KR102539932B1 - Composition for repairing teeth or bones derived from fish bones and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 생선 뼈를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 분쇄단계; 상기 분쇄물에 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물을 혼합하여 수용액을 제조하는 반응단계; 상기 수용액에 90 내지 150 ℃로 열처리하는 열처리단계; 및 상기 열처리 단계 이후에 상기 수용액의 침전물을 분리 및 정제하는 분리단계;를 포함하는 것일 수 있다.The present invention relates to a composition for tooth or bone restoration derived from fish bone and a method for preparing the same. A method for preparing a composition for restoring teeth or bones derived from fish bones according to an embodiment of the present invention includes a pulverizing step of pulverizing fish bones to prepare a pulverized product; A reaction step of preparing an aqueous solution by mixing the pulverized product with magnesium chloride, an organic acid, and a phosphoric acid compound; Heat treatment step of heat-treating the aqueous solution at 90 to 150 ° C; and a separation step of separating and purifying the precipitate of the aqueous solution after the heat treatment step.

Description

생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물 및 이의 제조방법{COMPOSITION FOR REPAIRING TEETH OR BONES DERIVED FROM FISH BONES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Composition for restoring teeth or bones derived from fish bone and method for manufacturing the same

본 발명은 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 생선의 부산물로서 가시 및 뼈를 사용하여 결정성 및 강성 등 물성이 향상된 바이오세라믹스를 통하여 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공하기 위한 것이다. 또한 본 발명은 상기 바이오세라믹스가 적용된 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a composition for tooth or bone restoration derived from fish bone and a method for preparing the same. More specifically, it is to provide a tooth or bone restoration composition derived from fish bone through bioceramics with improved physical properties such as crystallinity and rigidity using spines and bones as by-products of fish. In addition, the present invention provides a method for preparing a composition for restoring teeth or bones to which the bioceramics are applied.

생체재료는 보건의료 분야 중 치료, 재활 및 예방의 수단으로 생체에 적용되기 때문에 인간 수명연장 및 사고, 질병의 증가 등에 따라 그 중요성이 점차 증가하고 있는 추세이다.Since biomaterials are applied to the living body as a means of treatment, rehabilitation, and prevention in the field of health care, their importance is gradually increasing according to the increase in human lifespan, accidents, and diseases.

생체재료는 손상된 인체의 일부 장기 또는 신체 일부분을 대처할 수 있는 재료인데, 이를 의학 또는 치과 분야에 적용하기 위해서는 생체에 적합해야만 한다. A biomaterial is a material capable of coping with a damaged organ or part of a human body, but it must be compatible with a living body in order to apply it to the medical or dental field.

생체적합성(biocompatibility)이란 재료나 장치가 기능을 하는 동안 생리학적으로 부작용이나 독성이 없도록 유지시키는 기능을 말한다. 현재까지 개발된 재료 중 생체적합성이 가장 좋은 것은 인산칼슘계 재료이다.Biocompatibility refers to the function of maintaining a physiological side effect or toxicity while a material or device functions. Among the materials developed so far, the best biocompatibility is the calcium phosphate-based material.

1920년 Albee가 인산칼슐 화합물을 사용하여 골 결손부를 치료하는 최초의 임상시험 결과를 보고한 이후에 인산칼슘계 재료를 치,의학 분야에 응용하고자 하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. Levitt 및 Monroe 등은 인공 뼈 또는 인공 치아 임플란트로서 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite, HAp) 와 플루오르아파타이트(Fluorapatite, FA)를 제안하였으며, 골 결손부 치료, 강화, 대체재로서 인산칼슘계 재료를 상용화 하는 시도를 하였다.Since Albee reported the results of the first clinical trial for treating bone defects using calcium phosphate compounds in 1920, research on the application of calcium phosphate-based materials to the dental and medical fields has been actively conducted. Levitt and Monroe et al. proposed hydroxyapatite (HAp) and fluoroapatite (FA) as artificial bone or artificial tooth implants, and attempted to commercialize calcium phosphate-based materials as bone defect treatment, reinforcement, and substitutes. did

인산칼슘(CaIcium phosphate)계 소재의 경우 이미 오래 전부터 인간의 뼈나 치아 등 경조직 대 체용 생체소재로 널리 연구되어 왔다. 이는 인체 뼈의 69%를 구성하는 칼슘인 화합물이 인산칼슘으로 구성되어 있어 자연 뼈와 가장 가까운 성질을 가지고 있기 때문이다.In the case of calcium phosphate (CaIcium phosphate)-based materials, they have been widely studied as biomaterials for replacing hard tissues such as human bones and teeth for a long time. This is because the calcium compound that makes up 69% of human bones is composed of calcium phosphate, which has the closest properties to natural bones.

한편, 일반적으로 외상, 기형 혹은 생리학적 현상 등에 의해 뼈조직이 손상된 경우, 그 부위에 골 이식재를 채우고, 차폐막을 덮어셔 연조직의 개입을 막고 신생골을 생성시키는 골유도재생술(guided bon regeneration, GBR)을 시술한다. 이러한 골 결손부의 회복을 위한 가장 보편적인 골유도재생술 방법은 다른 부위의 자신의 골을 일부 채취하여 이식하는 자가 이식방법(autograft), 다른 사람의 뼈를 화학 처리하여 이식하는 동종 이식방법(allograft), 동물의 뼈를 화학 처리하여 이식하는 이종 이식방법(xenograft) 등이 있다.On the other hand, in general, when bone tissue is damaged due to trauma, deformity, or physiological phenomenon, guided bone regeneration (GBR) fills the area with bone graft material and covers the shield to prevent soft tissue from intervening and create new bone to treat The most common guided bone regeneration method for the restoration of these bone defects is the autograft method in which part of one's own bone is harvested and transplanted from another part, and the allograft method in which bone of another person is chemically treated and transplanted (allograft). , xenograft, in which animal bones are chemically treated and transplanted.

일반적으로 자신의 골을 일부 채취하여 이식하는 자가 이식방법에 사용되는 자가골 이식재의 경우에는 자가해면골(Autogenous Cancellous Bone, ACB)을 이식하기 때문에 면역거부반응도 거의 없으며, 뼈 흡수가 거의 없어In general, autogenous cancellous bone (ACB) is transplanted in the case of autologous bone graft materials used in the autologous transplantation method in which a part of one's own bone is harvested and transplanted, so there is almost no immune rejection reaction and almost no bone resorption.

