KR102601368B1

KR102601368B1 - 유도 조직 재생을 위한 장력-없는 금속 워프 편직 직물에 기반한 티타늄 매트릭스

Info

Publication number: KR102601368B1
Application number: KR1020207028319A
Authority: KR
Inventors: 안톤 아나톨레비치 카잔체브; 블라디미르 안드리비치 자바루에브; 아즈랏 아우하토비치 유수포브; 엘레나 니콜라예브나 콜레스니코바
Original assignee: 티타늄 텍스타일즈 아게
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2023-11-10
Also published as: CN112040993B; EP3760239A4; BR112020017893A2; EP3760239B1; BR112020017893A8; MX2020009107A; DE112018000126B4; CN112040993A; US20210154360A1; DE112018000126T5; WO2019156588A1; CA3096015C; CA3096015A1; EP3760239A1; KR20200136932A; ES2932527T3

Abstract

본 발명은 의학 및, 보다 구체적으로 수술 및 구강 수술에 관한 것이다. 유도 조직 재생을 위한 무장력 금속 날실 편직 직물에 기반한 티타늄 매트릭스는 티타늄 스레드들로 형성된 날실-편직 직물로 만들어지고, 메시 직물의 구조는 1 차 및 파생 직조들에 기반하여 형성되고 각각 1 개 및 2 개의 티타늄 스레드로 이루어진 교번 웨일들을 갖는 결합된 겉뜨기의 2 개의-바 금속 날실 편직 직물 형태이고, 티타늄 스레드들은 윤곽진 표면을 갖는다. 기술적인 결과는: 재료에 대한 모든 부하를 제거한 후에도 임플란트의 설정된 치수를 유지하게 하는 재료의 탄성 감소 및 가소성 증가; 상처면에 대한 매트릭스의 접착력 증가; 점막 및 골 조직의 성장 본; 치과 임플란트들의 후속 삽입에 필요한 양의 골 조직의 우수한 품질 형성; 날실 편직 직물과 점막 사이의 생체역학적 비호환 가능성의 최소화; 및 외상 위험 감소이다.

Description

유도 조직 재생을 위한 무장력 금속 날실 편직 직물에 기반한 티타늄 매트릭스

본 발명은 의학 및 보다 구체적으로 수술 및 구강 수술에 관한 것이다.

다양한 타입들의 티타늄 멤브레인(membrane)들이 알려져 있다: 재흡수가능 및 재흡수불가능 막들(https://www.bebdental.it/ru/регенерация-кости/титановые-мембраны-t-barrier). 재흡수가능 멤브레인들의 단점은 골 결손이 닫혀있을 때 부종이고, 이는 상기 재흡수가능 멤브레인들을 커버하는 점막 봉합사에 장력을 야기하고, 일부 경우들에서 상처 및 골 결손의 감염을 초래하는 상처 벌어짐을 야기한다. 멤브레인의 불충분한 기계적 및 골격 기능은 결함 영역으로의 멤브레인의 중앙 부분의 탈출 및 따라서 새로운 조직을 채우는 데 필요한 공간의 부피를 감소시킨다. 콜라겐 멤브레인들의 단백질 구조는 항원성이 높고, 이는 재료 이식의 배경에 대해 발생하는 아급성 염증 반응을 야기한다. 멤브레인의 상기 단점들의 제거는 천공된 티타늄 호일(foil)을 멤브레인으로 사용함으로써 달성될 수 있다. 이런 방식으로, 티타늄 멤브레인은 결손 부위에 골 형성 및 골 형성 재료를 위한 공간을 유지하고, 장벽 역할을 함으로써 재생을 겪는 영역을 제한할 수 있다. 레이저 미세천공의 존재로 인해, 멤브레인 부위에 유체와 산소가 순환하고, 보호 세포들은 혈전과 피판 사이에서 자유롭게 이동한다. 멤브레인들은 특정 티타늄 나사들로 안정화되고, 이는 멤브레인을 완전히 닫기 위해 점막 피판의 주의깊은 봉합을 요구한다. 일반적으로, 필요한 양의 골 조직의 완전한 형성 이후 6-8 개월 후에 멤브레인들이 제거된다. 천공된 티타늄 멤브레인들의 단점들은 과도한 강성, 및 날카로운 에지들이고, 이는 종종 점막의 외상, 멤브레인 위의 조직 이영양증, 상처 벌어짐, 점막 골막 피판의 부분 괴사를 야기한다. 다공성 및 구조 강성의 부족은 이 재료가 조직에 통합하게 하고 이를 제거하기 위해 반복된 수술을 요구한다.

