630℃의 온도에서 마그네슘 모합금의 용융 온도보다 낮은 온도에서 이루어진다. 소결 온도의 영역에서 10~20%의 액체상 부분은 안정된 소결 결합을 이루기 위해 바람직하며, Mg도 그러하듯이 표면 산화물 형성으로 물질의 소결을 위한 필수 조건이다.
섬유는 소결 기판과 반응하면 안되고, 동시에 소결된 샘플은 소결 기판으로부터 쉽게 분리될 수 있어야한다. 때문에, MgY4 섬유는 시트 탄탈륨(sheet tantalum)에서 형성된 불활성 기판에 증착되어서, 구조는 소결이 이루어진 후 75%의 바람직한 다공도를 나타낼 것이다. 탄탈륨 기판 및 보호판은 섬유의 화학 조성물이 소결 중에 변하지 않는 것을 보장한다.
벌크 부피는 치수 100mm * 50mm * 3mm가 바람직한 다공도에서 이루어지도록 필요한 공간 연장으로 생성된다.
소결은 1분의 유지 시간에서 600℃까지 10K/분으로 차지를 가열하고 및 그 후 628℃의 소결 온도 Tmax 까지 3K/분으로 추가적으로 가열하여 고순도 아르곤 6.0 하에 보호 가스 퍼니스에서 이루어진다. 섬유로 도입에서 퍼니스 분위기로부터 산소를 방지하기 위하여, 티타늄은 게터링 물질(gettering material)로서 이용된다.
소결 구조는 소결 브릿지의 영역에 접촉하는 안정한 소결, 73.5%의 높은 중앙 다공도 및 매우 우수한 가공성(machinability)에 의해 특징화된다. 정의된 개방 세공체로 기계화는 소잉(sawing) 또는 레이저 절단(laser cutting)을 통해 이루어질 수 있다. 10mm 직경을 가지는 원과 같이 정의된 기하학을 가지는 개방 세공체는 아르곤 보호 가스 아래 레이저 절단을 이용하여 제조된다.
열화(degradation)를 평가하기 위하여, 부식 시험(corrosion tests)이 Messrs. Biochrom GmbH Berlin에 의해 공급된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)을 이용하여 7일 동안 및 37℃의 온도에서 수행될 수 있다. 수소의 발생(ml의 부피 V)은 부식 측정으로 이용된다. MgY4 합금으로부터 압축물(compact material)의 비교 시험은 개방 세공체가 완전히 보일 때 열화가 수소의 높은 방출을 유도하는 것을 나타낸다. 그러나, 다공체의 큰 표면이 고려되고 샘플 표면(ml/cm2의 VN)에 관련될 때, 압축물 보다 우수히 수행된다.
예시 1에 따라 소결된 개방 세공체는 소결 온도 보다 낮은 온도에서 산소에 노출되어, 소결 후 표면적으로 산화된다. 소결 후 발생하는 산화 때문에, 형성된 산화물층은 섬유 사이의 소결 브릿지를 손상시키지 않는다. DMEM의 부식 시험은 상기 샘풀에 대하여 향상된 내구성, 즉 섬유 결합의 속도가 낮아진 열화를 나타낸다.
예시 3:
예시 1과 유사하게, MgY4 섬유가 제조된다. 그러나 용융 추출을 위하여, 용해조 보호(melt bath cover)는 철계 중공구(ferrous hollow spheres)를 배치하여 적용되고, 용융되는 금속 위의 표면을 보호한다. MgY 합금의 유도 용융 후, 용해조 위에 떠있는 중공구는 용해되지 않는다. 따라서, 중공구는 추출 시설 내에서 용융물의 증발을 상당히 감소시킨다.
이러한 방식으러 MgY4로부터 제조되는 섬유는 187±63㎛의 중앙 원상당경(median circle-equivalent diameter) 및 5.8mm의 중앙 섬유 길이를 가진다. 또한 섬유는 높은 순도에 의해 특징화된다. 용융 잉곳 MgY4와 대조적으로 섬유의 화학적 분석은 Y의 함량으로 충분한 변화를 나타내지 않으며 바람직하지 않는 원소 Al, Cu 또는 Fe에서 증가하지 않는다. 상기 바람직하지 않은 원소는 각각 <0.004 및/또는 0.005%의 농도로 모재(parent material)에 포함된다.
예시 4:
예시 1과 유사하게, 마그네슘 모합금 MgY4의 섬유는 높은 다공성 구조로 벌크화되며, 소결된다. 예시 1과 대조적으로, 섬유는 MgO 서스펜션(suspension)으로 코팅된 시트 탄탈륨(sheet tantalum)의 기판으로 소결된다. 제 1 적용 전, 에탄올에 분산된, 가루화된 마그네시아(Magnesia) 298으로 이루어진 서스펜션은 아르곤 보호 가스 하에 800℃에서 연소된다. 따라서, 고순도 코팅이 이루어진다. MgO 코팅의 바람직한 측면은 소결된 섬유로 형성된 개방 세공체가 소결후 쉽게 분리되는 것에 있다. 그 후 핸들링(handling)은 상당히 쉽다. 소결 공정 때문에 발행할 수 있는 개방 세공체의 외부 섬유 영역에 미세한 MgO 입자의 가능한 "고정"은 바람직하게 부식 행동에 영향을 준다. 부식률의 약간의 감소가 발견되어서 열화는 긴 시간을 걸쳐 발생할 것이다.