골전도 및 골유도 능력이 좋다는 장점이 있고, 동종 이식방법 및 이종 이식방법에 사용되는 동종골 이식재와 이종골 이식재의 경우에는, 이식자 본인이 아닌 다른 사람의 뼈를 이용하는 동종이식(allograft)이나 다른 동물의 뼈를 이용하는 이종이식(xenograft)을 하기 때문에 자가골 이식재의 단점인 이식자(graftee) 본인의 뼈 손실 부위 이외의 부위에 이차적인 수술을 하지 않아도 된다는 장점이 있다.In the case of allograft and xenogeneic bone graft materials, which have the advantage of good bone conduction and bone induction ability, and are used in allograft and xenotransplantation methods, allograft using the bones of someone other than the transplanter or other Since xenograft is performed using animal bones, there is an advantage in that no secondary surgery is required in areas other than the bone loss area of the graftee, which is a disadvantage of autologous bone graft materials.

나아가, 생체재료로서 인산칼슘 소재는 자가골 이식(autograft) 또는 동종골 이식(homograft) 방법이 갖는 공급량의 부족과 감염성 질환의 전염 및 면역 반응 등의 문제점을 극복할 수 있기 때문에 이에 대한 세계적인 수요는 급증하고 있는 추세이다.Furthermore, as a biomaterial, calcium phosphate material can overcome problems such as insufficient supply of autograft or homograft method, transmission of infectious diseases, and immune response, so global demand for it is rapidly increasing. there is a trend

합성골은, 실제 뼈가 아니라 인공적으로 합성해서 만든 뼈이기 때문에 다른 뼈이식재에 비해서 가장 질이 떨어지고 골형성에 필요한 기간이 길지만 저렴하다는 장점이 있으며, non-porous hydroxyapatite(HAp), hydroxyapatite cement, porous hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, polymethlymethacrylate(PMMA)와 hydroxyet-hylmethacrylate(HEMA) polymer, 그리고 bioactive glass 등이 임상에서 사용되고 있다. HA 그리고 PMMA와 HEMA polymer는 비흡수성이며, tricalcium phosphate와 bioactive는 흡수성인데, 이러한 합성골의 종류는 제3 인산칼슘, 경조직 개체 중합체 및 생활성 유리질 세라믹 등이 있다. 한편, 하이드록시아파타이트(HAp)는 골 이식 및 치과 장치에서 골 대체물로 널리 사용되어왔다. HAp는 골전도 특성을 가진 생체 적합성 및생체 활성 물질이며 화학적 조성은 천연 골 조직과 유사하다. HAp는 일종의 인산 칼슘 바이오 세라믹이며, 칼슘이온과 인산 이온을 함유한 화학 물질을 원료로 사용하여 합성할 수 있다.Since synthetic bone is artificially synthesized rather than real bone, it is of the lowest quality compared to other bone graft materials and takes a long time for bone formation, but has the advantage of being inexpensive. Non-porous hydroxyapatite (HAp), hydroxyapatite cement, porous hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, polymethlymethacrylate (PMMA) and hydroxyet-hylmethacrylate (HEMA) polymer, and bioactive glass are used clinically. HA, PMMA, and HEMA polymer are non-resorbable, and tricalcium phosphate and bioactive are resorbable. Types of such synthetic bone include tricalcium phosphate, hard tissue polymer, and bioactive vitreous ceramics. Meanwhile, hydroxyapatite (HAp) has been widely used as a bone substitute in bone grafts and dental devices. HAp is a biocompatible and bioactive material with osteoconductive properties, and its chemical composition is similar to that of natural bone tissue. HAp is a kind of calcium phosphate bio-ceramic and can be synthesized using calcium ions and chemical substances containing phosphate ions as raw materials.

최근 들어, 인간의 손상된 뼈를 치료하거나 일부 대체하기 위해 금속, 고분자 천연(산호, 소 뼈 등) 또는 인조 합성 인산칼슘계 생체재료들이 속속 개발되고 있다. 이들 재료는 인공 뼈, 치조골 결손부의 치료, 인공 치근, 이소골, 치과 및 정형외과용 임플란트 등의 치,의학 분야에 두루 응용되고 있다.Recently, metal, polymer natural (coral, bovine bone, etc.) or artificial synthetic calcium phosphate-based biomaterials are being developed one after another in order to treat or partially replace damaged human bones. These materials are widely applied in the field of dentistry and medicine, such as artificial bones, treatment of alveolar bone defects, artificial tooth roots, ossicles, dental and orthopedic implants, and the like.

따라서, 치, 의학 분야에 두루 적용 및 응용될 수 있는 골 이식재로서 사용하기 위해 더 높은 세포 증식, 및 부착능을 갖는 재료의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a material having higher cell proliferation and adhesion ability for use as a bone graft material that can be widely applied and applied in the fields of dentistry and medicine.

KR 10-2020-0012815 AKR 10-2020-0012815 A KR 10-2019-0112991 AKR 10-2019-0112991 A

본 발명의 목적은 결정성 및 강성 등 물성이 향상된 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a tooth or bone restoration composition derived from fish bone with improved physical properties such as crystallinity and rigidity.

본 발명의 목적은 저온 반응에서 물성이 우수한 바이오 세라믹스가 생성되도록 하여 높은 공정 수율을 달성할 수 있게 하기 위한 것이다.An object of the present invention is to achieve a high process yield by producing bioceramics with excellent physical properties in a low-temperature reaction.

본 발명의 목적은 하이드록시아파타이트(hydroxy apatite, HAp) 및 휘트록카이트(whitlockite)를 적정비율로 포함하여 물성이 향상된 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a composition for restoring teeth or bones with improved physical properties, including hydroxy apatite (HAp) and whitlockite at an appropriate ratio.

