KR970004592B1 - Artificial bone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자연골치환형 인공골과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a natural bone substituted artificial bone and a method of manufacturing the same.
특히 본 발명은 콜라겐과 탄산아파타이트로부터 제조된 자연골치환형 인공골및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 동물의 조직이나 사람의 탯줄에서 추출된 I형 콜라겐과 탄산아파타이트로부터 제조된 자연골치환형 인공골 및 그 제조방법에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a natural bone substituted artificial bone produced from collagen and apatite carbonate and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a natural bone substituted artificial bone produced from collagen type I and carbonate apatite extracted from an animal tissue or human umbilical cord and a method of manufacturing the same.
사람이나 동물의 치아나 뼈는 인산칼슘으로 이루어져 있으며, 생체와의 친화성에 있어서는 이 물질만큼 뛰어난 물질은 없다. 그러나 이 인산칼슘은 통상의 것으로서는 매우 취약하여 부스러지기 쉬운 단점이 있다. 사람이나 동물의 치아나 뼈에 있어서는 섬유소인 콜라겐이 인산칼슘 속에서 방직물이나 콘크리트 속에서의 철근과 같은 역할을 하여 인산칼슘이 파손되는 것을 막아주고 있는 것이다. 치아나 뼈는 사람이 성장하고 노화함에 따라서 뼈에서 콜라겐이 빠져나가서 뼈가 취약해지거나, 뼈에 손상을 받거나 충치 등으로 인하여 치아가 손상을 받아서 자연적으로 빠져버리거나 또는 인공적으로 빼어 버려야 하는 경우가 자주 발생하고 있다. 이 경우에는 인공적으로 치아나 뼈의 형상으로 성형하거나 또는 보강재를 사용하여 이식(inplant)하여야 한다.The teeth and bones of humans and animals are composed of calcium phosphate, and no substance is as good as this in terms of affinity with living organisms. However, this calcium phosphate is very weak as a conventional one has a disadvantage of brittle. In the teeth and bones of humans and animals, collagen, a fibrin, acts like a reinforcing bar in textiles or concrete in calcium phosphate to prevent calcium phosphate from being damaged. Teeth or bones often lose collagen from bones as a person grows and ages, making the bones vulnerable, damaged, decayed, decayed, damaged, decayed, or otherwise pulled out naturally or artificially. It is happening. In this case, it may be artificially molded into the shape of teeth or bones or implanted using reinforcement materials.
이러한 인공뼈나 인공치근은 다음과 같은 필요조건을 지니고 있어야 한다.These artificial bones or tooth roots must have the following requirements.
첫째 : 독성이 없어야 할 것.First: To be nontoxic.
둘째 : 적당한 물성을 가지고 있고, 체택에서 장시간 취약화하지 않아야 할것.Secondly, it should have proper physical properties and not be vulnerable for a long time in the house.
셋째 : 생체조직과 친화성이 좋아야 할 것.Third: Should have good affinity with living tissue.
이러한 조건을 만족시키는 물질에 관한 연구가 계속적으로 이루어지고 있다. 현재 까지는 이러한 인공치근이나 인공골 등으로서는 금속, 플라스틱 및 세라믹스 등 모든 분야에서 여러가지 종류의 소재가 사용되어 왔다. 그 예를 다음에 열거한다.There is a continuous research on substances that satisfy these conditions. Until now, various kinds of materials have been used in all fields such as metal, plastic, and ceramics as the artificial tooth or artificial bone. Examples are listed below.
1) 금속 티타니움 : 이 금속은 자원적으로 풍부하고 가볍고 내식성이 우수하여 생체 친화성이 비교적 좋다.1) Metal Titanium: This metal is abundant in resources, light in weight and excellent in corrosion resistance, so it has a relatively good biocompatibility.
2) 생체활성 유리 : 바이오글라스(Bioglass)라고도 불리워지며 골에 이식되는 유리의 표면에 인산칼슘의 박막을 석출시켜서 사용된다.2) Bioactive glass: Also called Bioglass, it is used by depositing a thin film of calcium phosphate on the surface of glass implanted into bone.