티타늄 섬유로 만들어진 골 조직의 유도 재생을 위한 디바이스(2013년 5월 20일에 공개된 RU128098 U1호)가 알려져 있다. 골 조직의 유도 재생 디바이스는 두께를 갖는 링으로 획득된 스폰지 형태의 멤브레인으로 이루어지며, 직경 0.1-1.5 mm의 와이어 티타늄 스레드들로 이루어지고, 칼슘 인산염 세라믹으로 커버되는 메시 플레이트는 치아들의 경부 부분의 치수들에 대응하는 구멍을 가지며, 2 개의 자유 단부들을 갖는 직경 0.5-2 mm의 와이어 티타늄 섬유는 구멍 주위에 위치되며, 점막, 연조직, 및 골로 이루어지고, 이 해결책은 후자의 성형에 적용될 수 있다. 이런 재료를 사용할 때, 직경 0.1-0.15 mm의 티타늄 스레드들과 점막 사이의 접촉은 점막의 천공 위험으로 인해 회피되어야 한다. 이런 모든 단점들은 과도한 두께와 연관되고, 그러므로 해결책 저자들에 의해 사용된 티타늄 스레드의 탄성과 연관된다. 티타늄 스레드의 특정된 두께는 충전-편직(filling-knitting) 방법으로만 다공성 재료를 획득하는 것을 허용하고, 즉, 재료는 하나의 스레드로부터 편직되고, 탄성이 제한되고, 절단시 풀리는 경향이 있는 반면, 상기 직경의 스레드로 만들어진 루프들의 과도한 무게 및 강성은 점막과 잇몸 조직에 기계적 외상 위험을 생성할 수 있다. 이런 디자인에서, 티타늄 세라믹은 티타늄 스레드들에 추가 강성을 제공한다.

또한, 유도 조직 재생을 위해 형상 기억을 갖는 편조된 티타늄 니켈화물 멤브레인이 알려져 있고, 이 멤브레인은 TH-10 합금으로 만들어진 직경 50-60 ㎛의 초-탄성 스레드들로 이루어진 메시 플레이트 형태이고, 초-탄성 스레드들은 텍스타일(textile) 기술에 의해 편조되고, 인접한 스레드들 사이의 거리는 100-200 ㎛이고, 플레이트는 폐포 돌기의 리지(ridge) 모양을 따라 구부러지고 기억 효과로 인해 주어진 모양을 유지한다(2012년 6월 20일에 공개된 RU117087 U1호). 이 디자인의 단점들은, 재료가 최적이 아닌 생물학적 비활성을 갖는 티타늄 니켈화물로 이루어진다는 것이다. 알려진 디바이스의 단점은 티타늄 합금으로 티타늄 니켈화물을 사용한다는 것이다. 저자가 설명하는 임플란트는 메시 플레이트이다(2 개의 평행 평면으로 경계가 지어진 몸체, 플레이트 두께(h = const)라 칭해지는 몸체 사이의 거리는 다른 치수에 비해 작음). 이에 기반하여, 간질 액의 자유로운 이동과 조직 생장은 일 방향(위/아래)으로만 가능한 반면, 또한 횡방향으로의 체액과 조직 생장은 기하학적 특징에 의해 제한된다. 동일한 특성이 수술후 상처의 배액에 부정적인 영향을 미치고, 상처 배출을 지연시키고 상처 감염 조건들을 생성한다는 것이 주목되어야 한다.

