KR100435419B1 - Bone-filling composition for stimulating bone-forming and bone-consolidation comprising calcium sulfate and viscous biopolymers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 골충진용 조성물에 관한 것으로서 황산칼슘(calcium sulfate) 및 점성을 갖는 폴리머를 함유하며, 신생골 형성과 골경화를 조기에 촉진시킨다.The present invention relates to a composition for bone filling, containing calcium sulfate and a viscous polymer, which promotes early bone formation and bone hardening.
Description
본 발명은 골충진용 조성물에 관한 것으로서 황산칼슘(calcium sulfate) 및 점성을 갖는 폴리머를 함유하며, 신생골 형성과 골경화를 조기에 촉진시킨다.The present invention relates to a composition for bone filling, containing calcium sulfate and a viscous polymer, which promotes early bone formation and bone hardening.
최근 자동차사고 또는 질환 등으로 골결손이 일어나는 경우가 자주 있으며 이에 따라 골결손 부분을 보완하기 위한 필요성이 대두되고 있다. 골결손 부분을 보완하기 위해서는 골이식을 하기도 하나 최근에는 골충진제가 많이 이용되고 있다. 더욱이 최근에 키를 늘이기위해 다리나, 왜소한 턱을 교정하기 위해 골신연술이 많이 행해지고 있으며 이에 따라 골충진제의 요구가 더욱 더 증대되고 있다.Recently, bone defects often occur due to an automobile accident or disease, and accordingly, a need for supplementing a bone defect portion is emerging. In order to compensate for bone defects, bone grafts may be used, but bone fillers have recently been used a lot. Moreover, in recent years, a lot of bone anesthesia is performed to correct the legs and the dwarf jaw to increase the height, and accordingly, the demand for bone filler is further increased.
골신연술이란 잡아당김(stretching)에 의해 뼈의 길이성장을 유도하는 것으로 '잡아당기는 물리적인 힘은 조직학적인 발생을 자극시킨다(Tension forces stimulate histogenesis)' 라는 원리에 기초를 두고 있는 것으로 처음에는 다리뼈의 신장을 위해 고안되었으나 최근에는 악골신장술에 많이 시행되고 있다. 악골신장술이라고 하는 것은 최근의 두개악안면외과의 발전부분중의 하나로 골 신장(골신연)장치를 후퇴된 턱뼈부위와 중안모 후퇴부위에 장착함으로써 광범위한 절골을 시행하지 않고 얼굴의 뼈를 점차적으로 움직여서 얼굴의 비율을 개선시킬 수 있는 시술이다.Osteogenesis is the induction of bone length growth by stretching, which is based on the principle of 'tension forces stimulate histogenesis'. It is designed for bone extension, but recently, it has been widely used for jaw bone extension. Jaw bone reconstruction is one of the recent developments of craniofacial surgery. By attaching a bone elongation device to the receded jawbone and the midfoot retreat, the bones of the face are gradually moved without performing extensive osteotomy. This treatment can improve the ratio of the face.
골신연술은 Ilizarov가 골신연술에 대한 생체역학적(biomechanical) 인자들을 규명한 이후로 장골(long bone)의 골결손 교정에 성공적으로 이용되어 왔다(Ilizarov GA,J. Dis. Orthop. Inst., 48(1): 1, 1988; Ilizarov GA,Clin. Ortho.,239: 263, 1989; Ilizarov GA,Clin. Ortho., 238: 249, 1989). 성공적인 골신연술을 시행하기 위해서는 골신연부에 혈액순환을 보존하고 피질골의 절골부위 양측에 외고정기를 안정되게 고정하여 골의 길이연장을 점차적으로 시행하여 골경화를 촉진시키도록 해야한다(White SH,J. Bone Join Surgery, 72-B: 350, 1990; White SH,Orthop. Clin. North. Amer., 22: 569, 1991; Fishgrund J., Paley D., Sulter D.,Clin. Orthop., 301: 31, 1994).Bone debridement has been used successfully to correct bone defects in long bones since Ilizarov identified biomechanical factors for bone debridement (Ilizarov GA,J. Dis. Orthop. Inst., 48 (1): 1, 1988; Ilizarov GA,Clin. Ortho.,239: 263, 1989; Ilizarov GA,Clin. Ortho., 238: 249, 1989). To achieve successful bone distraction, it is necessary to preserve blood circulation in the bone distraction and to stabilize the external fixator on both sides of the osteotomy of the cortical bone to promote bone hardening by gradually extending the length of bone (White SH,J. Bone Join Surgery, 72-B: 350, 1990; White SH,Orthop. Clin. North. Amer., 22: 569, 1991; Fishgrund J., Paley D., Sulter D.,Clin. Orthop, 301: 31, 1994).
골경화 기간은 신연하는 골의 부위(안면골 또는 장골), 혈행화 상태, 환자의 나이에 따라 달라질 수 있는데, 골신연 후 골경화 기간은 두개안면골에서 소아는 3주내지 5주, 성인은 6주내지 12주 소요되며, 장골에서는 나이에 관계없이 3개월내지 6개월 정도 소요된다. 따라서 두개안면골에서 골신연술을 시행할 경우 그 치료 기간은 잠재기, 골신연기, 골경화기를 포함하여 총 2개월내지 4개월이 소요되므로, 이와 같이 오랜 골경화 기간은 핀 감염 같은 합병증의 가능성을 높일 수도 있고 일상생활로의 복귀를 지연시키는 문제점이 제기되어 왔다.The duration of bone hardening depends on the site of the distracting bone (facial bone or iliac bone), the hematogenous condition, and the age of the patient.The bone hardening period after bone distraction is 3 to 5 weeks for children and 6 weeks for adults. It takes 12 to 12 weeks, and in the long bone it takes about 3 to 6 months regardless of age. Therefore, when bone reconstruction is performed on the craniofacial bone, the treatment period takes 2 months to 4 months, including latent, bone retardant, and osteosclerosis. Thus, the long bone hardening period increases the possibility of complications such as pin infection. Problems that may or may not delay the return to everyday life have been raised.
