KR100453289B1 - Electrolyte solution for implant surface treatment and method of implant surface treatment using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: To provide an electrolyte for implant surface treatment, with which surface-treated implant has a porous film on the surface thereof to have large specific area, and educes a large amount of hydroxy apatite crystals when being treated with hot water, a method for implant surface treating by using the electrolyte and an implant prepared by the method. CONSTITUTION: The electrolyte comprises 0.01-0.08 mol/liter of glycerol phosphate, 0.1-0.4 mol/liter of calcium acetate hydrate and 0.001-0.01 mol/liter of buffer. The method comprises the steps of (a) oxidizing anode made of titanium or titanium alloy with the electrolyte; and (b) hot water treating the film-formed anode at the step (c).

Description

임프란트 표면 처리용 전해질 용액 및 상기 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법{ELECTROLYTE SOLUTION FOR IMPLANT SURFACE TREATMENT AND METHOD OF IMPLANT SURFACE TREATMENT USING THE SAME}ELECTROLYTE SOLUTION FOR IMPLANT SURFACE TREATMENT AND METHOD OF IMPLANT SURFACE TREATMENT USING THE SAME}

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 임프란트 표면 처리용 전해질 용액 및 상기 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면에 다공질 피막이 형성되어 응력분산에 유리한 넓은 표면적을 가지고 또한 열수처리할 경우 표면에 다량의 하이드록시아파타이트(HA) 결정이 석출되므로 생체적합성이 우수한 임프란트 표면 처리용 전해질 용액 및 상기 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte solution for implant surface treatment and an implant surface treatment method using the electrolyte solution, and more particularly, a porous film is formed on the surface to have a large surface area advantageous for stress dispersion and a large amount of water on the surface when hydrothermal treatment is performed. Since hydroxyapatite (HA) crystals are deposited, the present invention relates to an electrolyte solution for implant surface treatment having excellent biocompatibility and an implant surface treatment method using the electrolyte solution.

[종래 기술][Prior art]

임프란트는 생체 내에 매식되어 소기의 기능을 발휘하는 생체 매식용 의료기구이다. 따라서 임프란트는 생체조직에 대하여 매우 안정적인 생체 친화 재료를 사용하여 부작용이 없고 화학 및 생화학적 반응을 유발하지 않도록 제조되어야 하며, 생체 내에 매식된 후 골과 임프란트 사이에 연조직이 개입되지 않고 완전한 골로만 채워짐으로써 골과 결합하는 골결합력이 높아야 한다. 또한, 임프란트는 반복되는 하중 및 순간적인 압력의 부과에도 변형되거나 파괴되지 않아야 하므로 기계적 강도가 매우 높은 소재로 제조되어야 한다.Implants are biomedical medical devices that are implanted in vivo and exert their desired functions. Therefore, implants should be manufactured using biocompatible materials that are very stable against biological tissues so that they do not have side effects and do not cause chemical and biochemical reactions. They are filled with complete bones without any soft tissues between bones and implants after being implanted in vivo. As the bone bonding force to be combined with the bone should be high. In addition, the implant must be made of a material having a very high mechanical strength since it must not be deformed or destroyed even under repeated loading and imposing pressure.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여, 임프란트의 적절한 소재로서 다양한 금속 및 합금이 개발되었다. 그러나, 금속 임프란트를 생체 내에 이식한 후 장기간 체내에 넣어두면 체내의 조직액 또는 체액에 의해 금속 임프란트의 금속이온이 용출되고, 생체 내에서 금속 임프란트가 조직체와 접촉하거나 마찰하여 금속 임프란트의 금속이온이 용출되는데, 이러한 금속이온의 용출로 인하여 임프란트가 부식되고 생체의 대식세포(macrophage)가 반응하여 염증성 세포 또는 거대세포가 유발된다.In order to satisfy the above conditions, various metals and alloys have been developed as suitable materials for implants. However, when a metal implant is implanted in a living body and placed in the body for a long time, the metal ion of the metal implant is eluted by the tissue fluid or body fluid in the body, and the metal implant is in contact with or rubbed against the tissue in the body, thereby eluting the metal ion of the metal implant. Due to the elution of these metal ions, the implant is corroded and macrophage of the living body reacts to induce inflammatory cells or giant cells.

상기와 같은 이유로, 금속 임프란트는 생체재료로서 갖추어야 할 조건인 생체 친화성(biocompatibility), 화학적 적합성(chemicalcompatibility), 및 기계적 적합성(mechanical compatibility) 등을 만족시킬 수 없다는 문제점이 대두되었다. 상기 문제점을 해결하기 위하여, 여러 종류의 바이오 세라믹 등이 개발되었으나, 대부분의 세라믹은 충격에 약하고 가공이 어려워 단독으로 임프란트 제조에 이용될 수 없다는 문제점이 있었다.For the same reason, the problem that the metal implant cannot satisfy biocompatibility, chemical compatibility, and mechanical compatibility, which are conditions to be provided as a biomaterial, has emerged. In order to solve the above problems, various types of bio-ceramic and the like have been developed, but most of the ceramics have a problem in that they cannot be used alone to manufacture implants because they are weak to impact and difficult to process.