기술적 본질에 가장 가까운 것은 "티타늄 실크"라는 상표명으로 OOO NPF "TEMP"에 의해 제조된 티타늄 메시 임플란트(2012년 11월 10, RU121735 U1호)이며, "티타늄 실크"는 티타늄 함량이 99% 초과이고, 사용된 스레드의 두께가 0.03-0.25 mm인 VT 1-00 합금으로 만들어지고, 상기 임플란트는 조직과의 생체 적합성이 우수하고, 이는 이식시 독성, 알레르기 및 다른 부작용들을 야기하지 않는다. 재료는 그 자체가 외과적 성형에 우수한 것으로 입증되었고, 일부 연조직들에 이식할 수 있는 가능성을 갖게 된다. 임플란트들 생산을 위해 제시된 다양한 금속 날실 편직 직물 중에서, 가장 유망한 것은 65 ㎛의 스레드들로 만들어진 날실-편직 금속 직물이다. 상기 스레드들로 만들어진 메시 직물은 45-70 %의 상당한 탄성, 40-45 g/m2의 최소 표면 밀도, 및 또한 92 %에 이르는 재료의 높은 다공성을 갖는다. 또한, 날실-편직 직물의 구조는 뚜렷한 3-차원성을 가지며, 이는 또한 넓은 범위에서 제어될 수 있고, 따라서 하나의 층으로 편직될 때에도 재료의 폭과 길이뿐만 아니라, 두께도 생성된다. 재료는 피부, 피하 지방, 지방 조직, 근육, 건막, 근막 및 근육간 결합 조직의 외과적 성형에 성공적으로 사용될 수 있다. 재료의 생물학적 비활성은 GRADE 1 및 GRADE-5 티타늄 합금들(러시아어 유사 VT1.00, VT1.00 wa 및 VT6)을 사용하여 보장된다. 이 재료의 단점은, 재료가 늘려질 때 불가피하게 발생하는 재료에서의 탄성(탄력성) 변형의 존재이다. 결과적으로, 획득된 메시는 변형, 비틀림, 형태 접힘일 수 있고 인접한 구조들에 압력을 가하고, 이는 꿰매진 신체 조직의 장력을 야기한다. 재료에 존재하는 탄성 변형의 결과로, 조직들에서 욕창 발생, 섬세한 구조들을 통한 재료의 치즈-와이어링(cheese-wiring), 봉합 재료로부터 메시 찢김, 임플란트 주름이 발생할 수 있다. 이런 제한들은 구강 점막과 같은 그런 섬세한 외과적 성형 영역에서 재료의 사용을 제한시킨다. 상기 단점들은 유도 조직 재생을 위한 수술에서 재료의 사용에 대한 적응증을 제한하고, 이는 티타늄 메시의 개별 스레드들에 의해 점막을 통과하거나 천공되는 재료의 치즈-와이어링 위험을 생성한다.

청구된 본 발명은 프로토타입에 내재된 나타난 단점들을 실질적으로 극복하는 것을 가능하게 한다.

제안된 기술 해결책이 해결하는 기술적 문제는, 재료가 필요한 물리적 및 기계적 특성들을 보유한 폐포 돌기의 유도 조직 재생을 위한 수술 결과들을 향상시키는 티타늄 매트릭스의 개발이다.

기술적인 결과는 재료에 대한 모든 부하를 제거한 후에도 임플란트의 설정된 치수를 유지하게 하는 매트릭스의 탄성 감소 및 가소성 증가; 상처면에 대한 매트릭스의 접착력 증가; 점막 및 골 조직의 성장 본; 치과 임플란트들의 후속 삽입에 필요한 양의 골 조직의 우수한 품질 형성; 날실 편직 직물과 점막 사이의 생체역학적 비호환 가능성의 최소화; 및 외상 위험 감소이다.

기술적인 결과는, 유도 조직 재생을 위한 무장력 금속 날실 편직 직물에 기반한 티타늄 매트릭스가 티타늄 스레드들로 편직된 날실-편직 메시 직물로 만들어지는 반면, 메시 직물의 구조가 1 차 직조 및 파생 직조(derived weave)들에 기반하여 형성되고 각각 1 개 및 2 개의 티타늄 스레드들로 이루어진 교번 웨일(wale)을 갖는 결합된 겉뜨기의 2 개의-바 금속 날실 편직 직물 직물의 형태로 만들어진다.

산화막은 윤곽진 티타늄 스레드들의 표면에 적용된다.

산화막은 0.3-3 ㎛의 두께를 갖는다.

티타늄 스레드들은 20-80 ㎛의 직경을 갖는다.

티타늄 스레드의 윤곽진 표면은 1-10 ㎛의 변동(fluctuation)을 갖는 다양한 티타늄 스레드 직경으로 만들어진다.

금속 직물은 70-300 개의 루프 단위로 만들어진다.

금속 니트웨어(knitwear)는 2 mm 이하의 메시 크기를 갖는다.

티타늄 스레드들은 GRADE-5 합금으로 만들어진다.