3) 카본 : 인공치근은 유리형 카본 등이 알려지고 있다.3) Carbon: Artificial roots are known as free carbon.
4) 알루미나 : 세라믹스는 일반적으로 미세한 입자가 소결된 다결정이며 이들은 모두 압축응력은 강하나 인장강도가 약한 취약한 재료이다. 알루미나는 이러한 결점을 개량하여 등장한 단결정 알루미나가 사용되고 있다.4) Alumina: Ceramics are generally polycrystalline sintered with fine particles, all of which are weak materials with strong compressive stress but weak tensile strength. As the alumina, a single crystal alumina is used, which has been developed by improving these drawbacks.
5) 지르코니아 : 지르코니아는 결정학적으로 3종이 있으며, 상전이시에 체적의 변화를 수반하기 때문에 자체 붕괴하여 그대로는 사용할 수 없다. 따라서 지르코니아에 산화잇트륨, 산화칼슘, 산화마그네슘 등을 가하여 안정화시켜서 사용된다.5) Zirconia: There are three kinds of zirconia crystallographically. It cannot be used as it is due to its own decay because it involves volume change during phase transition. Therefore, it is used to stabilize it by adding yttrium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, etc. to zirconia.
6 ) 하이드로시 아파타이트(HAP) : 하이드록시아파타이트의 세라믹스를 이식하면 이 소결체는 흡수되지 않고 동시에 섬유성 피막에 의한 피포도 일어나지 않는다.6) Hydrocypatite (HAP): When the ceramics of hydroxyapatite are implanted, the sintered body is not absorbed and at the same time, the coating by the fibrous coating does not occur.
7 ) 인산칼슘(TCP) : 인산칼슘은 하이드록시아파타이트와 마찬가지로 인산칼슘이지만 결정구조는 전혀 다르며, 용해성도 어느정도 크고 생체내에서 점차로 흡수된다.7) Calcium Phosphate (TCP): Like hydroxyapatite, calcium phosphate is calcium phosphate, but its crystal structure is completely different, its solubility is somewhat large, and it is gradually absorbed in vivo.
최근에는 다른 성분을 첨가하여 소결성이나 물성을 개선하는 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 세라믹스 재료들은 모두 높은 온도에서 소결하여 사용되기 때문에 부스러지기 쉬운 결점이 있다. 그 때문에 이러한 소결체 재료들은 아직까지는 임상에의 사용이 제한되어 있다.In recent years, research is being conducted to improve the sinterability and physical properties by adding other components. However, all of these ceramic materials are sintered at high temperatures and thus have a disadvantage of brittleness. For this reason, these sintered materials are still limited in clinical use.
본 발명자는 이러한 세라믹스 소재의 자연골치환형 인공골에 관하여 오랜 연구를 행하여 왔다.The present inventors have been doing a long research about such natural bone substituted artificial bone of ceramics.
본 발명자는 탄산아파타이트 소재 또는 탄산아파타이트에 약 13%(v/v)까지의 정제된 이산화규소(Sio2)를 첨가하고 여기에, 콜라겐을 작용시켜서 인공골을 제조하여 생체내에 이식하면 부스러지기 쉬운 탄산아파타이트가 부스러지지 않으며 골내에 매입후 탄산아파타이트가 재생골형성에 필요한 무기성분의 공급원으로서 작용하여 점차로 흡수되어 자연골로 완전히 치환되는 놀라운 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors add up to about 13% (v / v) of purified silicon dioxide (Sio 2 ) to the apatite carbonate material or the apatite, and the collagen is acted on to produce artificial bone, which is easily broken when implanted in vivo. Apatite carbonate does not crumble, and after embedding in bone, it was found that the amazing fact that apatite carbonate acts as a source of inorganic components necessary for regeneration bone formation is gradually absorbed and completely substituted with natural bone.
따라서 본 발명의 목적은 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에, 콜라겐을 작용시키고 이를 적당한 형태로 성형시켜서 제조된 자연골치환형 인공골을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a natural bone substituted artificial bone prepared by adding silicon dioxide to apatite carbonate or apatite carbonate, and then acting collagen and molding it into a suitable form.