치료기간을 단축시키기 위한 골신연 후의 연구보고에서, Charls와 Sailer는 하루에 1 ㎜로 신연하는 것이 2 내지 3 ㎜ 신연하는 것보다 더 강한 생화학적, 생리학적 특성을 나타낸다고 보고하였다(Carls & Sailer,J. Craniomaxillofac Surg., 94: 152, 1994). 또한, Ilizarov는 하루에 0.5 ㎜로 신연하는 것은 미성숙골경화를 일으키고 하루에 2 ㎜로 신연하는 것은 신연된 조직에 바람직하지 않은변화를 야기하므로, 하루에 1 ㎜로 신연하는 것이 가장 좋은 결과를 얻는다고 보고한 바 있다(Ilizarov,J. Dis. Orthop. Inst., 48(1): 1, 1988; Ilizarov,Clin. Ortho239: 263, 1989). 아울러, 연속적으로 신연하는 것이 가장 적게 조직손상을 일으키고 가장 많은 모세혈관 신생과 골형성을 야기한다고 알려져 있다. 따라서, 골신연 기간과 골경화 기간을 단축시키는 것이 가능하다면 오랜 골경화 기간으로 인한 합병증의 가능성을 막을 수 있고 전체적인 치료기간을 단축시켜 환자를 조기에 일상생활에 복귀시킬 수 있을 것으로 기대된다. 이에 골신연 기간과 골경화 기간을 단축하기 위하여 골형성을 촉진하고 골경화를 촉진시키는 충진제를 사용하고 있다.In a post-distraction bone study to shorten the duration of treatment, Charls and Sailer reported that stretching 1 mm per day showed stronger biochemical and physiological properties than stretching 2-3 mm (Carls & Sailer, 1999). J. Craniomaxillofac Surg ., 94: 152, 1994). Ilizarov also notes that stretching to 1 mm per day yields the best results because stretching to 0.5 mm per day causes immature osteosclerosis and stretching to 2 mm per day causes undesirable changes to the stretched tissue. Ilizarov, J. Dis. Orthop . Inst., 48 (1): 1, 1988; Ilizarov, Clin. Ortho 239: 263, 1989. In addition, continuous stretching is known to cause least tissue damage and most capillary neovascularization and bone formation. Therefore, if it is possible to shorten the period of bone distraction and bone hardening, it is expected that the possibility of complications due to the long period of bone hardening can be prevented and the overall treatment period can be shortened to return the patient to daily life early. Therefore, in order to shorten the bone distraction period and bone hardening period, the filler is used to promote bone formation and promote bone hardening.
한편, 자가골 이식, 처치된 동종이식이나 이종이식 및 골이식 대체물(bone graft substitute)은 골형성을 자극하는 것으로 알려져 있다. 자가골 이식은 골 공동(bone cavity)이나 골결손을 채워 감염, 종양, 수술로 인한 공극(void)과 손상을 없애거나 관절유합이나 불유합골절을 치유하는 데 이용되는데, 이식된 자가골이 흡수되어 재혈행화가 이루어지면 골전구 세포(osteoprogenitor cell)가 골형성 세포(bony osteogenesis cell)로 분화되고 상기 골형성 세포의 활동이 새로운 골재생과 골결손부 치유를 일으킨다. 그러나 자가골은 채취할 수 있는 양이 제한되어 있고 공여부위에 대한 이차수술이 추가되어 이환률(morbidity)이 높다는 단점이 있다. 따라서 골형태발생 단백질(bone morphogenic protein)이나 다른 골이식 대치물 등이 신연된 부위에서 골재생을 유도하기 위해 사용되고 있으며, 이 중 골형태발생 단백질이 가장 강력한 골유도 물질로 여겨지고 있지만 매우 고가이고 구하기힘든 단점 때문에 임상적으로 사용하기에는 많은 한계가 있는 실정이다.On the other hand, autologous bone grafts, treated allografts or xenografts and bone graft substitutes are known to stimulate bone formation. Autologous bone grafts are used to fill bone cavities or bone defects to eliminate voids and injuries from infections, tumors and surgery, or to repair joint unions or nonunion fractures. When anger is made, osteoprogenitor cells differentiate into boney osteogenesis cells, and the activity of these osteogenic cells causes new bone regeneration and bone defect healing. However, autologous bone is limited in the amount that can be collected and the secondary morbidity is added to the donor site has a high morbidity (morbidity). Therefore, bone morphogenic protein or other bone graft substitutes are used to induce bone regeneration in stretched areas. Among them, bone morphogenic protein is considered to be the most powerful osteoinductive substance, but it is very expensive and difficult to obtain. Due to its disadvantages, there are many limitations in clinical use.
황산칼슘은 생체에 적합하고 혈관성장과 골형성세포의 성장을 유도하고 조기에 골을 경화시키는 골 충진제이다. 이 물질은 적합한 환경에서 신생골형성을 유도하여 정상 골구조를 제공하고, 바람직하지 않은 결합조직의 성장을 막아 골 치유시 방어막 역할도 하며 치유과정에서 뼈로 대치된다. Beeson은 황산칼슘을 개의 전두동(frontal sinus)에 주입하여 4-6개월 내에 골재생이 증진됨을 확인하였고(Beeson W.,Arch Otolaryngol, 107: 664, 1981), Pecora 등은 황산칼슘이 주입된 쥐의 하악각의 골결손 부위에서 3주 후에 부분적 또는 전부위의 골치유 효과를 보고하였다(Pecora G., Andreana S., Margarone Ⅲ JE., Covani U., Sottosanti JS.,Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radio Endod.,84: 434, 1997). Pelter는 황산칼슘이 다양한 골결손 환자에 안전하게 사용될 수 있으며 수 주 또는 수개월 내에 체내에 흡수되어 골재생이 이루어졌으며 감염된 공동 내에서의 사용이 위험을 초래하거나 합병증을 유발하지 않았다고 보고하였다(Pelter LF.,Am. J. Surg., 97(3): 311, 1959). 그러나, 종래 황산칼슘은 정제나 분말형태이므로 골결실 부위에 주입하기가 곤란할 뿐만 아니라, 주입하기 위해서는 또다른 수술적 외상이 불가피하여 환자에게 수술이 한번 더 필요하게 되고 흉터를 남기게 된다.Calcium sulfate is a bone filler that is biocompatible and induces blood vessel growth and osteoblast growth and early hardens bone. The substance induces new bone formation in a suitable environment to provide a normal bone structure, prevents the growth of undesirable connective tissue, acts as a shield for bone healing, and is replaced by bone during healing. Beeson injected calcium sulfate into the frontal sinus of dogs and found that bone regeneration was enhanced within 4-6 months (Beeson W., Arch Otolaryngol , 107: 664, 1981). Pecora et al. The effect of partial or full bone healing was reported after 3 weeks at the site of bone defect in the mandible of the mandible (Pecora G., Andreana S., Margarone III JE., Covani U., Sottosanti JS., Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol.Oral Radio Endod., 84: 434, 1997). Pelter reported that calcium sulfate could be safely used in patients with various bone defects, absorbed into the body within weeks or months, resulting in bone regeneration, and its use in infected cavities did not pose a risk or complication (Pelter LF). , Am. J. Surg ., 97 (3): 311, 1959). However, since calcium sulfate is in the form of tablets or powders, it is difficult to inject into bone loss sites, and further surgical trauma is inevitable to inject, which requires surgery once more and leaves scars on the patient.