도 1은 결합된 날실-편직 직조의 도면이다.
도 2a는 화학적 에칭 이후 스레드의 표면 릴리프의 예이다.
도 2b는 이온 처리 이후 스레드의 표면 릴리프의 예이다.
도 3은 티타늄 금속 날실 편직 직물들의 신축 그래프들이다.
도 4는 편직된 메시들의 제로 인장력 강성의 그래프이다.
도 5a는 처리 이전 길이방향 날카로운-뾰족 결함들을 갖는 스레드의 단면도이다.
도 5b는 처리 이후 부드러운 길이방향 결함들을 갖는 스레드의 단면도이다.
도면들에서, 포지션들은 다음을 나타낸다:
1 - 1 개의 스레드로 이루어진 웨일들;
2 - 2 개의 스레드로 이루어진 웨일들;
3, 4 - 상이한 방향들로 지향된 인터루프 플로트(float)들;
5, 6, 7, 8 - 2 개의 스레드들로 이루어진 루프들에 대한 압축력들;
9, 10 - 2 개의 스레드들로 이루어진 루프들에 대한 총 압축력들;
11, 12 - 1 개의 스레드로 이루어진 루프들에 대한 압축력들;
13 - 1 개의 스레드로 이루어진 루프들에 대한 총 압축력들;
14 - 티타늄 매트릭스에 대해 제안된 재료의 신축 그래프;
15 - "티타늄 실크" 재료에 대한 신축 그래프.

매트릭스는 예컨대 폐포 돌기에서 유도 조직 재생을 위해 설계되고, 70-300 개의 루프 단위를 갖는 0.08-0.32 mm의 두께를 갖는 날실-편직 메시 직물로 만들어지고, 직물은 20-80 ㎛의 직경을 갖는 티타늄 스레드들로 편직된다. 직물의 구조는 1 차 직조와 파생 직조에 기반하여 형성되고 각각 1 개의 티타늄 스레드와 2 개의 티타늄 스레드로 이루어진 교번 웨일(1 및 2)(도 1)들을 갖는 결합된 겉뜨기의 2 개의-바 금속 날실 편직 직물 형태로 만들어진다. 스레드들은 VT1-00, VT-1.00 wa(GRADE-1) 또는 VT6(GRADE-5) 티타늄 합금들로 만들어질 수 있다. 사용된 티타늄 스레드들은 스레드들의 높은 생물학적 비활성과 가소성을 제공하여, 조직 외상을 회피하게 한다.

직물의 구조는 필렛 구멍들이 없고, 이는 직물의 신축성을 적게 제공하고, 이는 매트릭스 형성 동안 및 수술후 기간에서 작업 동안 중요하다. 상이한 방향들로 지향되는 인터루프 플로트(3 및 4)(도 1)의 수는 상이할 것이지만, 2 개의 스레드로 이루어진 루프들에 대한 플로트들의 수는, 각각 1 개의 스레드, 4 개의 스레드 및 2 개의 스레드로 이루어진 루프의 2 배만큼 크다. 또한, 2 개의 스레드로 이루어진 루프들에서, 플로트들 및 인장력 및 압축력들(5, 6, 7, 8)(도 1)은 상이한 방향들로 지향되고, 이는, 인장력을 제거한 이후, 총 압축력의 균형을 맞춘다(9, 10)(도 1). 1 개의 스레드로 이루어진 루프들의 압축력들(11, 12)(도 1)은 총 압축력(13)을 생성하며, 이는 날실 편직 직물의 수축에 불충분한 것으로 밝혀지는 데, 이는 아래에 의해 설명된다: 첫째, 루프 골격들로부터 플로트들로 스레드의 과도한 늘어남으로 인해, 금속 날실 편직 직물의 늘어남 동안 발생하는 플라스틱 변형들에 의해; 둘째, 플로트들을 갖는, 2 개의 스레드로 이루어진 루프들 사이의 적어도 16 개의 접촉점들의 존재에 의해 - 이는 늘어날 때 스레드들을 팽팽해진 루프들 내로 과도하게 늘리는 것을 불가능하게 한다.

또한, 다른 중요한 요소는 무질서하게 퍼지는 함몰부들과 범프들(도 2a 및 도 2b)의 형태로 윤곽진 표면의 티타늄 스레드들을 획득함으로써, 편직된 금속 날실 편직 직물에 무장력 특성들을 제공하는 것이고(루프 접촉 영역에서 응력 제거), 날실 편직 직물 스레드의 직경의 일반적인 감소는 루프들의 접촉 영역의 감소를 초래한다.