본 발명의 다른 목적은 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에, 콜라겐을 작용시키고 이를 적당한 형태로 성형시켜서 제조된 자연골치환형 인공골을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a natural bone-substituted artificial bone produced by adding silicon dioxide to apatite carbonate or apatite and acting collagen and molding it into a suitable form.
본 발명자는 또한 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에, 사람의 탯줄에서 추출한 인체의 콜라겐을 작용시켜서 인공골을 제조하고 이를 인체에 이식하면 인체와의 친화성이 극히 양호하여 인체의 원래의 자연상태의 뼈로 신속하게 전환되는 놀라운 사실을 발견하였다.The inventors also added silicon dioxide to apatite carbonate or apatite carbonate, and then, by making collagen extracted from human umbilical cord to produce artificial bone and implanting it into the human body, the affinity with the human body is extremely good, Discovered the surprising fact that it quickly converted to its original natural bone.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에, 사람의 탯줄에서 추출된 인체 I형 콜라겐을 작용시키고 적당한 형태로 성형시켜서 제조된 자연골치환형 인공골을 제공하는 것이다.Therefore, another object of the present invention is to provide a natural bone substitute artificial bone prepared by adding silicon dioxide to apatite carbonate or apatite and acting on the human body type I collagen extracted from the human umbilical cord and molding it into a suitable form It is.
본 발명의 또다른 목적은 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에, 인체의 탯줄에서 추출된 인체 I형 콜라겐을 작용시키고 적당한 형태로 성형시켜서 자연치환형 인공골을 제조하는 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to add a silicon carbonate to apatite carbonate or apatite carbonate, and to act on the human body type I collagen extracted from the umbilical cord of the human body to form a suitable form to produce a natural substituted artificial bone It is.
본 발명에서는 동물의 조직에서 추출 및 정체하여 제조된 콜라겐 및 사람의 탯줄에서 추출 및 정제한 인체 I형 콜라겐을 사용하며 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가한 무기질의 량은 용량으로 70∼95%를 사용하며, 콜라겐의 사용량은 5∼30%이다.In the present invention, using the collagen produced by the extraction and stagnation in animal tissues and the human body type I collagen extracted and purified from the human umbilical cord, the amount of inorganic matter added to the silicon carbonate or apatite is 70-95 % Is used, and the amount of collagen is 5 to 30%.
본 발명에서 사용되는 이산화규소의 사용량은 전체 무기질총량의 13%(용량)까지이다.The amount of silicon dioxide used in the present invention is up to 13% (capacity) of the total inorganic amount.
다음에 본 발명을 실시예로써 더욱 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예 1Example 1
사람탯줄에서 인체 I형 콜라겐의 추출Extraction of Human Type I Collagen from Human Umbilical Cord
사람의 탯줄을 수집하여 약 4℃의 인산염완충액에 보관한다. 이 탯줄을 흐르는 증류수나 정제수로 1분간 세척한다. 세척된 탯줄을 약 0.5×0.5㎝의 크기로 잘게 자른다. 이것을 약 4℃에서 2시간 동안 생리식염수에 넣고 분당 약 300rpm의 속도로 교반하면서 세척하여 혈액성분을 제거한다. 이것을 흐르는 증류수나 정제수로 1분간 세척한다. 세척된 것을 약 4℃에서 약 4시간동안 75%의 에탄올에 침적한다. 다시 흐르는 증류수나 정제수로 1분간 세척한다. 생리식염수에 넣고 약 4℃에서 1일간 세척한다. 흐르는 증류수나 정제수로 1분간 세척한 후 초미세분쇄기에 넣고 분쇄하여 젖은 시료를 얻는다. 0.5M 초산소다 용액 : 젖은 시료를 약 6.28ml : 1g의 비율로 혼합하고 4℃에서 300rpm으로 약 24시간동안 교반한다. 20,000 X g의 크기로 약 30분간 원심분리한 다음 침전물을 얻는다. 0.5M 아세테이트 용액 6.28ml : 침전물 1g의 비율로 혼합한다 혼합용액 1ml당 효소인 펩신 156 단위(unit)를 첨가한다. 