이에, 본 발명자는 황산칼슘의 투여방법을 개선하기 위하여 노력한 결과, 황산칼슘과 점성을 갖는 폴리머를 함유하는 겔상의 조성물이 주사를 통하여 골결실부위에 손쉽게 투여될 수 있을 뿐만 아니라, 투여후에는 주변장기로 퍼지지 아니하고 골결실 부위에만 존재하며 골형성을 촉진하고 골경화를 촉진하여 골경화기간을 단축시킴을 발견하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made efforts to improve the method of administering calcium sulfate, and as a result, a gel-like composition containing calcium sulfate and a viscous polymer can be easily administered to the bone deletion site by injection, The present invention has been found to shorten the period of bone hardening by promoting bone formation and promoting bone hardening, which is present only at the site of bone deletion without spreading to an organ.
본 발명의 목적은 골결손 부위에 투여하기 쉽고 투여후에는 골결손 부위에서 오랜 기간 잔존함으로써 골형성 및 골경화를 촉진시키는 겔상의 골충진용 조성물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gel-like bone filling composition which is easy to administer to a bone defect site and which, after administration, remains for a long time at the bone defect site to promote bone formation and bone hardening.
도 1은 본 발명의 조성물의 제조에 사용된 황산칼슘염 환약의 사진이고, 1 is a photograph of calcium sulfate salt pills used in the preparation of the composition of the present invention,
도 2는 본 발명의 조성물을 이용한 골신연술시 실험동물에게 외부 고정장치를 장착한 것을 나타낸 사진이고, 2 is a photograph showing that the external fixing device to the experimental animal during bone distraction using the composition of the present invention
도 3의A는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 대조 1군에서 골신연술후 3주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선사진이고, FIG 3 A is a scanning only the carboxymethyl cellulose in the present invention radiographs showing the extent of cure after bone surgery by 3 weeks after bone distraction in 10 days the distraction control group 1 by 1 ㎜ day,
B는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 대조 1군에서 골신연술후 6주가 경과한 뒤 골경화 정도를 보여주는 방사선사진이고, B is a radiograph showing the degree of bone stiffness after 6 weeks after bone distraction in the control group 1 injected only carboxymethyl cellulose and stretched for 10 days at 1 mm per day in the present invention,
C는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 대조 2군에서 골신연술후 3주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선사진이고, C is a radiograph showing the degree of bone hardening after 3 weeks after bone distraction in the control group 2 injected with only carboxymethyl cellulose in the present invention and stretched for 5 days at 2 mm per day,
D는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 대조 2군에서 골신연술후 6주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선사진이고, D is a radiograph showing the degree of bone hardening after 6 weeks after bone distraction in the control group 2 injected only carboxymethyl cellulose in the present invention and stretched for 5 days at 2 mm per day,
도 4의A는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 황산칼슘염 1군에서 조성물을 주입한 후 3주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선사진이고, Figure 4 A is a radiograph showing the degree of bone hardening after 3 weeks after the injection of the composition from the group of calcium sulfate salt injected with the composition of the present invention and stretched for 1 day 10 mm 1 day,
B는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 황산칼슘염 1군에서 조성물을 주입한 후 6주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선 사진이고, B is a radiograph showing the degree of bone hardening after 6 weeks after injecting the composition from the group of calcium sulfate salt in which the composition of the present invention is injected and stretched for 10 days at 1 mm per day for 10 days,
도 5의A는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 황산칼슘염 2군에서 조성물을 주입한 후 3주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선 사진이고, 5ofAIs It is a radiograph showing the degree of bone stiffness after 3 weeks after the injection of the composition from the calcium sulfate salt group 2, which is injected for 2 days and stretched for 5 days at 2 mm per day,
B는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 황산칼슘염 2군에서 조성물을 주입한 후 6주가 경과한 뒤 골경화정도를 보여주는 방사선 사진이고, B is a radiograph showing the degree of bone hardening after 6 weeks after injecting the composition from the two groups of calcium sulfate salt infused with a composition of the present invention and stretched for 5 days at 2 mm per day for 5 days,
도 6의A는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 대조 1군에서 골신연술후 3주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, FIG 6 A is a photograph of the histological section of after three weeks postoperative bone distraction elapsed in the present invention carboxymethyl cellulose only 10 days injection, and by day 1 ㎜ the distraction control group 1 in,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
B는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 대조 1군에서 골신연술후 6주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, B is a photograph showing the histological cross-section after 6 weeks after bone distraction in the control group 1 injected only carboxymethyl cellulose in the present invention and stretched for 1 day 10 mm by 1 mm per day,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
C는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 대조 1군의 골신연술 부위의 가장자리에서 새로운 뼈가 형성되는 것을 헤마톡실린(hematoxylin) & 에오신(eosin) 염색으로 확인한 조직 사진이고, C was confirmed by hematoxylin & eosin staining in which the new bone is formed at the edge of the control group 1 of the bone angioplasty, which was injected with carboxymethylcellulose only and stretched for 1 day at 1 mm per day in the present invention. Organization picture,
A ; 조골세포, B ; 섬유화조직A; Osteoblasts, B; Fibrous tissue
도 7의 A는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연카르복시메틸셀룰로된 대조 2군에서 골신연술후 3주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, 7A is a photograph showing the histological cross-section after 3 weeks after bone distraction in the control group 2, which is injected with carboxymethyl cellulose in the present invention, and stretched carboxymethyl cellulose for 5 days at 2 mm per day for 5 days.