본 발명의 목적은 가공성이 향상된 생선 뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a composition for restoring teeth or bones derived from fish bones with improved processability.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing the composition.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 생선 뼈를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 분쇄단계; 상기 분쇄물에 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물을 혼합하여 수용액을 제조하는 반응단계; 상기 수용액에 90 내지 150 ℃로 열처리하는 열처리단계; 및 상기 열처리 단계 이후에 상기 수용액의 침전물을 분리 및 정제하는 분리단계;를 포함하는 것이다.In order to achieve the above object, a method for producing a fish bone-derived tooth or bone restoration composition according to an embodiment of the present invention includes a pulverizing step of pulverizing fish bones to prepare a pulverized product; A reaction step of preparing an aqueous solution by mixing the pulverized product with magnesium chloride, an organic acid, and a phosphoric acid compound; Heat treatment step of heat-treating the aqueous solution at 90 to 150 ° C; and a separation step of separating and purifying the precipitate of the aqueous solution after the heat treatment step.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혼합하는 혼합단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition is a mixture of mixing any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof with respect to the product after the separation step. It may include more steps.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 반응단계 이전에 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 제2 인산나트륨을 0.01 내지 0.2 중량부로 혼합하는 반응속도 조절단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition may further include a reaction rate control step of mixing 0.01 to 0.2 parts by weight of sodium phosphate dibasic with respect to 100 parts by weight of the pulverized material prior to the reaction step. there is.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 혼합하는 개질단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fishbone-derived tooth or bone restoration composition may further include a modification step of mixing a compound represented by Formula 1 with respect to the product after the separation step.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021019189049-pat00001
Figure 112021019189049-pat00001

(상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다. R2 및 R3는 Cl, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중 어느 하나이다.)(In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 2 and R 3 are either Cl, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

본 발명의 다른 실시예에 따른 생선뼈 유래의 뼈 수복용 조성물은 상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.The composition for restoring bone derived from fish bone according to another embodiment of the present invention may be prepared by the method for preparing the composition for restoring teeth or bone derived from fish bone.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생선뼈 유래의 치아 수복용 조성물 상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.Fish bone-derived tooth restoration composition according to another embodiment of the present invention may be prepared by the manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition.

상기 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.The composition may further include any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 생선 뼈를 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 분쇄단계; 상기 분쇄물에 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물을 혼합하여 수용액을 제조하는 반응단계; 상기 수용액에 90 내지 150 ℃로 열처리하는 열처리단계; 및 상기 열처리 단계 이후에 상기 수용액의 침전물을 분리 및 정제하는 분리단계;를 포함하는 것이다.A method for preparing a composition for restoring teeth or bones derived from fish bones according to an embodiment of the present invention includes a pulverizing step of pulverizing fish bones to prepare a pulverized product; A reaction step of preparing an aqueous solution by mixing the pulverized product with magnesium chloride, an organic acid, and a phosphoric acid compound; Heat treatment step of heat-treating the aqueous solution at 90 to 150 ° C; and a separation step of separating and purifying the precipitate of the aqueous solution after the heat treatment step.

본 발명에서 말하는 생선 뼈는 생선에 포함된 뼈, 잔뼈, 가시, 잔가시를 포함하는 것이다. 또한 상기 생선을 뼈 또는 가시를 포함하는 어류를 모두 포함하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 선택할 수 있는 범위를 포함한다. 또한 특별한 종에 한정되는 것은 아니다.Fish bones as used in the present invention include bones, small bones, spines, and small spines included in fish. In addition, the fish includes all fish containing bones or spines, and includes a range that can be selected by those skilled in the art. Also, it is not limited to a particular species.

본 발명에서 말하는 치아 또는 뼈 수복용 조성물은 골 조직 또는 치아조직에 적용되는 이식재, 골시멘트 또는 치아 레진 등을 소재를 포함한다.The tooth or bone restoration composition according to the present invention includes materials such as bone tissue or implant material applied to tooth tissue, bone cement, or tooth resin.

상기 분쇄단계는 세척 및 건조된 생선 뼈를 일정한 크기로 분쇄하여 분말 형태로 제조하는 것을 의미한다. 또한 상기 분쇄단계 이전에 상기 생선 뼈는 생선 부산물을 열수로 세척하고 수산화나트륨 및 유기 용매를 사용하여 불순물이 제거된 것일 수 있다. 또한 필요한 경우 일정한 산처리 공정을 통하여 불순물이 제거되는 것일 수 있다.The crushing step means that the washed and dried fish bones are pulverized to a certain size to be prepared in the form of powder. In addition, before the crushing step, the fish bones may be obtained by washing fish by-products with hot water and removing impurities using sodium hydroxide and an organic solvent. In addition, if necessary, impurities may be removed through a certain acid treatment process.

바람직하게 상기 분쇄단계는 평균 입경이 0.8 내지 3.3 μm인 것일 수 있다. 평균입경이 0.8μm 미만인 경우 미세입자 간 뭉침현상으로 고른 분산이 이루어지지 않기 때문에 반응단계에서 생성된 생성물의 물성이 저하되는 문제가 있다. 반면 평균입경이 3.3 μm를 초과하는 경우 미반응 입자가 다량으로 발생하기 때문에 반응성 및 뼈 구조체의 물성이 저하되는 문제가 있다.Preferably, the grinding step may have an average particle diameter of 0.8 to 3.3 μm. If the average particle diameter is less than 0.8 μm, there is a problem in that the physical properties of the product generated in the reaction step are lowered because even dispersion is not achieved due to agglomeration between the fine particles. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 3.3 μm, a large amount of unreacted particles are generated, resulting in a decrease in reactivity and physical properties of the bone structure.

한편, 상기 평균입경의 조절은 볼밀 또는 제트밀 등 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 방법이 적용되어 조절되는 것일 수 있다.Meanwhile, the average particle diameter may be controlled by applying a method that can be used by those skilled in the art, such as a ball mill or a jet mill.

상기 반응단계는 상기 분쇄단계를 거친 분말을 용해하고, 용해물과 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물을 혼합하여 제조하는 것일 수 있다.The reaction step may be prepared by dissolving the powder that has undergone the pulverization step and mixing the dissolved substance with magnesium chloride, an organic acid, and a phosphoric acid compound.

상기 유기산은 푸마르산(Fumaric); 젖산(Lactic); 구연산(Citric); 사과산(Malic); 뷰티르산(Butyric); 개미산(Formic); 초산(Acetic); 프로피온산(Propionic); 올레산(oleic acid); 팔미톨레산(palmitoleic acid); 리놀레산(linoleic acid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.The organic acid is fumaric acid (Fumaric); lactic acid; Citric acid; malic acid (Malic); butyric acid (Butyric); formic acid (Formic); Acetic acid; Propionic acid; oleic acid; palmitoleic acid; It may be any one selected from the group consisting of linoleic acid and mixtures thereof.