이를 24시간동안 4℃에서 300rpm의 속도로 교반한다.Collect the human umbilical cord and store it in a phosphate buffer at approximately 4 ° C. Wash this cord with running distilled or purified water for 1 minute. The washed umbilical cord is chopped to a size of about 0.5 × 0.5 cm. This was added to physiological saline at about 4 ° C. for 2 hours and washed with stirring at a speed of about 300 rpm to remove blood components. Wash this with running distilled or purified water for 1 minute. The washed is soaked in 75% ethanol at about 4 ° C. for about 4 hours. Wash again with distilled or purified water for 1 minute. Put in saline solution and wash at about 4 ℃ for 1 day. After washing for 1 minute with flowing distilled or purified water, put into an ultra-fine crusher to grind to obtain a wet sample. 0.5 M sodium acetate solution: wet sample is mixed at a ratio of about 6.28ml: 1g and stirred at 300C at 4 ° C for about 24 hours. Centrifuge for about 30 min at the size of 20,000 X g and then obtain a precipitate. 6.28 ml of 0.5 M acetate solution: 1 g of precipitate. Mix 1 ml of pepsin, an enzyme per ml of the mixed solution. It is stirred for 24 hours at 4 ° C. at 300 rpm.
27,000 X g 의 크기로 1시간동안 원심분리한다. 상층액과 1M NaCl 용액을 1 : 1의 비율로 혼합한 다음, 24시간동안 약 4℃에서 방치한다. 0.5미크론 크기의 여과막으로 여과하여 침전물을 얻는다.Centrifuge at 27,000 X g for 1 hour. The supernatant and the 1M NaCl solution are mixed at a ratio of 1: 1, and then left at about 4 ° C for 24 hours. The precipitate is obtained by filtration through a 0.5 micron filtration membrane.
별도로 2M NaCl용액을 0.05M 트리스 완충액(Tris buffer solution)에 혼합하고 pH를 7.5±0.1로 조절하여 변형된 트리스 완충액을 제조한다. 여기에 젖은 침전물 1mg당 변형된 트리스 완충액 10ml의 비율로 혼합한 다음 24시간동안 약 4℃에서 방치한 다음 27,000 X g 의 크기로 1시간 원심분리한다. 상층액 1㎎당 1㎖의 4.5M NaCl에 혼합하고 pH를 7.5±0.1로 조절한 다음 24시간 동안 약 4℃에서 방치한 다음 27,000 X g의 크기로 1시간 원심분리하여 침전물을 얻는다. 별도로 0.1N 아세테이트를 포함하는 0,7M NaCl용액을 제조하고 pH를 7.5±0.1 조절한 다음 이 용액 1ml에 침전물 1㎎의 비율로 혼합한 다음 27,000 X g의 크기로 1시간원심분리하고 약 -40℃로 냉동건조하여 인체 I형 콜라겐을 제조한다.Separately, 2M NaCl solution was mixed with 0.05M Tris buffer solution and the pH was adjusted to 7.5 ± 0.1 to prepare a modified Tris buffer. This is mixed at a rate of 10 ml of modified Tris buffer per 1 mg of wet precipitate, then left at about 4 ° C. for 24 hours and then centrifuged at 27,000 × g for 1 hour. The mixture is mixed with 1 ml of 4.5 M NaCl per 1 mg of the supernatant, the pH is adjusted to 7.5 ± 0.1 and left at about 4 ° C. for 24 hours, followed by centrifugation at 27,000 X g for 1 hour to obtain a precipitate. Separately, a 0,7M NaCl solution containing 0.1N acetate was prepared, pH was adjusted to 7.5 ± 0.1, and then mixed with 1 ml of this solution at a rate of 1 mg of precipitate, and then centrifuged at 27,000 X g for 1 hour and about -40 Freeze-drying at ℃ to prepare human type I collagen.
실시예 2Example 2
A 형 탄산아파타이트의 제조Preparation of Type A Apatite
1) 0.058M(NH4)2CO3용액과 0.12M NH4H2PO4용액을 1 : 1의 비율로 혼합한다.1) Mix 0.058 M (NH 4 ) 2 CO 3 solution and 0.12 M NH 4 H 2 PO 4 solution in a ratio of 1: 1.