예시 5:
예시 1과 유사하게, 마그네슘 모합금 MgY4의 섬유는 높은 다공성 구조로 벌크화되고, 소결된다. 소결된 개방 세공체는 플라즈마 화학 산화(plasma chemical oxidation)된다. 산화물층은 섬유 구조의 표면에 형성된다. 상기 산화물층은 DMEM(예시 1에서 본 수행용)에서 충분히 느린 부식을 유도한다.
섬유 차지(fiber
charge)		 온도
[℃]		 도가니 리프트(Crucible life)
[㎛/s]		 롤러 속도
[m/s]		 시험 주기
[분]		 용해조 보호
(1)
D114		 680 20 3.0 10 없음
(2)
V621		 800 20.0 5 30 중공구
(3)
V622		 800 20.0 4.2 30 중공구
추출 조건; 섬유 MgY4(3개의 예시)
섬유 차지 물질 밀도
[g/㎤]		 중앙 밀도
[㎛]		 중앙 길이
[mm]		 비질량 계면활성제(surfact)
Am
[㎡/g]		 원상당경
[㎛]
(**) (**) (*) (*)
(1)
D114		 MgY 1.78 224 7.2±1.5 0.01175 216±68
(2)
V621		 MgY4 1.78 243 5.8±1.4 0.01349 187±63
(3)
V622		 MgY4 1.78 179 5.4±1.7 0.01334 166±47
영상 분석(*) 및 스캐너 분석(**)로부터의 섬유 값
예시 6:
모합금 MgY4(4 질량%의 이트륨)은 MgYCa 합금으로 높은 진공 용융 및 캐스팅(casting) 시설에서 고순도의 Ca 과립을 첨가하여 용융된다. 구성 부분의 전체 혼합을 이루기 위하여, 상기 모합금은 여러 시간 재주조된다. 가공된 용융 잉곳은 각각의 원소 함량 및 잠재적인 불순물을 결정하기 위하여 분석된다. 분석은 2.6%의 이트륨 및 1.6%의 칼슘의 중앙 값을 나타낸다. 바람직하지 않게 수반되는 원소 Cu 및 Fe에 대하여, 각각 < 0.004 및 < 0.003%의 함량이 측정된다. 산소 함량은 최대 0.01%이다.
예시 3과 유사하게, 섬유는 합금 MgY2,6Ca1,6로부터 제조된다. 이는 섬유 제조가 용해조에 배열되고 용융 추출 동안 배열되는 철계 중공구를 통하여 용해조 보호로 이루어지는 것을 의미한다.
MgY2,6Ca1,6(차지 V620)로부터 제조된 섬유는 166±75㎛의 중앙 원상당경 및 7.4mm의 중앙 섬유 길이를 가진다. 이러한 섬유는 고순도에 의해 특징화된다. 용융 잉곳 MgY4와 대조적으로 섬유의 화학적 분석은 Y함량의 충분한 변화를 나타내지 않으며, 바람직하지 않은 원소 Cu 또는 Fe를 충분히 증가시키지 않는다.
섬유의 데이터는 표 3 및 표 4에서 볼 수 있다.
섬유 차지 온도
[℃]		 도자기 리프트
[㎛/s]		 롤러 속도
[m/s]		 시험 주기
[분]		 용해조 보호
V620 800 20.0 3.5 30 중공구
섬유 MgY2,6Ca1,6의 추출 조건
섬유 차지 물질 밀도
[g/㎤]		 중앙 밀도
[㎛]		 중앙 길이
[mm]		 비질량 계면활성제(surfact)
Am
[㎡/g]		 원상당경
[㎛]
(**) (**) (*) (*)
V620 MgY2,6Ca1,6 1.74 296 7.4±1.3 0.01531 166±75
영상 분석(*) 및 스캐너 분석(**)으로부터의 섬유 값
예시 7:
예시 6과 유사하게 제조된 섬유는 높은 다공성 구조로 예시 1과 유사하게 벌크화되며, 소결된다. PANDAT 소프트웨어를 이용하여 소결 온도의 추정을 위한 3상 상태도(ternary phase diagram) 및 열역학적 계산(thermodynamic calculation)을 고려하여, 550~590℃의 MgY2,6Ca1,6 합금의 소결 온도는 10~20%의 액체 상 쉐어(share)에 대응한다.
예시 1에 기술한대로 시트 탄탈륨의 불활성 기판으로 벌크화된 MgY2,6Ca1,6으로부터 섬유의 소결은 소결은 1분의 유지 시간에서, 550℃까지 10K/분으로 가열하고 그 후 20분의 유지 시간에서 580℃의 소결 온도 Tmax까지 3K/분으로 가열하여, 고순도의 아르곤 6.0 하에 보호 가스 퍼니스(실리카 유리관)에서 이루어진다.