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
B는 본 발명에서 스만 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 대조 2군에서 골신연술후 6주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, B is a photograph showing a histological cross-section after 6 weeks after bone distraction in the control group 2, which was injected with Sumann in the present invention and stretched for 2 days at 2 mm per day for 5 days,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
C는 본 발명에서 카르복시메틸셀룰로스만 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 대조 2군의 골신연술 부위의 가장자리에서 새로운 뼈가 형성되는 것을 헤마톡실린 & 에오신 염색으로 확인한 조직사진이고, C is a tissue photograph confirmed by hematoxylin & eosin staining that the new bone is formed at the edge of the control group 2 bone distraction site injected only carboxymethyl cellulose in the present invention and stretched for 5 days 2 mm per day,
A ; 조골세포, B ; 섬유화조직A; Osteoblasts, B; Fibrous tissue
도 8의A는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 황산칼슘염 1군에서 골신연술 3주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, A FIG. 8 is a photograph showing the histological section of a back bone distraction alcohol 3 weeks after 10 days from the distraction calcium sulfate salt group 1 composition is by injection and day 1 ㎜ of the present invention,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
B는A의 조직학적인 단면을 헤마톡실린 & 에오신으로 염색하여 신연된 부위의 중앙이 조골세포와 섬유화조직으로 채워져 있음을 보여주는 사진이고, B is the area of the distraction by staining the histological cross-section of A with hematoxylin eosin and the middle filled with photographs to show that osteoblasts and fibrous tissue,
A ; 조골세포, B : 섬유화조직A; Osteoblasts, B: fibrotic tissue
C는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 1 ㎜씩 10일간 신연된 황산칼슘염 1군에서 골신연술 6주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, C is a photograph showing a histological cross-section after 6 weeks of bone distraction in a group of calcium sulfate salts in which the composition of the present invention is injected and stretched for 10 days at 1 mm per day for 10 days,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
D는C의 조직학적인 단면을 헤마톡실린 & 에오신으로 염색하여 신연된 부위 전반에 걸쳐 신생골이 형성되어 있음을 보여주는 사진이고, D is a picture showing the formation of new bone throughout the stretched area by staining the histological section of C with hematoxylin & eosin,
도 9의 A는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 황산칼슘염 2군에서 골신연술 3주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, 9A is a photograph showing a histological cross-section after 3 weeks of bone distraction in a group of calcium sulfate salts injected with the composition of the present invention and stretched for 2 days by 2 mm for 5 days,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
B는A의 조직학적인 단면을 헤마톡실린 & 에오신으로 염색하여 신연된 부위가 섬유대로 연결되어 있고 가장자리에서 조골형성이 일어남을 보여주는 사진이고, B is a photo showing the histological section of A stained with hematoxylin & eosin, and the stretched area is connected to the fibrous band and osteoblast formation occurs at the edge.
C는 본 발명의 조성물이 주사되고 하루 2 ㎜씩 5일간 신연된 황산칼슘염 2군에서 골신연술 6주가 경과한 뒤의 조직학적인 단면을 보여주는 사진이고, C is a photograph showing the histological cross-section after 6 weeks of bone distraction in the group of calcium sulfate salts in which the composition of the present invention is injected and stretched for 5 days at 2 mm per day for 5 days,
화살표 ; 처음 절단 부위arrow ; First cut
D는C의 조직학적인 단면을 헤마톡실린 & 에오신으로 염색하여 신연된 부위의 절반정도에서 신생골이 형성되었음을 보여주는 사진이다. D is a photograph showing the formation of new bone in about half of the stretched area by staining the histological section of C with hematoxylin & eosin.
A ; 조골세포, B ; 섬유화조직A; Osteoblasts, B; Fibrous tissue
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 황산칼슘 및 점성을 갖는 폴리머를 함유하는 겔상의 골충진용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gel-like bone filling composition containing a calcium sulfate and a viscous polymer.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 골형성 및 골경화 촉진에 사용하는 용도를 제공한다.The present invention also provides a use of the composition for promoting bone formation and bone hardening.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 황산칼슘 및 점성을 갖는 폴리머를 함유하는 겔상의 골충진용 조성물을 제공한다.The present invention provides a gel-like bone filling composition containing calcium sulfate and a viscous polymer.
본 발명의 조성물은,The composition of the present invention,
a) CaSO490∼99 중량% 및 CaCO3, MgCO3및 CaCO3·MgCO31∼10 중량%로 구성되는 혼합물 20∼80 중량%; 및a) 20-80% by weight of a mixture consisting of 90-99% by weight CaSO 4 and 1-10% by weight of CaCO 3 , MgCO 3 and CaCO 3 .MgCO 3 ; And
b) 점성을 갖는 폴리머 80∼20%로 구성된다.b) 80 to 20% of a viscous polymer.
본 발명의 조성물은 CaSO4를 주성분으로 하여 CaCO3, MgCO3, CaCO3·MgCO3및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 하나이상의 무기염을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 전체 무기염의 중량에 대해 CaSO490∼99 중량% 및 CaCO3, MgCO3, CaCO3·MgCO31∼10 중량%로 구성되는 것이 바람직하며, CaSO498~99 중량%, CaCO30.3~1 중량%, MgCO30.3~1 중량% 및 CaCO3·MgCO30.5∼1 중량%를 함유하는 조성물이 더욱 바람직하다. 황산칼슘은 비용이 저렴한 골충진제로서 특별히 정제된 순도가 높은 상태로 통상 가루나 환약의 형태로 공급된다(도 1참조). 상기 황산칼슘의 가장 큰 장점은 신생골 성장에 병행하는 흡수율인데, 황산칼슘이 흡수될 때 신생골이 해부학적 성상과 구조적 특성을 회복하게 된다. 또한, 상기 황산칼슘은 흡수성이 뛰어나고 염증성 반응을 나타내지 않아 비교적 안전한 물질이다.The composition of the present invention may further include one or more inorganic salts selected from the group consisting of CaCO 3 , MgCO 3 , CaCO 3 · MgCO 3 and mixtures thereof based on CaSO 4 . According to an embodiment of the present invention is preferably composed of 90~99% CaSO 4 and CaCO 3, MgCO 3, CaCO 3 · MgCO 3 1~10% by weight by weight based on the total weight of inorganic salt, CaSO 4 98 ~ 99 wt. yi%, CaCO 3 0.3 ~ 1 a composition containing a weight%, MgCO 3 0.3 ~ 1% by weight and CaCO 3 · MgCO 3 0.5~1% by weight is more preferred. Calcium sulfate is an inexpensive bone filler and is usually supplied in the form of powder or pills in a highly purified state (see FIG. 1 ). The greatest advantage of the calcium sulfate is the absorption rate in parallel to the growth of new bone, when the new bone is restored to the anatomy and structural characteristics when the calcium sulfate is absorbed. In addition, the calcium sulfate is a relatively safe material having excellent absorbency and does not exhibit an inflammatory reaction.