2) 0.2M Ca(CH3COO)2H2O 용액을 (1)의 혼합용액의 2배를 준비한다.2) Prepare 0.2M Ca (CH 3 COO) 2 H 2 O solution twice as mixed solution of (1).
3) 1.3M CH3COONH4용액을 (1)용액과 (2)용액을 합한 량을 준비한다.3) Prepare 1.3M CH 3 COONH 4 solution (1) and (2) together.
4) (3) 용액을 맨틀히터(mantle heater)로 58℃로 가열한다.4) (3) The solution is heated to 58 ° C. with a mantle heater.
5) (1) 용액과 (2)용액을 마이크로튜브 펌프(Microtuber pump)를 이용하여 280ml/hr의 속도로 (3)용액에 공급한다.5) The solution (1) and solution (2) are supplied to solution (3) at a rate of 280 ml / hr using a microtube pump.
6) 용액의 혼합은 300rpm의 교반기를 이용한다.6) Mix the solution using a 300 rpm stirrer.
7) 용액 혼합중 NaOH용액을 공급하여 pH를 7.4로 조절한다.7) Adjust the pH to 7.4 by supplying NaOH solution during solution mixing.
8) 3,200 X g 의 속도로 원심분리한다.8) Centrifuge at 3,200 X g.
9) 침전물을 증류수나 정제수로 24시간 세정한다.9) The precipitate is washed with distilled or purified water for 24 hours.
10) 95% 질소, 58℃ 상태에서 건조한다.10) Dry at 95% nitrogen at 58 ° C.
11) 건조된 분말을 통상법으로 고온고압멸균하여 A형 탄산아파타이트를 제조한다.11) The dried powder is sterilized by high temperature and high pressure in a conventional manner to prepare A-type apatite carbonate.
실시예 3Example 3
B형 탄산아파타이트의 제조Preparation of Type B Apatite
1)∼3) <실시예 2>의 제 1, 2 및 3의 공정을 행한다.1) to 3) The first, second and third steps of <Example 2> are performed.
4) (3)의 용액을 맨틀히터(mantle heater)로 약 98℃로 가열한다.4) The solution of (3) is heated to about 98 ° C. with a mantle heater.
5) (1) 용액과 (2)용액을 마이크로튜브 펌프(Microtuber pump)를 이용하여 60ml/hr의 속도로 (3)용액에 공급한다.5) The solution (1) and the solution (2) are supplied to the solution (3) at a rate of 60 ml / hr using a microtube pump.
6) 용액의 혼합은 120rpm의 교반기를 이용한다.6) Mix the solution using a stirrer of 120 rpm.
7)∼9) 공정 : <실시예2>의 7, 8, 9공정을 동일하게 행한다.7) to 9) Steps: Steps 7, 8 and 9 of <Example 2> are performed in the same manner.
10) 95% 질소, 98℃상태에서 건조하고 통상법으로 고온고압멸균하여 B형 탄산아파타이트를 제조한다.10) Dry at 95% nitrogen and 98 ℃ and sterilize at high temperature and high pressure by usual method to prepare B-type apatite.
인공골은 다음과 같은 방법으로 제조한다.Artificial bone is manufactured by the following method.
실시예 4Example 4
비부하골결손부충전용 인공골(Unlversal Bone Defect Filler for Load-Free Regions)Unlversal Bone Defect Filler for Load-Free Regions
1) < 실시예 1>에서 얻어진 인체 I형 콜라겐을 0.001M 염산용액에 넣어서 1%(중량)의 용액을 제조한다.1) The human body type I collagen obtained in <Example 1> is put into 0.001M hydrochloric acid solution to prepare a 1% (weight) solution.
2) 4℃에서 250rpm으로 24시간 교반하여 완전히 용해시킨다.2) Completely dissolve by stirring at 250 ° C. at 4 ° C. for 24 hours.