소결 구조는 안정한 소결 접촉, 시험 물질에서 61%의 높은 다공성 및 매우 우수한 가공성이 특징이다. 10mm의 직경을 가지는 원의 형상으로 정의된 형상체로 가공은 레이저 절단을 이용한다. 소결 구조는 고순도(최대 0.001%의 산소 함량)가 특징이다. 변화된 조성물(2.6% Y; 1.6% Ca) 때문에, 부식 시험에서 측정될 수 있는 열화 속도는 예시 1에 따라 제조된 임플란트의 경우 보다 다소 크다.
예시 1~7에 따라 제조된 임플란트는 다음으로 세척될 수 있고, 그 후 코팅된다. 세척을 위하여, 20ml의 글리세롤(85%), 5ml의 질산(nitric acid)(65%), 5ml의 아세트산(100%)이 혼합되며, 소결된 임플란트는 30초 동안 용액에 침구된다. 그 후, 임플란트는 초음파 배스(ultrasound bath)에서 100%의 에탄올로 각각 60초의 시간 동안 두번 세척되고, 마지막으로 압축 가스 청정기로 불어진다. 그 후, 완전한 건조 공정은 약 10분의 간격을 통해 50℃의 온도로 진공 캐비넷(vacuum cabinet)에서 이루어진다.
위에 기술한대로 세척되고 건조되는 임플란트는 포화 소듐 플루오라이드 용액(saturated sodium fluoride solution)에 침구될 수 있다. iniectabilia(Messrs. Baun, 100 ml의 가스 플라스크)에 따른 100ml 수용액에서 4g은 용액에 첨가되고, 혼합물은 1~2시간 동안 교반되는 유리 컨테이너에서 제조된다.
pH 값은 NaOH를 첨가하여 11.5로 조정된다. 임플란트는 얻어진 용액에 배치될 수 있고, 소듐 플루오라이드층은 표면 위에 형성된다. 진공 캐비넷에서 건도 후, 소듐 플로라이드층은 적어도 0.1㎛의 중앙층 두께를 가질 수 있다. 부식률을 상당히 감소시키는 코팅을 통하여 코팅되지 않은 섬유 구조와 대조적으로 이루어질 수 있다.

Claims (13)

  1. 마그네슘 또는 마그네슘 모합금을 포함하는 임플란트로서,
    개방 세공체(open-pored body)를 형성하는 소결 브릿지(sintered bridges)에 의해 서로에 연결되는 마그네슘 또는 마그네슘 모합금(magnesium master alloy)의 섬유를 포함하고,
    상기 소결 브릿지는 국부적으로 서로 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 섬유는 2~15mm의 길이 및/또는 0.05~0.5mm의 외경을 가지는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 마그네슘 모합금은 순수 마그네슘의 용융 온도보다 낮은 온도에서 액체상이 형성되는 적어도 하나의 금속과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 마그네슘 모합금은 Y, Zn, Ca, Mn, Pd, Ag, Sr, Bi, Si, Pr, Ga, Sc, Zr, Ce, Eu, La, Nd, Na 및 Li로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  5. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 임플란트는 50~95%의 다공도 및/또는 5000~50000m2/m3의 부피-비표면적(volume-specific surface)을 가지는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  6. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    적어도 특정 영역에서의 상기 섬유의 표면에서 마그네슘 산화물층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  7. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    적어도 특정 영역에서의 상기 섬유의 표면에서 플루오라이드층(fluoride layer)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  8. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    다공도 및 강도가 다른 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  9. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 임플란트는 다른 임플란트에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.
  10. 마그네슘 또는 마그네슘 모합금으로부터 임플란트를 제조하는 방법으로서,
    섬유가 불활성 분위기에서 용융 추출 공정을 이용하여 용융 마그네슘 또는 용융 마그네슘 모합금으로부터 제조되고;
    상기 섬유는 불활성 물질로 이루어진 기판 위에 또는 형상부 내에 벌크화된 형상으로 증착되고,
    그 후 불활성 분위기에서 소결 공정이 이루어지고, 상기 소결 공정에서 섬유는 서로에 대하여 국부적으로 간격을 두고 떨어져 있는 소결 브릿지(sintering bridges)를 통하여 서로 연결되는
    , 임플란트 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 마그네슘 모합금으로부터의 제조 공정 동안, 순수한 마그네슘의 용융 온도 보다 낮은 온도에서 소결되며, 그로 인하여 형성된 액체상의 비례 지분(proportional share)이 20% 이하로 유지되는, 임플란트 제조 방법.
  12. 제 10항 또는 11항에 있어서,
    마그네슘 산화물층은 양극 산화(anodic oxidation), 플라즈마 화학적 산화(plasma chemical oxidation) 또는 열 산화(thermal oxidation)를 이용하여 적어도 특정 영역에서 섬유의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 제조 방법.
  13. 제 10항 또는 11항에 있어서,
    상기 임플란트는 분리 공정 또는 절단 공정을 이용한 가공 형상인 것을 특징으로 하는, 임플란트 제조 방법.
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