윤곽진 표면의 티타늄 스레드로 무장력 금속 날실 편직 직물을 얻게 하는 기술적 프로세스들은: 파워 초음파 처리, 화학적 에칭, 전기화학적 폴리싱, 이온 처리 등이다. 이런 처리 방법들은 이미 편직된 직물의 구조에 있는 티타늄 스레드의 직경을 원래 직경의 10-35 %까지 감소시키고, 동시에 인터루프 접촉 면적을 감소시키고 인터루프 접촉 면적의 응력들을 제거하고, 이에 의해 탄성 특성들을 제거하고 금속 날실 편직 직물의 가소성을 증가시키면서, 상처 표면에 높은 접착력을 가진 다공성 구조를 형성한다. 결과적으로, "망원경 효과"가 획득된다: 인접한 루프들의 영역으로 루프들 및 인터루프 플로트들의 침투. 이 효과는 미처리된(천연) 금속 날실 편직 직물에서 관찰되지 않는다.

금속 날실 편직 직물의 무장력 특성들은 잔여 탄성 문제를 해결하고, 망원경 효과는 직물의 쉬운 펴기를 제공한다.

따라서, 도 3은 제안된 재료와 "티타늄 실크" 재료(14 및 15)의 신축 그래프를 도시하고, 여기서 P는 인장력을 도시하고, L은 늘어난 재료들의 연신율이다. 그래프들은, 연신율 Δl2 < Δl1이고, 이것이 제안된 매트릭스 재료의 탄성 변형들의 감소를 확인시키기 때문에, 제안된 재료(14)의 소성 변형이 "티타늄 실크" 재료(15)의 샘플보다 더 빨리 발생함을 도시한다. 제안된 재료에서, 탄성(탄력성) 변형 퍼센티지는 35-40 %이고, "티타늄 실크" 재료의 경우 특정된 탄성률은 45-70 %이다.

또한, 날실 편직 메시들을 늘릴 때, 제로 강성(Z)의 주기가 존재하고(도 4), 이는, 메시 직물이 저항 없이 늘려질 때 다이어그램 상의 영역이고, 여기서 Z aten은 윤곽진 스레드들을 갖는 무장력 금속 날실 편직 직물의 제로 강성이고, Z nat는 윤곽이 없는 스레드들을 갖는 천연 금속 날실 편직 직물의 제로 강성이다. 동일한 타입의 편직 및 스레드 두께의 천연 금속 날실 편직 직물과 무장력 금속 날실 편직 직물을 비교할 때, 무장력 금속 날실 편직 직물의 제로 강성 영역이 천연 재료의 제로 강성 영역보다 20% 이상인 것이 결정된다.

또한, 무장력 메시 직물의 구조에서, 스레드의 당김으로부터 스레드의 표면에 발생하는 길이방향 홈들(도 5a) 형태의 스커프 지점들은 예컨대 전기화학적 폴리싱에 의한 처리 프로세스에서 평활화된다. 처리 이후 결함들의 평활화는 도 5b에 도시된다. 내부 응력의 집중 요인들인 길이방향 결함들의 평활화는 스레드 자체의 잔류 응력을 조화시키고 메시 직물 파손 위험을 감소시킨다.

처리는 또한 1-10 ㎛의 길이를 따른 변동을 갖는 다양한 직경의 티타늄 스레드의 생성을 초래하고, 이는 또한 인터루프 갭들의 추가 자유도를 초래한다.

가소성을 더욱 높이기 위해, 0.3 내지 3 ㎛ 두께의 산화막은 무장력 금속 날실 편직 직물 표면에 적용될 수 있다. 티타늄 산화물의 적용이 슬라이딩 마찰 계수를 약 3 배 감소시키고 무장력 금속 날실 편직 직물의 반응성을 크게 증가시켜, 루프들이 서로에 관련하여 쉽게 슬라이딩하게 하고, 재료의 신장성에 긍정적인 영향을 미치는 것이 알려져 있다. 표면 산화막은 편직된 루프들 사이의 마찰, 및 또한 수반되는 부정적인 특성들(재료가 곧게 펴질 때의 파손 등)을 감소시킨다.

산화막은 윤곽진 스레드들로 만들어진 메시 직물을 필요한 용액으로 채워진 갈바닉 욕조에 일정한 전류로 소정 시간 동안 담금으로써 획득된다. 시간 및 선택된 전압에 따라, 0.3-3 ㎛의 두께를 갖는 산화막이 티타늄 스레드의 표면상에 형성된다. 이 경우, 스레드 자체의 두께는 증가하지 않는다.