본 발명에서는 가루 형태의 황산칼슘과 점성을 갖는 폴리머를 혼합한 겔 형태의 조성물을 제조하여 이를 사용하였다. 상기에서 점성을 갖는 폴리머는 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 히알우론산(hyaluronic acid), 키토산(chitosan), 폴리아크릴산(polyacrylic acids), 폴리비닐에스테르(polyvinyl ehters), 폴리스티렌(polystyrenes), 셀룰로스 에테르(cellulose ethers), 셀룰로스 에스테르(cellulose esters), 전분(starches) 및 다당류(polysaccharides)로 구성되는 군으로부터 선택되어 사용될 수 있다. 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 점성을 갖는 폴리머로 카르복시메틸셀룰로스를 사용한 경우를 예시하였다.In the present invention, a gel-type composition in which powdered calcium sulfate and a viscous polymer were mixed was used and prepared. Viscosity polymers are carboxymethylcellulose, hyaluronic acid, chitosan, polyacrylic acids, polyvinyl ehters, polystyrenes, cellulose ethers. ), Cellulose esters, starches and polysaccharides. In the present invention, a case where carboxymethyl cellulose is used as a polymer having viscosity as a preferred embodiment is illustrated.
상기 가루 형태의 황산칼슘과 점성을 갖는 폴리머를 혼합한 조성물에서 황산칼슘과 점성을 갖는 폴리머의 비율은 20:80 내지 80:20인 것이 바람직하며 50:50의 정량으로 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.In the composition in which the powdered calcium sulfate and the viscous polymer are mixed, the ratio of the calcium sulfate and the viscous polymer is preferably 20:80 to 80:20, more preferably 50:50.
본 발명의 겔 형태의 조성물을 제조하기 위한 바람직한 실시예로서 점성을 갖는 폴리머로 사용된 카르복시메틸셀룰로스로는 폴리카르복시메틸에테르(polycarboxymethyl ether of cellulose)의 나트륨염(sodium salt)이 사용될 수 있다. 상기 카르복시메틸셀룰로스 나트륨염은 흰색, 크림색 등의 다양한 색깔을 나타내는 무취의, 흡습성의(hygroscopic) 분말이며 기제 물질로 사용되고 현탁제나 유액제로 이용된다.As a preferred embodiment for the preparation of the composition of the gel form of the present invention as a carboxymethyl cellulose used as a viscous polymer may be used a sodium salt of polycarboxymethyl ether of cellulose. The carboxymethylcellulose sodium salt is an odorless, hygroscopic powder exhibiting various colors such as white, cream color, used as a base material, and used as a suspending agent or emulsion.
또한 카르복시메틸셀룰로스는 종래부터 회장누공 설치술(ileostomy)이나 결장조루술(colostomy)시 보호제로 이용되기도 하는 등 인체에 무해한 물질로 알려져 있다(Raynolds JEF.,Martindale., The Extra Pharmacopoeia.,29: 1433, 1989).Carboxymethylcellulose is also known to be harmless to the human body, such as conventionally used as a protective agent during ileostomy or colostomy (Raynolds JEF., Martindale., The Extra Pharmacopoeia., 29: 1433, 1989).
본 발명자들은 상기 황산칼슘과 점성을 갖는 폴리머의 혼합물을 18게이지 주사침을 이용하여 신연된 부위에 주입하였는데, 상기 방법은 황산칼슘의 주입이 간단하고 용이하며 시간이 절약되고 이차적인 수술을 필요로 하지 않기 때문에 수술 흉터를 피할 수 있다. 본 발명의 조성물은 주입하고 3주 후에 왕성한 광화작용(mineralization)으로 신생골 형성을 촉진하였고 6주 후에는 광범위한 신생골 형성을 나타내었다. 또한, 상기 조성물은 골신연된 부위에 주입된 후 서서히 흡수되어 황산칼슘만 남게 되고 골재생에 아무런 영향을 끼치지 않으며 염증성 반응을 나타내지 않아 비교적 안전한 물질로 판단되었다.The present inventors injected a mixture of calcium sulfate and a viscous polymer into the stretched area using an 18-gauge needle, which is simple and easy to inject calcium sulfate and does not require time-consuming secondary surgery. Because you can avoid surgical scars. The composition of the present invention promoted new bone formation with vigorous mineralization three weeks after injection and showed extensive new bone formation after six weeks. In addition, the composition was slowly absorbed after being injected into the bone distracted site, leaving only calcium sulfate, no effect on bone regeneration, and no inflammatory response.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 골형성 및 골경화 촉진에 사용하는 용도를 제공한다.The present invention also provides a use of the composition for promoting bone formation and bone hardening.
본 발명자들은 본 발명의 골충진용 조성물이 상기와 같은 용도로 사용될 수 있는지 확인하기 위하여 개의 하악에서 골신연술시 조기 골경화에 대한 조성물의 효과를 조사하였다.The present inventors investigated the effect of the composition on early bone hardening during bone distraction in the mandibular canine in order to determine whether the composition for bone filling of the present invention can be used for such use.
그 결과, 3주 및 6주째 찍은 방사선 사진에서 하루 2 ㎜씩 신연한 대조군(대조 2군)을 제외한 모든 군에서 하악골 신연 부위에서 시간의 경과에 따라 진행되는 석회화(calcification)를 관찰할 수 있었으며, 신연된 하악골편 사이에 방사선 투과영역(radiolucent zone)을 두고 양측 하악골편에 접하여 방사선 촬영 기간과 각 군에 따라 다른 경화된 구역이 있었다. 골신연 후 3주째에는 대조군과 하루에 2 ㎜씩 신연한 조성물 2군에서 방사선 비투과영역(radiodense zone)이 거의 관찰되지않았으나, 하루에 1 ㎜씩 신연한 조성물 1군에서는 상당한 양이 관찰되었다. 6주째에는 방사선 비투과영역이 신연된 부위의 중앙으로 점차적으로 연결되는 소견이 대조 1군과 조성물 1, 2군에서 관찰되었는데, 조성물 1군이 가장 많은 방사선 비투과 소견을 보였으며, 대조 2군에서는 거의 관찰되지 않았다(도 3내지도 5참조).As a result, in the radiographs taken at 3 and 6 weeks, calcification progressed over time in the mandibular distraction area in all groups except the control group (control group 2) 2 mm per day. There was a radiolucent zone between the stretched mandibular fragments and abutmented bilateral mandibular fragments with different cured zones in each group. At 3 weeks after bone distraction, radiodense zones were hardly observed in the control group and the composition 2 group stretched 2 mm per day, but a significant amount was observed in the group 1 stretched 1 mm per day. At week 6, there was a gradual linkage of the radiopaque area to the center of the distracted area in the control group 1 and the composition 1 and 2 groups, with the composition 1 group showing the most radiopaque findings. was not observed (see Figs. 3 to 5).