3 ) 인체콜라겐 : <실시예 2>에서 제조된 A형 탄산아파타이트의 중량비가 14 : 86이 되도록 A형 탄산아파타이트를 (2)용액에 넣는다.3) Human collagen: A-type apatite is added to the solution (2) so that the weight ratio of the A-type apatite prepared in <Example 2> is 14:86.
4) (3)의 액을 pH 7.4가 되도록 NaOH로 조절한다.4) Adjust the solution of (3) with NaOH to pH 7.4.
5) 즉시 4℃에서 60rpm의 속도록 균일하게 30분간 혼합한다.5) Mix immediately and uniformly for 30 minutes at 60 rpm at 4 ℃.
6) 12,000 X g로 15분간 원심분리한다.6) Centrifuge at 12,000 X g for 15 minutes.
7) 25℃에서 침전물을 여러 형태의 폴리테트라불화아크릴산으로 성형한 여러형태의 성형틀에 채운다.7) At 25 ° C, the precipitate is filled into various types of molds molded from various types of polytetrafluoroacrylic acid.
8) 폴리테트라불화아크릴산으로 제조한 압절판으로 100psi의 압력으로 압박하여 성형한다.8) A press plate made of polytetrafluoroacrylic acid is molded by pressing at a pressure of 100 psi.
9) 성형물을 95% 질소, 4℃ 상태에서 245nm의 파장을 가진 자외선에서 4시간 4방면에서 조사시킨다.9) The molded product is irradiated for 4 hours and 4 hours in an ultraviolet ray having a wavelength of 245nm at 95% nitrogen and 4 ° C.
10) -40℃에서 냉동건조하여 인공물을 제조한다.10) Lyophilized at -40 ℃ to prepare an artificial.
실시예 5Example 5
중급부하골결손부충전용 인공골 (Universal Bone Defect for moderate ph-ysical load bearing regions)Universal Bone Defect for moderate ph-ysical load bearing regions
1) <실시예 2>와 <실시예 3>에서 제조된 A형 탄산아파타이트와 B형 탄산아파타이트를 용적비로 약 70 : 30으로 혼합한다.1) The A-type apatite and the B-type apatite prepared in <Example 2> and <Example 3> are mixed at a volume ratio of about 70:30.
2) (1)의 혼합물을 98% H2O2용액에 용적비로 약 77 : 23 으로 혼합한다.2) Mix the mixture of (1) in a volume ratio of about 77:23 in a 98% H 2 O 2 solution.
3) (2)의 혼합물을 300rpm의 속도로 균일한 페이스트상이 되도록 혼합한다.3) The mixture of (2) is mixed to form a uniform paste at a speed of 300 rpm.
4) 25℃에서 침전물을 폴리테트라불화아크릴산으로 제조한 여러 형태의 성형틀에 채운다.4) At 25 ° C., the precipitate is filled into molds of various types made of polytetrafluoroacrylic acid.
5) 폴리테트라불화아크릴산으로 제조한 압전판으로 100psi의 압력으로 압박하여 성형한다.5) A piezoelectric plate made of polytetrafluoroacrylic acid is molded by pressing at a pressure of 100 psi.
6) 약 25℃에서 건조한다.6) Dry at about 25 ° C.
7) 고온고압 소결로에 넣는다.7) Put it in high temperature and high pressure sintering furnace.
8) 분당 50℃ 상승시켜서 830℃까지 온도를 상승시킨다.8) The temperature is raised to 830 ° C. by 50 ° C. per minute.
9) 830℃에서 5분간 온도를 유지한다.9) Maintain temperature for 5 minutes at 830 ℃.
10) 진공상태로 하여 1분간 온도를 유지한다.10) The temperature is kept in vacuum for 1 minute.
11) 진공을 제거하고 2분간 온도를 유지한다.11) Remove the vacuum and keep the temperature for 2 minutes.
12) 실온으로 온도를 자연히 낮춘다.12) Lower the temperature to room temperature naturally.
13) 실시예 1에서 제조된 인체 I형 콜라겐을 0.001M 염산용액에 넣고 1%(중량)용액을 제조한다.13) The human body type I collagen prepared in Example 1 was added to 0.001M hydrochloric acid solution to prepare a 1% (weight) solution.