상기 인산 화합물은 인산이온을 공급하는 물질로서 해당 분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 임의적으로 선택하여 결정하는 것일 수 있다. 바람직하게는 인산을 사용하는 것일 수 있다.The phosphoric acid compound is a material that supplies phosphate ions, and may be arbitrarily selected and determined by a person skilled in the art. Preferably, phosphoric acid may be used.

상기 반응단계에서 각 반응물은 원재료의 특성을 감안하여 제공되는 각 이온의 몰비를 기준으로 임의적으로 선택하여 결정하는 것일 수 있다. 이는 원재료의 특징상 고정된 몰비로 제한되지 않으며, 해당 분야의 통상의 지식을 가지는 자가 조절 및 선택하여 결정할 수 있는 범위를 모두 포함한다.In the reaction step, each reactant may be arbitrarily selected and determined based on the molar ratio of each ion provided in consideration of the characteristics of the raw material. This is not limited to a fixed molar ratio due to the characteristics of the raw material, and includes all ranges that can be determined by self-adjustment and selection by those skilled in the art.

바람직하게 상기 반응단계 전에 상기 분쇄단계를 거친 미립자에 대하여 대기압 플라즈마를 처리하는 전처리 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.Preferably, a pretreatment step of treating the fine particles that have undergone the pulverization step with atmospheric pressure plasma may be further included before the reaction step.

하이드록시아파타이트는 뼈를 구성하는 대표적인 무기질로서, 생체 적합성이 높아 다양한 의,치분야에서 수복재 또는 인조골 등의 소재로 사용되고 있다. 또한, 마그네슘을 포함하는 인산칼슘으로서 생체적합성이 높은 다른 무기소재로 휘트록카이트가 존재한다. 상기 휘트록카이트는 생체적합성이 매우 뛰어난 장점을 가지지만, 그 결정 구조상 하이드록시아파타이트 보다 불안정하다는 단점을 가진다. 따라서 하이드록시아파타이트 및 휘트록카이트가 1 : 3 내지 3 : 1 의 범위로서 혼합상으로 존재하는 경우 소재의 안정성이 높으면서도, 보다 생체적합성이 우수한 소재로 제공되도록 할 수 있다.Hydroxyapatite is a representative mineral constituting bone, and is used as a material for restoration or artificial bone in various medical and dental fields due to its high biocompatibility. In addition, as calcium phosphate containing magnesium, witrockite exists as another inorganic material with high biocompatibility. Whitrockite has the advantage of excellent biocompatibility, but has the disadvantage of being more unstable than hydroxyapatite in terms of its crystal structure. Therefore, when hydroxyapatite and witrockite are present in a mixed phase in the range of 1:3 to 3:1, it is possible to provide a material with high stability and excellent biocompatibility.

상기 전처리 단계를 진행하는 경우 미립자 표면의 세정 및 반응성이 증대되어, 상기 반응단계에서 하이드록시아파타이트 및 휘트록카이트의 혼합물이 효과적으로 생성될 수 있다. 특히 상기 전처리 단계를 진행하는 경우 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물의 몰량을 조절하여 생성물에 하이드록시아파타이트 및 휘트록카이트가 1 : 3 내지 3 : 1의 범위로 포함되도록 할 수 있고, 판상형을 가지는 휘트록카이트가 다량으로 포함되도록 하는 것일 수 있다. 이를 통하여 생성된 반응물은 물성 및 생체 적합성이 우수한 조성물로서 제공되게 할 수 있다.When the pretreatment step is performed, cleaning and reactivity of the surface of the microparticles are increased, so that a mixture of hydroxyapatite and witrockite can be effectively produced in the reaction step. In particular, when the pretreatment step is performed, the molar amounts of magnesium chloride, organic acid, and phosphoric acid compound can be adjusted so that the product contains hydroxyapatite and witrockite in a range of 1: 3 to 3: 1, and has a plate shape. It may be that lockite is included in a large amount. The reactant produced through this can be provided as a composition having excellent physical properties and biocompatibility.

상기 열처리 단계는 상기 수용액에 90 내지 150 ℃로 열을 제공하는 단계를 말한다. 상기 단계를 통하여 용해물에서 하이드록시아파타이트 및 휘트록카이트가 생장하여 수득하게 될 수 있다. 특히 상기 전처리 단계 및 반응단계를 진행하는 경우 열처리 단계 이후에 생성물에서 하이드록시아파타이트 및 휘트록카이트가 1 : 3 내지 3 : 1의 범위로 포함되도록 하여 반응성 및 생체적합성이 우수한 소재가 생성되도록 할 수 있다.The heat treatment step refers to a step of providing heat to the aqueous solution at 90 to 150 °C. Through the above steps, hydroxyapatite and witrockite may be grown and obtained in the lysate. In particular, when the pretreatment step and the reaction step are performed, hydroxyapatite and witrockite are included in the range of 1: 3 to 3: 1 in the product after the heat treatment step so that a material with excellent reactivity and biocompatibility can be produced. there is.

바람직하게 상기 열처리 단계는 130 내지 150 ℃로 1차 열처리 단계 후 90 내지 110 ℃로 2차 열처리 단계로 진행되는 것일 수 있다. Preferably, the heat treatment step may proceed to a second heat treatment step at 90 to 110 °C after the first heat treatment step at 130 to 150 °C.

상기 2단계의 열처리를 진행하는 경우 상대적으로 저열원에서 물성이 우수한 인산칼슘 입자 생성 및 조성물을 제조할 수 있다. 상기 1차 열처리 단계에 의하는 경우 인산칼슘 입자 생성이 급격히 진행되고, 방치 후 상기 2차 열처리 단계를 진행하는 경우 열처리 단계의 반응이 보다 효과적으로 진행되고 입자의 형상 및 크기가 우수한 물성을 가지는 형태로 제조될 수 있다. 특히 고온의 열처리 공정에 비하여 공정효율이 우수할 뿐만 아니라 생성된 수득물의 물성 및 생체적합성이 우수할 수 있다.When the two-step heat treatment is performed, it is possible to generate calcium phosphate particles with excellent physical properties and prepare a composition at a relatively low heat source. In the case of the first heat treatment step, the generation of calcium phosphate particles proceeds rapidly, and in the case of proceeding with the second heat treatment step after leaving, the reaction of the heat treatment step proceeds more effectively, and the shape and size of the particles are in a form having excellent physical properties can be manufactured. In particular, compared to the high-temperature heat treatment process, not only the process efficiency is excellent, but also the physical properties and biocompatibility of the resulting product may be excellent.