또한 조직학적 검사 결과, 대조 1군에서는 3주째에 신연된 부위의 가장자리에 부분적으로 유골(osteoid)을 형성하는 조골세포(osteoblast)와 중앙부에 많은 섬유화 조직이 관찰되었으며(도 6a참조) 6주째에는 신연된 부위에 신생골이 3주째보다는 더 많이 관찰되었으나, 중앙부에는 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 6b및도 6c참조). 대조 2군에서는 신생골이 신연된 부위의 일부분에서만 관찰되었으며 거의 대부분이 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 7참조).As a result of the histological examination, the control group 1 showed osteoblasts, which partially form osteoids at the edges of the distracted site at 3 weeks, and many fibrotic tissues at the center (see FIG. 6A ) . More new bone was observed in the stretched area than at 3 weeks, but the center was filled with fibrotic tissue ( see FIGS. 6B and 6C ). In control group 2, new bone was observed only in a portion of the distracted area and was almost filled with fibrotic tissue (see FIG. 7 ).
반면, 조성물 1군에서는 3주째에 많은 활동적인 조골세포들이 신연된 부위의 가장자리와 중앙부에서 관찰되었으며, 신생골과 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 8a및도 8b참조). 6주째에는 신연된 부위 전반에 걸쳐 형성된 신생골이 정상 피질골과 비슷하게 분포하였다(도 8c및도 8d참조). 조성물 2군에서는 3주째에 신연된 부위가 섬유대로 연결되어 있었으며, 가장자리에 골신생 소견이 관찰되었다(도 9a및도 9b참조). 6주째에는 신연된 부위의 반 정도에서 신생골이 형성되어 있었다(도 9c및도 9d참조).On the other hand, in the composition 1 group, many active osteoblasts were observed at the edge and the center of the distracted site at 3 weeks and filled with new bone and fibrotic tissue (see FIGS . 8A and 8B ). At 6 weeks, new bone formed throughout the distracted area was distributed similarly to normal cortical bone (see FIGS . 8C and 8D ). In the composition 2 group, the stretched site was connected to the fibrous band at 3 weeks, and bone formation was observed at the edge (see FIGS . 9A and 9B ). At 6 weeks, new bone was formed at about half of the distracted site (see FIGS . 9C and 9D ).
상기에서 확인한 바와 같이 하루에 2 ㎜씩 신연한 조성물 2군이 1 ㎜씩 신연한 조성물 1군보다 골형성이 적게 되었으며 임상적으로 하루에 1 ㎜씩 신연하는 것이 유용할 것으로 사료된다. 상기 결과는 임상적으로 더 빠른 신연율이 전반적인 치료 기간을 단축시킨다는 기존의 신연율에 대한 연구결과와 일치하는 것이다.As confirmed above, 2 mm stretched composition 2 groups per day had less bone formation than 1 mm stretched composition 1 group, and clinically, 1 mm stretch per day is considered useful. The results are in line with previous studies on elongation rates in which clinically faster elongation rates shorten the overall duration of treatment.
대조 1군에서는 신연후 6주째까지 신연된 부위가 신생골로 완전히 대치되지 않았으며 신연된 부위의 대부분이 중앙의 섬유화부위와 가장자리의 골화부위로 나타났다. 따라서, 상기 결과와 기존의 Califano 및 Komuro의 결과로 보아(Califano L, Cortese A, Zupi A, Tajana G,J. Oral Maxillofac. Surg.,1994, 52, 1179; Komuro Y, Takato T, Harii K, Yonemara Y,Plast. Reconstr. Surg.,1994, 94, 152) 골경화 기간은 최소 6주 이상이 바람직하며, 신연 골생성시 신연 속도는 빠를수록 골연장에 소요되는 기간을 단축시킬 수 있고 이로 인한 환자의 고통이나 수술의 합병증 등을 줄일 수 있으므로 골형성에 지장을 주지 않는 한 그 속도는 빠를수록 바람직하리라 생각된다.In the control group 1, the distracted area was not completely replaced by the new bone until 6 weeks after distraction, and most of the distracted area was the central fibrosis and the marginal ossification. Thus, as a result of the above and conventional Califano and Komuro (Califano L, Cortese A, Zupi A, Tajana G, J. Oral Maxillofac. Surg. , 1994 , 52, 1179; Komuro Y, Takato T, Harii K, Yonemara Y, Plast.Reconstr . Surg. , 1994 , 94, 152) The duration of bone hardening is preferably at least 6 weeks, and the faster the rate of distraction, the shorter the time required for bone extension. Since the pain and complications of the patient can be reduced, the faster the speed is, the better it is, unless it interferes with bone formation.
일반적으로, 신연된 골은 약간 흡수되는 경향이 있어 보통 10 내지 20%의 과신연이 권장되고 있다. 그러나 과신연의 정도에 대한 정확한 자료가 없으며 과신연의 정도는 수술자의 경험에 의해 결정되고 있는 실정이다. 이러한 신연된 골의 흡수는 신연된 골의 광화작용 정도에 달려있다고 생각되며 환자의 나이에 따라 성인에서는 완전한 골경화를 위해 골신연 후 6주에서 10주까지 기다릴 것이 권유되고 있다. 그러나, 본 발명에서는 조성물이 대조군에 비해 골재생을 더 촉진하기 때문에 과신연이 굳이 필요치 않은 것으로 판단되었다.In general, stretched bone tends to be slightly absorbed and usually 10-20% overextension is recommended. However, there is no accurate data on the degree of hyperextension and the degree of hyperextension is determined by the operator's experience. It is thought that the absorption of these stretched bones depends on the degree of mineralization of the stretched bones, and it is recommended to wait 6 to 10 weeks after bone distraction in adults according to the patient's age. However, in the present invention, because the composition promotes bone regeneration more than the control group, it was determined that overextension is not necessary.