14) 4℃에서 250rpm의 속도로 24시간 교반하여 완전히 용해한다.14) Completely dissolve by stirring for 24 hours at 250 rpm at 4 ° C.
15) (12)에서 얻어진 성형물을 (14)에서 얻어진 용액에 침적시킨다.15) The molding obtained in (12) is dipped in the solution obtained in (14).
16) pH 7.4되도록 NaOH로 조절한다.16) Adjust with NaOH to pH 7.4.
17) 95%질소, 4℃ 상태에서 245nm의 파장을 가진 자외선에 4시간동안 4방에서 조사시킨다.17) Irradiate ultraviolet rays with a wavelength of 245nm at 95% nitrogen and 4 ℃ for 4 hours in 4 rooms.
18) -40℃에서 냉동건조한다.18) Freeze-dry at -40 ℃.
실시예 6Example 6
중급부하골결손부위충전용 인공골 (Universal Bone Defect Filler for mod-erate physical bearing regions)Universal Bone Defect Filler for mod-erate physical bearing regions
1) <실시예 2>와 <실시예 3>에서 제조된 A형 탄산아파타이트와 B형 탄산아파타이트를 용적비로 약 70 : 30으로 혼합한다.1) The A-type apatite and the B-type apatite prepared in <Example 2> and <Example 3> are mixed at a volume ratio of about 70:30.
2) (1) 혼합물에 용적비로 약 10%의 정제된 이산화규소 분말을 첨가하고 잘 혼합한다.2) (1) Add about 10% of purified silicon dioxide powder in volume ratio to the mixture and mix well.
3) (2)의 혼합물에 98% H2O2용액에 비피비로 약 77 : 23 으로 혼합한다.3) The mixture of (2) was mixed with 98% H 2 O 2 solution in a ratio of about 77:23.
4) (3)의 혼합물을 300rpm의 속도로 균일한 페이스트상이 되도록 혼합한다.4) The mixture of (3) is mixed to form a uniform paste at a speed of 300 rpm.
5) 25℃에서 침전물을 폴리테트라불화아크릴산으로 제조한 여러 형태의 성형틀에 채운다.5) At 25 ° C., the precipitate is filled into molds of various types made of polytetrafluoroacrylic acid.
6)폴리테트라불화아크릴산으로 제조한 압전판으로 100psi의 압력으로 압박하여 성형한다.6) A piezoelectric plate made of polytetrafluorofluoric acid is molded by pressing at a pressure of 100 psi.
7) 약 25℃에서 건조한다.7) Dry at about 25 ° C.
8) 고온고압 소결로에 넣는다.8) Put it in high temperature and high pressure sintering furnace.
9) 분당 50℃ 상승시켜서 830℃까지 온도를 상승시킨다.9) The temperature is increased to 830 ° C by 50 ° C per minute.
10) 830℃에서 5분간 온도를 유지한다.10) Maintain temperature for 5 minutes at 830 ℃.
11) 진공상태로 하여 1분간 온도를 유지한다.11) The temperature is kept under vacuum for 1 minute.
12) 진공을 제거하고 2분간 온도를 유지한다.12) Remove vacuum and hold for 2 minutes.
13) 실온으로 온도를 자연히 낮춘다.13) Lower the temperature to room temperature naturally.
14) 실시예 1에서 제조된 인체 I형 콜라겐 또는 동물조직에서 추출 및 정제된 콜라겐을 0.001M 염산용액에 넣고 1%(중량)용액을 제조한다.14) Collagen extracted and purified from human type I collagen or animal tissue prepared in Example 1 was added to 0.001M hydrochloric acid solution to prepare a 1% (weight) solution.
15) 4℃에서 250rpm의 속도로 24시간 교반하여 완전히 용해한다.15) Completely dissolve by stirring for 24 hours at 250 rpm at 4 ° C.
16) (13)에서 얻어진 성형물을 (15)에서 얻어진 용액에 침적시킨다.16) The molding obtained in (13) is dipped in the solution obtained in (15).
17) pH 7.4되도록 NaOH로 조절한다.17) Adjust with NaOH to pH 7.4.