상기 분리단계는 상기 열처리 단계 이후에 상기 수용액의 침전물을 분리 및 정제하는 단계를 말하며, 해당 분야의 통상의 기술자가 사용할 수 있는 범위를 모두 포함하는 것이다. The separation step refers to a step of separating and purifying the precipitate of the aqueous solution after the heat treatment step, and includes all ranges that can be used by a person skilled in the art.

또한 상기 분리단계 이후에 용도에 따른 제형 적용 또는 소재의 물성향상을 위하여 첨가제를 활용하거나 기타 후처리를 진행하는 것일 수 있다.In addition, after the separation step, additives may be used or other post-processing may be performed in order to apply a formulation according to the purpose or improve the physical properties of the material.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혼합하는 혼합단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition is a mixture of mixing any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof with respect to the product after the separation step. It may include more steps.

상기 혼합단계를 통하여 생성물에 대한 물성을 보강할 수 있다. 특히 골재를 이루는 연질 소재의 보강을 통하여 뼈 또는 치아 수복 및 생체 적합성을 보다 높일 수 있다.Through the mixing step, physical properties of the product may be reinforced. In particular, bone or tooth restoration and biocompatibility can be further enhanced through the reinforcement of soft materials constituting the aggregate.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 반응단계 이전에 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 제2 인산나트륨을 0.01 내지 0.2 중량부로 혼합하는 반응속도 조절단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition may further include a reaction rate control step of mixing 0.01 to 0.2 parts by weight of sodium phosphate dibasic with respect to 100 parts by weight of the pulverized material prior to the reaction step. there is.

상기 반응속도 조절단계는 바이오세라믹의 생성속도를 빠르게 조절하고, 그 강성을 높이는 효과를 낼 수 있다. 한편, 분쇄물 100 중량부에 대하여 상기 제2 인산나트륨이 0.01 중량부 미만으로 포함되는 경우 반응속도가 높아지는 효과를 낼 수가 없다. 또한 상기 인산나트륨이 0.2 중량부를 초과하는 경우 반응 속도가 느려지면서 일정한 형상의 세라믹 입자가 생성되지 않는 문제가 있다.The reaction rate control step can rapidly control the production rate of the bioceramic and increase its stiffness. On the other hand, when the dibasic sodium phosphate is included in an amount of less than 0.01 parts by weight based on 100 parts by weight of the pulverized material, the effect of increasing the reaction rate cannot be obtained. In addition, when the amount of the sodium phosphate exceeds 0.2 parts by weight, the reaction rate slows down and there is a problem in that ceramic particles of a certain shape are not generated.

특히 상기 반응속도 조절단계에 의하는 경우 상기 열처리 단계의 상대적으로 낮은 온도범위에서 효과적인 세라믹 입자의 생성이 가능하고, 우수한 물성 및 형상을 가지는 입자가 생성되도록 할 수 있다.In particular, in the case of adjusting the reaction rate, effective ceramic particles can be produced in a relatively low temperature range of the heat treatment step, and particles having excellent physical properties and shapes can be produced.

상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법은 상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 혼합하는 개질단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The manufacturing method of the fishbone-derived tooth or bone restoration composition may further include a modification step of mixing a compound represented by Formula 1 with respect to the product after the separation step.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021019189049-pat00002
Figure 112021019189049-pat00002

(상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다. R2 및 R3는 Cl, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중 어느 하나이다.)(In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 2 and R 3 are either Cl, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)

상기 개질단계에 의하는 경우 조성물의 물성 및 접착성이 향상될 수 있다. 또한 상기 개질단계의 조성물에 의하는 경우 화합물 자체에 세포독성 등의 문제가 없을 뿐만 아니라 개질된 조성물 역시 높은 안정성 및 생체적합성이 우수한 장점을 가진다.In the case of the modification step, physical properties and adhesiveness of the composition may be improved. In addition, in the case of the composition of the modification step, not only does the compound itself have no problems such as cytotoxicity, but the modified composition also has advantages of high stability and excellent biocompatibility.

바람직하게 상기 [화학식 1]로 이루어진 화합물은 하기의 [화학식 1a] 내지 [화학식 1c] 중 어느 하나, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.Preferably, the compound consisting of [Formula 1] may be any one selected from the group consisting of any one of the following [Formula 1a] to [Formula 1c], or a mixture thereof.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112021019189049-pat00003
Figure 112021019189049-pat00003

[화학식 1b][Formula 1b]

Figure 112021019189049-pat00004
Figure 112021019189049-pat00004

[화학식 1c][Formula 1c]

Figure 112021019189049-pat00005
Figure 112021019189049-pat00005

상기 화학식 1a 내지 1c에 의하는 경우 생성물의 물성을 향상시키면서도 생체적합성이 우수한 효과를 나타낼 수 있다.In the case of Chemical Formulas 1a to 1c, it is possible to exhibit excellent biocompatibility while improving the physical properties of the product.

더 바람직하게 상기 개질단계의 조성물은 상기 [화학식 1]과 함께 하기의 [화학식 2]로 이루어진 화합물이 더 포함되는 것일 수 있다.More preferably, the composition of the reforming step may further include a compound composed of the following [Formula 2] together with the [Formula 1].

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021019189049-pat00006
Figure 112021019189049-pat00006

(상기 화학식 2에서, n은 2 내지 100의 정수이다)(In Formula 2, n is an integer from 2 to 100)

상기 [화학식 2]로 이루어진 화합물을 더 포함하는 경우 강성 및 접착성을 포함한 물성이 우수할 뿐만 아니라 가공성이 높아질 수 있다.When the compound of [Chemical Formula 2] is further included, physical properties including stiffness and adhesiveness may be excellent as well as processability may be increased.

본 발명의 다른 실시예에 따른 생선뼈 유래의 뼈 수복용 조성물은 상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.The composition for restoring bone derived from fish bone according to another embodiment of the present invention may be prepared by the method for preparing the composition for restoring teeth or bone derived from fish bone.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생선뼈 유래의 치아 수복용 조성물 상기 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.Fish bone-derived tooth restoration composition according to another embodiment of the present invention may be prepared by the manufacturing method of the fish bone-derived tooth or bone restoration composition.