산화막의 실질적인 특성은 산화물 층의 두께에 따라 상이한 컬러들을 획득할 가능성이다. 금속 날실 편직 직물 컬러의 제어는 금속 날실 편직 직물의 컬러가 점막의 컬러에 더 가깝게 조정되게 하여, 금속 날실 편직 직물로부터의 임플란트가 설치될 때 코스메틱 효과(cosmetic effect)를 개선시킨다.

날실-편직 재료에 직조의 사용은 - 직조는 1 차 및 파생 직조에 기반하고 직조 구조에 교번 웨일을 갖는 결합된 겉뜨기의 2 개의-바 날실 편직 직물이고, 웨일들은 1 개 및 2 개의 스레드로 이루어짐 - 안정화된 구조를, 탄성 변형 단계 감소 및 모든 부하들의 제거 이후 임플란트 모양의 설정된 치수들이 보존되게 하는 소성 변형들로의 조기 전환을 초래한다.

편직된 금속 날실 편직 직물은 2 mm 이하의 세포 크기를 가지며, 이는 골 충전재를 유지하기 위한 추가 요소이다.

재료에 무장력 특성을 제공하는 것은 영구 탄성 변형 문제를 완전히 해결한다. 결과적인 망원경 효과는, 직물이 저항 없이 늘어날 때 오랜 시간을 제공한다.

획득된 날실-펀직 재료의 높은 가소성은 날실 편직 직물과 점막 사이의 생체역학적 비호환 가능성을 제거하고 극히 얇은 점막의 경우에도 재료가 점막 아래에 배치되게 한다. 티타늄 메시 임플란트 "티타늄 실크"와 달리, 티타늄 매트릭스는 수술 상처 표면 위로 자유롭게 확장되고 수술 상처 표면에 뚜렷한 접착력을 제공한다; 이는 주어진 모양을 쉽게 가정하고 유지시키며, 필요한 경우 늘리기에 의해 수술 상처의 모양에 따라 모델링될 수 있다.

루프 로드(rod)들과 루프 플로트들 사이의 자유 공간에 의해 제공되는 재료의 다공성은 임플란트 내부의 생물학적 유체 침투 속도를 증가시키고, 섬유 아세포 및 조골세포에 의한 군체 형성 프로세스를 가속화하고 재료의 통합을 개선한다; 상처 표면과 접촉하여, 티타늄 매트릭스는 혈액과 상처 분비물이 즉시 스며들고 상처 표면에 뚜렷한 접착력을 나타내어, 일시적인 자체-고정을 제공하고 외과의가 핀, 마이크로-나사 등 같은 고정 엘리먼트들을 사용하는 것을 회피시킨다.

상처 표면에 대한 무장력 금속 날실 편직 직물로 만들어진 티타늄 매트릭스의 높은 접착력은 점막 골막 피판의 장력을 야기하지 않고 티타늄 메시가 배치되게 하여, 수술 상처 벌어짐 같은 빈번한 합병증을 방지한다. 동시에, 높은 다공성 구조는 상처 분비물 배출을 지연시키지 않고, 유체 누설들 및 이의 후속 감염 가능성을 제거한다.

윤곽진 표면의 스레드는 그 위에 섬유소 섬유들의 고정을 크게 개선하고, 이에 의해 새롭게 형성된 결합 조직의 공급원으로 역할을 하는 섬유아세포의 인력을 촉진시킨다.

필요하면, 임의의 요구된 크기의 티타늄 매트릭스, 예컨대 2 * 2; 2 * 3; 3 * 3 cm 등이 형성될 수 있다.

골 층의 형성 후 임플란트의 쉬운 절단은 또한 중요한 특징이다. 따라서, 티타늄 매트릭스를 제거하지 않고 치과 임플란트를 삽입하는 것이 가능하고, 이는 티타늄 멤브레인으로서 천공된 티타늄 호일을 사용하는 경우 가능하지 않다.

유도 조직 재생 수술들의 기법은 골 결손 영역에서 그 위의 연조직으로부터 골 표면의 분리 원리 및 상악 또는 하악의 폐포 돌기에 치과 임플란트의 의도된 부위 삽입에 기반한다. 이런 분리는 얇은 티타늄 메시 형태를 갖는 다공성 티타늄 매트릭스를 사용하여 해부학적 구조들(골 또는 임플란트에서 잇몸의 일부)을 서로 물리적으로 분리함으로써 수행된다.