18) 95%질소, 4℃ 상태에서 245nm의 파장을 가진 자외선에 4시간동안 4방에서 조사시킨다.18) Irradiate UV light with a wavelength of 245nm at 95% nitrogen and 4 ℃ for 4 hours in 4 rooms.
19) -40℃에서 냉동건조한다.19) Freeze-dried at -40 ℃.
본 발명의 방법으로 탄산아파타이트 또는 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가하고 여기에 콜라겐을 작용시켜서 제조된 자연골치환형 인공골은 통상으로 사용되는 인공골로 현재에 사용되고 있는 세라믹 소재의 인공골과 그 물성을 비교하면 다음 표 1과 같다.The natural bone substituted artificial bone produced by adding silicon dioxide to apatite carbonate or apatite and collagen by the method of the present invention is a commonly used artificial bone. It is shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
본 발명의 인공골과 기존의 인공골의 물성 비교Comparison of physical properties of artificial bone of the present invention and conventional artificial bone
* HCP : 하이드록시 아파타이트* HCP: hydroxy apatite
** TCP : 트리칼슘 포스페이트** TCP: Tricalcium Phosphate
즉 천연골을 제외한 인공골결손부보충재로서 지금까지는 무기질로만으로 구성된 하이드록시아파타이트나 트리칼슘포스페이트 및 산호출 매입하거나 유기질인 콜라겐 성분만을 매입하여 골결손부위를 충전하여 왔다. 그러나 본 발명의 방법에 의하여 탄산아파타이트 및 탄산아파타이트에 이산화규소를 첨가시키고 여기에 콜라겐을 작용시켜서 제조된 자연골치환영 인공골은 다음과 같은 특징이 있다.That is, as an artificial bone defect supplement except natural bone, until now, hydroxyapatite or tricalcium phosphate and coral extracts composed only of minerals have been purchased or organic collagen components have been purchased to fill bone defects. However, the natural bone replacement artificial bone produced by adding silicon dioxide to apatite and apatite carbonate by the method of the present invention and collagen to it has the following characteristics.
1. 천연골조직내의 최다 무기질 성분인 탄산아파타이트와 최다 유기질 성분인 콜라겐을 복합화하여 생체골의 조성에 가깝게 모방하여 인공골을 제조하였다.1. Artificial bones were prepared by complexing the composition of apatite carbonate and collagen, which is the most inorganic component in natural bone tissue, to the composition of living bone.
2. 골내에 매입후 탄산아파타이트가 재생골형성에 필요한 무기성분의 공급원으로서 작용하며 점차 흡수되어 자연골로 완전히 치환된다.2. After embedding in bone, apatite carbonate acts as a source of inorganic components necessary for regeneration bone formation and is gradually absorbed and completely replaced with natural bone.
3. 골재생초기 섬유조직형성기간에 필요한 콜라겐섬유화기간이 미리 제공된 콜라겐에 의하여 단축되므로 골재생기간을 크게 단축시킨다.3. Collagen fibrosis period required for the initial bone regeneration period is shortened by the collagen provided in advance, greatly reducing the bone regeneration period.
4. 천연단백질인 콜라겐을 고형제로 사용함으로써 사용시 골결손부위의 형태에 알맞게 성형이 가능하다.4. By using collagen which is a natural protein as a solid agent, it can be molded to fit the shape of bone defect in use.
5. 면역성을 제거한 콜라겐을 이용하므로 천연골중 자가골을 제외한 동결건조 동종골및 이종골에 비하여 우수한 생체친화성을 가진다.5. Since collagen has been removed from immunity, it has superior biocompatibility compared to freeze-dried allogeneic bone and xenograft except natural bone in natural bone.
6. 사람의 탯줄을 사용하는 경우에는 추출한 인체 I형 콜라겐은 생체친화성이 더욱 좋다.6. If human umbilical cord is used, human body type I collagen is more biocompatible.
7. 콜라겐과 탄산아파타이트간의 결합에 수산화나트륨을 사용하여 그 결합을 더욱 좋게 하였다.7. Sodium hydroxide was used to bind collagen and apatite to make the bond more favorable.
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