상기 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.The composition may further include any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof.

본 발명은 결정성 및 강성 등 물성이 향상된 생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공한다.The present invention provides a tooth or bone restoration composition derived from fish bone with improved physical properties such as crystallinity and rigidity.

본 발명은 저온 반응에서 물성이 우수한 바이오 세라믹스가 생성되도록 하여 높은 공정 수율을 달성할 수 있게 한다.The present invention makes it possible to achieve a high process yield by producing bioceramics with excellent physical properties in a low-temperature reaction.

본 발명은 하이드록시아파타이트(hydroxy apatite, HAp) 및 휘트록카이트(whitlockite)를 적정비율로 포함하여 물성이 향상된 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for restoring teeth or bones with improved physical properties, including hydroxy apatite (HAp) and whitlockite at an appropriate ratio.

본 발명은 가공성이 향상된 생선 뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for restoring teeth or bones derived from fish bones with improved processability.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방법은 상기 조성물의 제조방법을 제공한다.A method according to another embodiment of the present invention provides a method for preparing the composition.

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 implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

[제조예 1: 바이오 세라믹스의 제조][Production Example 1: Production of bioceramics]

하기의 [표 1]과 같이 각 단계를 조절하면서, 90 내지 150 ℃의 저온 열처리 공정에서 세라믹스 생성물에 대한 성상을 평가할 수 있도록 하였다. 각 공정별로 구별된 M1 내지 M9의 공정조건을 통하여 저온공정 하에서 바이오 세라믹스 입자가 생성되는지 여부를 파악하였다.While adjusting each step as shown in [Table 1] below, the properties of the ceramic product were evaluated in the low-temperature heat treatment process at 90 to 150 °C. Through the process conditions of M1 to M9 distinguished for each process, whether bioceramics particles are generated under the low temperature process was identified.

M1M1 M2M2 M3M3 M4M4 M5M5 M6M6 M7M7 M8M8 M9M9 S1S1 S1-1S1-1 S1-2S1-2 S1-2S1-2 S1-2S1-2 S1-2S1-2 S1-2S1-2 S1-2S1-2 S1-3S1-3 S1-2S1-2 S2S2 S2-3S2-3 -- S2-1S2-1 S2-2S2-2 S2-3S2-3 S2-4S2-4 S2-5S2-5 S2-3S2-3 S2-3S2-3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S3S3 S4S4 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-2S4-2 S4-1S4-1 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5 S5S5

<분쇄단계 S1><Crushing step S1>

S1-1: 붕장어 뼈 분쇄단계(평균 입경 0.4 내지 0.7 μm)S1-1: Conger eel bone grinding step (average particle diameter 0.4 to 0.7 μm)

S1-2: 붕장어 뼈 분쇄단계(평균 입경 0.8 내지 3.3 μm)S1-2: Conger eel bone grinding step (average particle diameter 0.8 to 3.3 μm)

S1-3: 붕장어 뼈 분쇄단계(평균 입경 3.4 내지 5.2 μm)S1-3: Conger eel bone grinding step (average particle diameter 3.4 to 5.2 μm)

<반응속도조절단계 S2><Reaction rate control step S2>

S2-1: S1 분쇄물 100 중량부에 대하여 인산나트륨 0.005 중량부 혼합S2-1: Mixing 0.005 parts by weight of sodium phosphate based on 100 parts by weight of the pulverized material of S1

S2-2: S1 분쇄물 100 중량부에 대하여 인산나트륨 0.01 중량부 혼합S2-2: Mixing 0.01 parts by weight of sodium phosphate based on 100 parts by weight of the pulverized material of S1

S2-3: S1 분쇄물 100 중량부에 대하여 인산나트륨 0.1 중량부 혼합S2-3: Mixing 0.1 parts by weight of sodium phosphate based on 100 parts by weight of the pulverized product of S1

S2-4: S1 분쇄물 100 중량부에 대하여 인산나트륨 0.2 중량부 혼합S2-4: Mixing 0.2 parts by weight of sodium phosphate based on 100 parts by weight of the pulverized product of S1

S2-5: S1 분쇄물 100 중량부에 대하여 인산나트륨 0.3 중량부 혼합S2-5: Mixing 0.3 parts by weight of sodium phosphate based on 100 parts by weight of the pulverized material of S1

<반응단계 S3> : S1단계에서 제공된 분쇄물에 염화마그네슘(MgCl2), 팔미톨레산(C16H30O2); 인산(H3PO4) 혼합 <Reaction step S3>: Magnesium chloride (MgCl 2 ), palmitoleic acid (C 16 H 30 O 2 ) to the pulverized product provided in step S1; Mixture of phosphoric acid (H 3 PO 4 )

<열처리단계 S4><Heat treatment step S4>

S4-1: 90 내지 150 ℃로 열처리S4-1: heat treatment at 90 to 150 ° C.

S4-2: 130 내지 150 ℃로 1차 열처리 후 90 내지 110 ℃로 2차 열처리S4-2: Second heat treatment at 90 to 110 ° C after the first heat treatment at 130 to 150 ° C

<분리단계 S5>: 침전물을 분리 및 정제 <Separation step S5>: Separating and purifying the precipitate

[실험예1: 바이오 세라믹스 입자의 생성여부][Experimental Example 1: Generation of bioceramic particles]

상기 M1 내지 M9의 생성물에 포함된 나노입자의 형상을 분석하여 저온공정에서 바이오 세라믹스가 생성되는지 여부를 분석하였다.By analyzing the shape of the nanoparticles included in the products of M1 to M9, it was analyzed whether bioceramics were produced in a low-temperature process.