상기의 결과로부터, 본 발명의 조성물은 골신연 후 신생골 형성과 골경화를조기에 촉진시켜 골경화 기간을 단축시키므로 매우 경제적이고 생체적합한 골충진용 조성물로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the composition of the present invention can be useful as a very economical and biocompatible composition for bone filling since it promotes new bone formation and bone hardening at an early stage and shortens the bone hardening period.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1> 골충진용 조성물의 제조Example 1 Preparation of a Bone Filling Composition
본 발명자들은 카르복시메틸셀룰로스와 황산칼슘염을 혼합한 골충진용 조성물을 제조하였다. 구체적으로 98.9 g의 CaSO4·H2O, 0.3 g의 CaCO3, 0.3 g의 MgCO3및 0.5 g의 CaCO3·MgCO3를 잘 혼화한 후, 카르복시메틸셀룰로스 100 g에 첨가하여 잘 현탁시켜 본 발명의 겔상의 조성물을 제조하였다.The present inventors prepared a composition for bone filling in which carboxymethyl cellulose and calcium sulfate salt were mixed. Specifically, 98.9 g of CaSO 4 H 2 O, 0.3 g of CaCO 3 , 0.3 g of MgCO 3 and 0.5 g of CaCO 3 · MgCO 3 were mixed well, and then added to 100 g of carboxymethylcellulose to suspend well. The gel-like composition of the invention was prepared.
<실시예 2 ∼ 실시예 7><Example 2-Example 7>
하기표 1의 구성비로 하여 실시예 1과 동일한 방법으로 겔상의 조성물을 제조하였다.To the composition on the gel was prepared in the same manner as in Example 1 by a composition ratio shown in Table 1.
<실험예 1> 골신연술의 시행Experimental Example 1 Osteotomy
본 발명자들은 본 발명의 조성물이 골신연술시 신생골형성과 골경화를 조기에 촉진시키는지 확인하기 위하여 하기와 같이 개의 하악골에서 골신연술을 시행한 후 본 발명의 조성물을 주사하여 변화를 관찰하였다.The present inventors observed changes by injecting the composition of the present invention after bone osteotomy in the dog's mandible in order to determine whether the composition of the present invention promotes new bone formation and osteosclerosis early during bone distraction. .
구체적으로 생후 5 개월된 8마리의 개를 실험동물로 사용하였으며, 그 중 4마리는 대조군, 나머지 4마리는 조성물군으로 분류하였고, 이들 대조군과 조성물군은 다시 하루에 1 ㎜씩 신연한 군(대조 1군, 조성물 1군)과 2 ㎜씩 신연한 군(대조 2군, 조성물 2군)으로 세분하였다.Specifically, eight dogs 5 months old were used as experimental animals, four of which were divided into control groups and the other four were grouped into composition groups, and these control and composition groups were further stretched by 1 mm per day. It was subdivided into the control 1 group, the composition 1 group, and the stretch group (control 2 group, the composition 2 group) by 2 mm.
개들은 전신 마취 후 기관내 삽관으로 호흡을 유지하였고 수술부위는 삭모한 후 기본적인 소독과 도포를 실시하였다. 하악골의 하단부를 따라 3-4 ㎝의 피부절개를 가한 후 교근(masseter muscle)을 들고 하악골의 외측면을 노출시켰으며, 전기톱으로 하악골 체부에 수직으로 절골술을 시행하여 하악골을 완전 절단하였다. 외고정 장치에 고정할 핀은 절골된 부위로부터 좌우로 1 ㎝되는 지점의 골편에 각각 고정하였고, 핀을 하악골 골편에 드릴로 고정시 생리 식염수로 세척하면서 고정하여 핀 고정 부위의 골이 타지 않도록 하였으며, 이 때 핀은 하악골을 겨우 관통할 만큼 박아 단단히 고정하였다. 2개의 핀을 고정한 후 골연장기구(MolinaDistractors, Wells Johnson Company)에 장착하였다(도 2).The dogs maintained breathing by endotracheal intubation after general anesthesia, and the surgical site was shaved and basic disinfection and application were performed. A 3-4 ㎝ skin incision was made along the lower end of the mandible, the masseter muscle was held to expose the outer surface of the mandible. The mandibular bone was completely cut by performing an osteotomy perpendicular to the mandibular body with a chainsaw. The pins to be fixed to the external fixation device were fixed to the bone fragments 1 cm from the left and right sides of the osteotomy site. At this time, the pin was pushed into the mandible so as to penetrate firmly. After fixing the two pins were mounted on the bone extension device (MolinaDistractors, Wells Johnson Company) ( Fig. 2 ).
5-0 바이크릴(vicryl)과 5-0 나일론(nylon) 봉합사로 절개 부위를 층층이 봉합하고 실험 동물을 마취에서 회복시켰다. 수술후 7일동안 페니실린 항생제(100,000 μg/㎏)를 12시간마다 근육 주사하였으며, 통증 완화를 위해 진통제 10 ㏄를 6시간 간격으로 경구 투여하였다. 수술 직후부터 2일째까지는 연질 식이(soft diet)를 주었고, 3일째부터 일반 식이(regular diet)로 바꾸었다. 수술 후 5일째부터 대조 1군과 조성물 1군에서는 하루에 1 ㎜씩, 총 10 ㎜가 되도록 10일간 신연하였으며, 대조 2군과 조성물 2군에서는 하루에 2 ㎜씩, 총 10 ㎜가 되도록 5일간 신연하였다.The incision site was sutured with 5-0 vicryl and 5-0 nylon sutures and the experimental animals were recovered from anesthesia. Penicillin antibiotics (100,000 μg / kg) were intramuscularly injected every 12 hours for 7 days after surgery, and 10 ㏄ analgesics were administered orally every 6 hours for pain relief. A soft diet was given from the second day immediately after surgery to the regular diet from the third day. From the 5th day after surgery, the control group 1 and the composition 1 group were stretched for 10 days to 1 mm per day, totaling 10 mm, and the control group 2 and the composition 2 group were 2 mm per day, totaling 10 mm for 5 days. Distracted.
골신연이 끝나는 날에 골신연된 부위에 상기 실시예 1에서 제조한 본 발명의 골충진용 조성물을 18게이지 주사침을 통하여 골신연된 부위에 1 ㎖ 주사하였다(도 1b). 대조군에는 카르복시메틸셀룰로스만을 1 ㎖ 골신연된 부위에 주사하였다.At the end of bone distraction, 1 ml of bone filling composition of the present invention prepared in Example 1 was injected into the bone distracted portion through an 18-gauge needle ( FIG. 1B ). In the control group, only carboxymethylcellulose was injected into the 1 ml bone distraction site.
조성물의 주입이 끝난 후 골경화와 골재생을 위해 골신연 장치를 6주간 유지하였으며, 각 군마다 1마리씩 전체 4마리를 골신연이 끝난 후 3주째, 나머지 4마리는 6주째 펜토바르비탈(pentobarbital)을 과용량(40-50 ㎎/㎏) 주사하여 희생시켰다.The bone distraction device was maintained for 6 weeks after the infusion of the composition for bone hardening and bone regeneration. Each group of 4 animals was pentobarbital at 3 weeks after the end of bone distraction and 4 weeks after the end of bone distraction. ) Was sacrificed by injection of an overdose (40-50 mg / kg).