예컨대, 폐포 리지에서 유도 조직 재생 수술에 대해 적응증을 갖는 사람들의 수술 전 계획은 티타늄 매트릭스로 커버될 조직 결함의 크기를 측정하는 것이다. 유도 조직 재생을 위한 방법은 본 형성 멤브레인 및 이종 또는 동종 하이드록시아파타이트의 과립들뿐 아니라, 많은 경우들에서 자가 골 칩들의 사용을 포함한다. 골 결손 교체시 유도 조직 재생 수술의 기법은 다음과 같다. 점막의 수평 절개선은 일반적으로 폐포 돌기의 리지를 따라 그려진다. 조직 결함의 수정이 수행되고, 이 결함은 골-대체 재료, 이종 골 크럼블(crumble)들 및/또는 자가 골로 채워진다. 이어서, 형성된 복합체는 점막 아래에 놓인 티타늄 매트릭스로 커버된다. 예컨대 잇몸 주머니를 제거하기 위해 티타늄 매트릭스만을 사용하여 결함을 폐쇄하는 것이 허용된다. 수술은 점막을 봉합하고 치은 붕대를 감는 것으로 종료된다. 트리코폴(trichopol)은 신중한 구강 위생과 함께 5-7 일 동안 처방된다. 피판과 치근 표면 사이의 멤브레인 국소화는 치근 표면에서 치주 인대 세포들의 재증식을 선호한다. 청구된 기술적 해결책은 상처 에지들의 부종과 상처 벌어짐을 제거하고, 유도 조직 재생을 위한 인체공학적 수술 기법을 제공하고, 조직 결함 전체에 걸쳐 골 대체 재료의 신뢰성 있는 고정을 보장하고, 이에 의해 이 영역의 해부학적 무결성을 복원하게 한다. 무장력 금속 날실 편직 직물로 만들어진 초경량 티타늄 매트릭스의 사용은 합병증 발생률을 감소시키고 항원성을 낮추고 재료의 생체적합성을 증가시킴으로써 수술 결과를 향상시킨다. 상기 매트릭스의 사용은 임플란트들을 위한 구멍들의 쉬운 절단, 및 신체에 재료의 장기간 존재를 위해 설계된 재료의 성질로 인해 치과 임플란트를 삽입하기 전에 수정할 필요가 없다. 청구된 매트릭스 사용의 효과는 다수의 임상 관찰에 의해 확인된다.

예 1.

46 세의 환자 E.는 중등도의 일반화 치주염 진단을 받았다. 국소 후퇴는 상악의 송곳니 영역에서 6 mm 크기이다. 구강의 전문적인 위생과 위생 관리 이후, 환자는 람피요르드(Ramfjord) 기법을 사용하여 5-12 개의 치아 영역의 상악에 피판 수술을 받았다. 점막 골막 피판의 분리 후, 육아 조직을 제거하고 5-12 개의 치근 표면을 처리하여 골 주머니들의 소파술이 수행되고, 이어서 특수 버(bur)를 이용하여, 골 조직이 프로세싱되었다. 치조골의 뚜렷한 결함 및 소형 플레이트의 상당 부분의 부재를 고려하여, 골 결함은 골 형성 재료로 채워지고 20 ㎛의 직경, 70 개의 루프 단위, 0.7 mm의 셀 크기를 갖는 티타늄 스레드들로 만들어진 무장력 날실-편직 금속 날실 편직 직물로 만들어진 티타늄 매트릭스로 커버된다. 수술 2.5 개월 후 X-ray 검사를 통해 폐포 돌기의 복원이 결정되었다. 수술의 제2 단계 후에, 필요한 부피와 충분한 골 조직 밀도가 회복되었다. 치과 임플란트들의 삽입은 평소와 같이 수행되었다.

예 2.