M1M1 M2M2 M3M3 M4M4 M5M5 M6M6 M7M7 M8M8 M9M9 S1S1 XX XX XX OO OO OO XXXX XXXX △△

O: 바이오 세라믹스로 활용가능한 형상의 입자 생성O: Generation of particles of a shape that can be used as bioceramics

X: 바이오 세라믹스 입자 생성X: bioceramics particle generation

XX: 미반응XX: unreacted

△: 바이오 세라믹스로 활용가능한 형상의 입자가 일부 생성△: Some particles of a shape that can be used as bioceramics are generated

상기 [표 2]를 참조하면, 90 내지 150 ℃로 열처리 하는 저온 공정에서는 일반적으로 세라믹스 입자의 형성이 어렵다는 점을 알 수 있다. 다만, M4 내지 M6를 참조하면 0.8 내지 3.3 μm의 평균 입경범위에 대하여 제2 인산나트륨을 0.01 내지 0.2 중량부로 전처리 하여 반응속도를 조절하는 경우 저온공정 하에서 바이오 세라믹스 입자를 생성할 수 있다는 점을 확인할 수 있다. 또한 M2 및 M3를 참조하면 상기 제2 인산나트륨의 함량이 일정 범위를 미만인 경우 반응활성이 나타나지 않는다는 점과 M7과 같이 일정 함량을 초과하는 경우 반응이 일어나지 않는다는 점을 확인할 수 있었다. 따라서 입경의 조절 및 제2 인산나트륨을 활용한 반응속도의 조절을 통하여 저온 범위에서 바이오세라믹스의 입자 생성이 가능하다는 점을 확인할 수 있다.Referring to [Table 2], it can be seen that it is generally difficult to form ceramic particles in the low-temperature process of heat treatment at 90 to 150 °C. However, referring to M4 to M6, it can be confirmed that bioceramics particles can be produced under a low temperature process when the reaction rate is controlled by pretreatment with 0.01 to 0.2 parts by weight of sodium dibasic phosphate for an average particle diameter range of 0.8 to 3.3 μm. can In addition, referring to M2 and M3, it was confirmed that the reaction activity did not appear when the content of the dibasic sodium phosphate was less than a certain range, and that the reaction did not occur when the content exceeded a certain amount like M7. Therefore, it can be confirmed that bioceramic particles can be produced in a low temperature range by controlling the particle diameter and the reaction rate using dibasic sodium phosphate.

[실험예 2: 바이오 세라믹스의 물성 개선 실험][Experimental Example 2: Experiment on improving physical properties of bioceramics]

대기압 플라즈마 전처리를 통하여 물성 향상여부를 평가하기 위하여 상기 M3와 함께, M3의 공정을 기반으로 반응단계 전에 대기압 플라즈마를 처리한 공정(M3P공정)으로 반응을 진행하여 생성물을 수득하였다. 상기 M3P공정은 반응단계(S3) 전에 대기압 플라즈마를 처리단계를 추가한 것 외에 S3와 동일하게 조건으로 각 단계를 진행하였다.In order to evaluate whether the physical properties are improved through the atmospheric pressure plasma pretreatment, the reaction was performed with the M3 and the atmospheric pressure plasma treatment process (M3P process) based on the M3 process before the reaction step to obtain a product. In the M3P process, each step was performed under the same conditions as in S3 except that an atmospheric pressure plasma treatment step was added before the reaction step (S3).

이후, M3 및 M3P공정의 생성물에 대하여 샘플을 채취하여 샘플 범위 내의 하이드록시아파타이트(HAp) 및 휘트록카이트(WH) 함량을 분석 및 계산하였다. 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.Thereafter, samples were taken for the products of the M3 and M3P processes, and the contents of hydroxyapatite (HAp) and witrockite (WH) within the sample range were analyzed and calculated. The results are shown in [Table 3] below.

M3M3 M3PM3P HAp : HWHAp:HW 4 : 14:1 2.3 : 12.3:1

상기 [표 3]을 참조하면, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마의 전처리 공정을 진행하는 하는 경우 HAp 및 HW의 함량이 1 : 3 내지 3: 1의 조성범위로 구성되도록 맞출 수 있다는 점을 알 수 있다. 이를 통하여 보다 생체적합성 및 물성이 우수한 바이오 세라믹스를 제공할 수 있다는 점을 확인할 수 있다.Referring to [Table 3], in the case of performing the atmospheric pressure plasma pretreatment process according to the present invention, it can be seen that the content of HAp and HW can be adjusted to be composed of a composition range of 1: 3 to 3: 1 . Through this, it can be confirmed that bio-ceramics with excellent biocompatibility and physical properties can be provided.

[실험예 3: 화합물 첨가를 통한 물성 개선 실험][Experimental Example 3: Physical property improvement experiment through compound addition]

상기 M3P의 생성물을 이용하여 합성 골 조성물을 제조하고, 치아용 모델에 적용한 뒤 몰드 성형으로 만들어진 치아 수복재에 대한 물성을 평가하였다. 또한 하기의 [표 4]와 같이 물성의 보강을 위하여 [화학식 1a]로 표시되는 첨가제 1a; [화학식 1b]로 표시되는 첨가제 1b; [화학식 1c]로 표시되는 첨가제 1c 각각을 보강재로 더 포함하는 혼합조성, 그리고 [화학식 2]로 표시되는 첨가제 2를 보강재로 더 포함하는 혼합조성을 적용하여 각각의 물성 보강 효과를 평가하였다.A synthetic bone composition was prepared using the product of M3P, applied to a dental model, and then the physical properties of a dental restoration material made by molding were evaluated. In addition, additive 1a represented by [Formula 1a] to reinforce physical properties as shown in [Table 4] below; Additive 1b represented by [Formula 1b]; The effect of reinforcing physical properties was evaluated by applying a mixed composition further comprising each of additive 1c represented by [Formula 1c] as a reinforcing material and a mixed composition further comprising additive 2 represented by [Chemical Formula 2] as a reinforcing material.

S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 S5S5 S6S6 첨가제 1aAdditive 1a -- OO -- -- -- -- 첨가제 1bAdditive 1b -- -- OO -- -- -- 첨가제 1cAdditive 1c -- -- OO -- OO 첨가제 2Additive 2 -- -- -- -- OO OO

객관적인 평가를 위하여 S1의 팽창정도, 응고시간, 강도, 접착성 및 컬러 정보를 1로 고정하고, 나머지 S2 내지 S6에 대하여 1 내지 10의 지수로 평가하였다. 상기 지수는 그 숫자가 높을수록 효과가 우수한 것이며, 1 미만으로 평가된 값은 상기 S1에 비하여 효과가 떨어지는 것이다. 그 결과를 하기의 [표 5]에 나타내었다.For objective evaluation, the degree of expansion, solidification time, strength, adhesiveness, and color information of S1 were fixed to 1, and the remaining S2 to S6 were evaluated on a scale of 1 to 10. The higher the number, the better the effect, and a value evaluated as less than 1 is less effective than S1. The results are shown in [Table 5] below.