<1-1> 방사선 검사<1-1> radiography
상기에서 골신연이 시행된 각군의 실험동물에게 매주 방사선 검사를 실시하였고 3주와 6주째 얻어진 방사선사진을 기초로 하여 골생성 및 골경화 정도를 관찰하였다.The experimental animals of each group who underwent bone distraction were weekly radiographed, and bone formation and bone stiffness were observed on the basis of radiographs obtained at 3 and 6 weeks.
그 결과도 3내지5에 나타난 바와 같이, 3주 및 6주째 찍은 방사선사진에서 대조 2군을 제외한 모든 군에서 하악골신연 부위에서 시간의 경과에 따라 진행되는 석회화를 관찰할 수 있었다(도 3내지도 5). 신연된 하악골편 사이에 방사선 투과구역을 두고 양측 하악골편에 접하여 방사선 촬영 기간과 각 군에 따라 다른 경화된 구역이 있었다. 골신연 후 3주째에는 대조군과 조성물 2군에서 방사선 비투과영역(radiodense zone)이 거의 관찰되지 않았으나, 조성물 1군에서는 상당한 양이 관찰되었다. 6주째에는 방사선 비투과영역이 신연된 부위의 중앙으로 점차적으로 연결되는 소견이 대조 1군과 조성물 1, 2군에서 관찰되었는데, 조성물 1군이 가장 많은 방사선 비투과 소견을 보였으며, 대조 2군에서는 거의 관찰되지 않았다.As a result, as shown in Figs. 3 to 5, in the radiographs taken at 3 and 6 weeks, calcification progressed over time in the mandibular distraction region in all groups except the control 2 group ( Fig. 3 to Fig . 3) . 5 ). There were radiographic zones between the stretched mandibular fragments, and bilateral mandibular fragments adjacent to each other. At 3 weeks after bone distraction, radiodense zone was hardly observed in the control group and the composition 2 group, but a considerable amount was observed in the composition 1 group. At week 6, there was a gradual linkage of the radiopaque area to the center of the distracted area in the control group 1 and the composition 1 and 2 groups, with the composition 1 group showing the most radiopaque findings. Not observed.
<1-2><1-2> 조직학적 검사Histological examination
상기에서 골신연술이 끝난 실험동물의 조직학적 검사를 위하여 전기톱을 사용하여 신연된 하악골 부위와 그 주위의 정상 골조직을 포함하여 골표본을 채취하였다. 채취된 골편을 10% 중성 포르말린에 1주일간 고정한 후 2일간 10% 질산(nitric acid)과 10% 구연산 나트륨(sodium citrate)에 탈회(decalcification)한 후 통상의 방법에 따라 탈수 및 파라핀 고정을 거쳐 4-6 ㎛의 표본을 제작하였으며, 상기 표본을 헤마톡실린-에오신(hematoxylin-eosin)으로 염색하여 광학현미경하에서 조직학적 소견을 관찰하였다.In the above, bone specimens were collected from the distal mandibular region and the normal bone tissue around the bone using a chainsaw for histological examination of the experimental animal that had been completed bone osteotomy. The collected bone fragments were fixed in 10% neutral formalin for 1 week and then decalcified in 10% nitric acid and 10% sodium citrate for 2 days, followed by dehydration and paraffin fixation according to a conventional method. A specimen of −6 μm was prepared and stained with hematoxylin-eosin to observe histological findings under an optical microscope.
그 결과, 대조 1군에서는 3주째에 신연된 부위의 가장자리에 부분적으로 유골(osteoid)을 형성하는 조골세포(osteoblast)와 중앙부에 많은 섬유화 조직이 관찰되었으며(도 6a) 6주째에는 신연된 부위에 신생골이 3주째보다는 더 많이 관찰되었으나, 중앙부에는 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 6b및도 6c). 대조 2군에서는 신생골이 신연된 부위의 일부분에서만 관찰되었으며 거의 대부분이 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 7). 반면, 조성물 1군에서는 3주째에 많은 활동적인 조골세포들이 신연된 부위의 가장자리와 중앙부에서 관찰되었으며, 신생골과 섬유화 조직으로 채워져 있었다(도 8a및도 8b). 6주째에는 신연된 부위 전반에 걸쳐 형성된 신생골이 정상 피질골과 비슷하게 분포하였다(도 8c및도 8d). 조성물 2군에서는 3주째에 신연된 부위가 섬유대로 연결되어 있었고, 가장자리에 골신생 소견이 관찰되었으며(도 9a및도 9b), 6주째에는 신연된 부위의 반 정도에서 신생골이 형성되어 있었다(도 9c및도 9d).As a result, in the control group 1, osteoblasts, which partially form osteoids at the edges of the distracted site at 3 weeks, and many fibrotic tissues were observed at the center ( FIG. 6a ). New bone was observed more than 3 weeks, but the center was filled with fibrotic tissue ( Figs. 6b and 6c ). In control group 2, new bone was only observed in a portion of the distracted area and was mostly filled with fibrotic tissue ( FIG. 7 ). On the other hand, in the composition 1 group, many active osteoblasts were observed at the edge and the center of the distracted site at 3 weeks and were filled with new bone and fibrotic tissue ( FIGS. 8A and 8B ). At 6 weeks, new bone formed throughout the distracted area was distributed similarly to normal cortical bone ( FIGS. 8C and 8D ). In the composition 2 group, stretched sites were connected to the fibrous band at 3 weeks, and bone formation was observed at the edges ( FIGS. 9A and 9B ), and at 6 weeks, new bone was formed at about half of the stretched sites ( FIG. 9c and FIG. 9d ).
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 겔 형태의 조성물은 신생골 형성을 유도하며 정상 골구조를 제공하고, 바람직하지 않은 결합조직의 성장을 막아 골 치유시 방어막 역할을 수행할 뿐 아니라 치유과정에서 뼈로 대치되므로 생체에 적합하고 혈관 성장, 골형성 세포 및 골경화를 조기에 유도하는 골충진용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the gel-like composition of the present invention induces new bone formation, provides normal bone structure, prevents the growth of undesirable connective tissues, serves as a protective film when healing bones, and replaces them with bones during the healing process. Therefore, it can be usefully used as a composition for bone filling, which is suitable for living body and induces blood vessel growth, osteogenic cells, and bone hardening.
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