50 세의 환자 E.는 일반화 치주염 진단을 받았다. 치은의 연조직들의 구소 후퇴는 상악의 송곳니 영역에서 9 mm 크기이다. 구강의 전문적인 위생과 위생 관리 이후, 환자는 피판 수술을 받고 점막 골막 피판의 분리 이후, 육아 조직 제거와 함께 골 주머니들의 소파술 및 피에존-마스터(Piezon-Master) 장치를 사용한 14-16 개의 치아의 치근 표면의 치료가 수행되었다. 골형성 물질은 점액-치은 피판 아래에 배치되고, 그 후 80 ㎛의 직경, 300 개의 루프 단위 및 1 mm의 셀 크기를 갖는 티타늄 스레드들로부터 편직된 무장력 날실-편직 티타늄 금속 날실 편직 직물의 다공성 매트릭스로 커버된다. 수술 후, 치은의 연조직의 회복과 연조직들을 갖는 치아 목의 폐쇄가 결정되었다. 3 개월 후, 환자는 치과 임플란트들의 삽입을 위한 제2 단계로 초청되고, 골 조직은 완전히 회복되었고, 치과 임플란트 베드(bed) 형성이 어려움 없이 이루어졌다.

기술적 해결책은 특수 직물 직조를 결합하고 이에 무장력 특성을 제공하여 티타늄 메시의 플라스틱 특성을 증가시킴으로써 점막 아래에 배치하기 위한 티타늄 메시를 조정하는 데 있다.

1 차 및 파생 직조에 기반하여 형성되고 각각 1 개 및 2 개의 스레드로 이루어진 교번 웨일들을 갖는 결합된 단일 겉뜨기의 2 개의-바 날실 편직 직물 형태의, 날실 편직에 의해 티타늄 스레드들로부터 획득된 청구된 티타늄 매트릭스는, 재료에 대한 모든 부하들의 제거 이후 임플란트의 설정된 치수들이 보존되게 하는 구조의 더 짧은 소성 변형 기간을 갖는 안정화된 구조를 갖는다. 획득된 날실 편직 재료의 높은 가소성으로 인해, 날실 편직 직물과 점막 사이의 생체역학적 비호환 가능성이 제거되고, 이는 점막 상에 구강 또는 욕창 발생에 대한 외상 위험 없이 재료가 점막 아래에 배치되게 한다.

유도 조직 재생을 위해 낮은 탄성 및 증가된 가소성을 갖는 무장력 특성들을 갖는 티타늄 매트릭스의 사용은 상처면에 대한 접착력 증가, 점막 및 골 조직의 성장 본, 조직 장력 없이 점막 골막 피판이 놓이게 하고, 티타늄 매트릭스의 우수한 혈관 형성 및 통합을 제공하여, 이후 치과 임플란트들의 삽입에 필요한 양의 골 조직의 우수한 품질 형성을 초래하고, 이는 궁극적으로 염증 및 퇴행성 과정에서 발생하는 치주 조직의 유도 재생을 위한 수술 결과의 개선을 유도하고, 예컨대 상악 또는 하악의 폐포 돌기에서 골 조직 결핍 문제에 대한 효과적인 해결책이다.

Claims

유도 조직 재생을 위한 무장력 금속 날실 편직 직물(tension-free metal warp knit fabric)에 기반한 티타늄 매트릭스로서,
상기 매트릭스는 티타늄 스레드(thread)들로 편직된 날실-편직 메시 직물로 만들어지고, 상기 메시 직물의 구조는 1 차 직조 및 파생 직조(derived weave)들에 기반하여 형성되고 각각 1 개 및 2 개의 티타늄 스레드로 이루어진 교번 웨일(wale)들을 갖는 결합된 겉뜨기의 2 개의-바(combined, plain, two-bar) 금속 날실 편직 직물의 형태이고, 상기 티타늄 스레드는 릴리프(relief)-무질서하게 위치된 함몰부들 및 범프들을 포함하는, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 산화막이 상기 티타늄 스레드들의 릴리프 표면에 적용되는, 티타늄 매트릭스.
제2 항에 있어서, 상기 산화막은 0.3-1 ㎛ 두께인, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 상기 티타늄 스레드들의 직경은 20-80 ㎛인, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 상기 티타늄 스레드의 표면 릴리프는 다양한 직경의 상기 티타늄 스레드로 만들어지는, 티타늄 매트릭스.
제5 항에 있어서, 상기 티타늄 스레드의 상기 표면 릴리프는 1-10 ㎛의 변동(fluctuation)을 갖는 다양한 직경의 티타늄 스레드로 만들어지는, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 상기 메시 직물은 70-300 개의 루프 단위로 만들어지는, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 상기 금속 날실 편직 직물은 2 mm 이하의 메시 크기를 갖는, 티타늄 매트릭스.
제1 항에 있어서, 상기 티타늄 스레드들은 GRADE-5 합금으로 만들어지는, 티타늄 매트릭스.