S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 S5S5 S6S6 팽창정도degree of expansion 1One 33 2.42.4 3.13.1 1.21.2 2.62.6 응고시간coagulation time 1One 0.90.9 0.90.9 0.80.8 1.31.3 1.11.1 강도robbery 1One 33 33 55 1.11.1 77 접착성adhesiveness 1One 33 55 55 1.21.2 77 컬러color 1One 1One 1One 1One 0.80.8 1One

(단위: 지수)(Unit: Index)

상기 [표 5]를 참조하면, S2 내지 S4에 의하는 경우 강도 및 접착성이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한 팽창성이 낮아 설계된 모델링을 적용하기 용이하다는 점을 알 수 있다. 특히 S4에 의하는 경우 강도 및 접착성과 함께 팽창계수에 대한 보강효과가 우수하였다. 따라서 상기 범위에 의하는 경우 물성이 보강된 뼈 또는 치아 수복재로 제공될 수 있다.Referring to [Table 5], it can be seen that strength and adhesiveness are improved in the case of S2 to S4. In addition, it can be seen that it is easy to apply the designed modeling due to its low expansibility. In particular, in the case of S4, the reinforcing effect on the expansion coefficient was excellent along with strength and adhesiveness. Accordingly, when the material is within the above range, it may be provided as a bone or tooth restoration material with reinforced physical properties.

한편, S6의 경우 추가적인 상승효과를 확인할 수 있었다. 강도 및 접착성이 매우 높아지는 점을 확인할 수 있었다. 나타나 팽창계수에 대한 보강 효과도 매우 준수하다는 점을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the case of S6, an additional synergistic effect was confirmed. It was confirmed that the strength and adhesiveness were very high. It was confirmed that the reinforcing effect on the expansion coefficient was also very compliant.

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 made by those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also present in the present invention. falls within the scope of the rights of

Claims (7)

생선 뼈를 분쇄하여 평균 입경이 0.8 내지 3.3㎛인 분쇄물을 제조하는 분쇄단계;
상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 제2 인산나트륨을 0.01 내지 0.2 중량부로 혼합하는 반응속도 조절단계;
상기 반응속도 조절단계를 거친 분쇄물에 염화마그네슘, 유기산 및 인산 화합물을 혼합하여 수용액을 제조하는 반응단계;
상기 수용액을 130 내지 150℃로 1차 열처리한 후, 90 내지 110℃로 2차 열처리하는 열처리단계; 및
상기 열처리 단계 이후에 상기 수용액의 침전물을 분리 및 정제하는 분리단계;를 포함하는
생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법.A pulverization step of pulverizing fish bones to prepare a pulverized product having an average particle diameter of 0.8 to 3.3 μm;
A reaction rate control step of mixing 0.01 to 0.2 parts by weight of sodium phosphate dibasic with respect to 100 parts by weight of the pulverized product;
A reaction step of preparing an aqueous solution by mixing magnesium chloride, an organic acid and a phosphoric acid compound with the pulverized material subjected to the reaction rate control step;
A heat treatment step of first heat-treating the aqueous solution at 130 to 150° C. and then secondarily heat-treating at 90 to 110° C.; and
A separation step of separating and purifying the precipitate of the aqueous solution after the heat treatment step; comprising
A method for preparing a composition for tooth or bone restoration derived from fish bone. 제 1항에 있어서,
상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 혼합하는 혼합단계를 더 포함하는 것인
생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법.According to claim 1,
Further comprising a mixing step of mixing any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof with respect to the product after the separation step
A method for preparing a composition for tooth or bone restoration derived from fish bone. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 분리단계 이후에 생성물에 대하여 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 혼합하는 개질단계를 더 포함하는
생선뼈 유래의 치아 또는 뼈 수복용 조성물의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112021019189049-pat00007

(상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다. R2 및 R3는 Cl, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중 어느 하나이다.)According to claim 1,
Further comprising a reforming step of mixing the compound represented by Formula 1 below with respect to the product after the separation step
A method for preparing a composition for tooth or bone restoration derived from fish bone.
[Formula 1]
Figure 112021019189049-pat00007

(In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 2 and R 3 are either Cl, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) 제 1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 생선뼈 유래의 뼈 수복용 조성물.A composition for bone repair derived from fish bone prepared by the method according to any one of claims 1, 2 and 4. 제 1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 생선뼈 유래의 치아 수복용 조성물.Claims 1, 2 and 4 of the fish bone-derived tooth restoration composition prepared by the manufacturing method according to any one of claims. 제 5항에 있어서,
상기 조성물은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 콜라겐, 알긴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하는 것인
생선뼈 유래의 뼈 수복용 조성물.According to claim 5,
The composition further comprises any one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate (PMMA), collagen, alginic acid, and mixtures thereof.
A composition for bone repair derived from fish bones.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140308364A1 (en) 2011-11-16 2014-10-16 The University Of North Carolina At Chapel Hill Gelatinous hydroxyapatite-nanocomposites
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102113561B1 (en) 2018-03-27 2020-05-21 전남대학교산학협력단 Manufacturing apparatus for bone grafting material and manufacturing method using that
KR102316879B1 (en) 2018-07-27 2021-10-26 서울대학교 산학협력단 Scaffold for regenerating periodontal tissue containing horse bone-derived nanoceramics and PCL and its manufacturing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140308364A1 (en) 2011-11-16 2014-10-16 The University Of North Carolina At Chapel Hill Gelatinous hydroxyapatite-nanocomposites
KR101570832B1 (en) 2013-09-09 2015-11-20 주식회사 본셀바이오텍 Bone graft substitute using cuttlefish bone and method for preparing thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Danial Barati et al., "Effect of Organic Acids on Calcium Phosphate Nucleation and Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells on Peptide Functionalized Nanofibers." Langmuir (2015), Vo*
Leonard Bauer et al. "Bone-mimetic porous hydroxyapatite/whitlockite scaffolds: preparation, characterization and interactions with human mesenchymal stem cells." J. Mater. Sci(2020), Vol.56 no. 5, pp*
Mark T et al., "Effects of Na2HP04 and NaH2P04 on hydroxyapatite formation ." Journal of Biomedical Materials Research (1993), Vol. 27, pp. 1095-1102*

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