임프란트 재료 중 현재 가장 많이 사용되고 있는 재료는 생체 적합성이 뛰어난 티타늄, 티타늄 합금 등이다. 티타늄은 가공이 용이할 뿐만 아니라, 다른 금속에 비해 상대적으로 가벼우며 다른 금속과의 합금으로 제조되거나 적절한 처리과정을 거치면 강도가 향상될 수 있고 또한 공기 중이나 수중에서 매우 치밀하고 재형성능력이 뛰어난 부동태 산화막을 형성하여 매우 큰 부식저항성을 가지며, 골내에 매식되었을 때 골과 골유착(osteointegration)이라는 밀접한 결합을 갖는 큰 장점을 가지고 있어 현재 임프란트의 소재로 가장 널리 사용되고 있다.Currently, the most widely used implant materials include titanium and titanium alloys, which are highly biocompatible. Titanium is not only easy to process, but also relatively lighter than other metals and can be made of alloys of other metals or subjected to proper treatment to increase strength, and is very dense and highly reformable in air or water. It forms an oxide film and has a very large corrosion resistance, and when it is embedded in bone, it has the great advantage of having a close bond of bone and osteointegration and is currently widely used as an implant material.

그러나 자연적으로 생성된 티타늄 표면의 산화피막은 불균일하고, 치밀하지 못한 단점이 있다. 따라서 이와 같은 이유로 티타늄 임프란트의 표면에 치밀한 부동태 피막을 형성함과 함께 골과의 결합 촉진 및 응력분산을 유도하기 위하여 다양한 표면 처리 방법이 도입되고 있다.However, the oxide film on the surface of titanium produced naturally is non-uniform, and has a disadvantage of not dense. For this reason, various surface treatment methods have been introduced in order to form a dense passivation film on the surface of the titanium implant and to promote bonding with bone and stress distribution.

기계적인 유지력의 증진을 위해 나사선의 형성, 샌드 블라스팅(sand blasting) 처리, 전기화학적 산화 등이 행해지고, 내식성이 강한 피막의 형성과 함께 골결합 특성을 개선하기 위하여 양극산화, 플라즈마 용사, 알카리 처리, 이온 주입 등이 행해지고 있다(McQueen 1982; Kasemo 와 Lausmaa, 1985; 이 등, 1993; Schroeder 등, 1996; Kokubo 등, 1996; Yan 등, 1997).In order to improve the mechanical holding force, screw formation, sand blasting treatment, electrochemical oxidation, etc. are performed, and anodization, plasma spraying, alkali treatment, Ion implantation and the like (McQueen 1982; Kasemo and Lausmaa, 1985; Lee et al., 1993; Schroeder et al., 1996; Kokubo et al., 1996; Yan et al., 1997).

최근에는 티타늄 소재 임프란트의 표면을 생체 친화성 인산 칼슘(calcium phosphate)계 세라믹인 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite; 이하 'HA'라 함)로 코팅하여 임프란트의 금속이온 용출을 방지함과 동시에 생체 친화성 및 기계적 강도를 갖는 임프란트가 개발되어 치과, 정형, 악안면 및 하악골 외과수술 등에 생체매식용 의료기구로 널리 응용되고 있다.Recently, the surface of titanium implant is coated with hydroxyapatite (hereinafter referred to as 'HA'), which is a biocompatible calcium phosphate ceramic, to prevent the implantation of metal ions and to prevent biocompatibility. Implants with mechanical strength have been developed and widely applied as biomedical medical devices for dental, orthopedic, maxillofacial and mandibular surgery.

HA를 임프란트에 코팅하는 방법으로 플라즈마 용사법(plasma spraying)이 가장 많이 이용되는데, 상기 플라즈마 용사법은 비교적 고융점을 가지는 세라믹 재료 코팅에 주로 사용되어 다량의 코팅작업을 한번에 간편하게 수행하는 방법으로 플라즈마 플레임(flame)으로 HA 분말을 녹여 임프란트에 분사함으로써 HA 막을 형성시키는 방법이다.Plasma spraying is most commonly used as a method of coating HA on implants. The plasma spraying method is mainly used for coating ceramic materials having a relatively high melting point, so that a large amount of coating can be easily performed at one time. It is a method of forming HA film by dissolving HA powder in a flame) and spraying it onto an implant.

그러나 플라즈마 용사법은 자유에너지가 높은 다공성의 피막을 얻을 수 있지만, 기판과의 계면에서 균열이 생성되거나 융착된 입자가 탈락하는 등의 문제점을 안고 있다(Lemons, 1998; Wang 등, 1993). 또한, 플라즈마 용사법을 이용하여 HA 용사시, 코팅공정 동안 HA 분말이 고온에 노출되어 화학적으로 균일하지 않는 HA 코팅층이 형성되고, 장기간이 경과되면 분해(degradation) 또는 재흡수(resorption) 된다는 취약점이 있다.Plasma spraying, however, provides a porous film with a high free energy, but suffers from problems such as crack formation and fused particles falling off at the interface with the substrate (Lemons, 1998; Wang et al., 1993). In addition, during the HA spraying using the plasma spray method, HA powder is exposed to high temperature during the coating process, thereby forming an HA coating layer that is not chemically uniform, and having a long period of time, decomposition or resorption occurs. .

또한, HA로 코팅된 기존 임프란트의 HA 코팅층은 임프란트와의 밀착력이 6.7± 1.5 Mpa 정도에 불과하며 정형외과 또는 치과에서 요구되는 강하고 치밀한 코팅층을 가진 임프란트로 이용하기에 적합하지 않다.In addition, the HA coating layer of the existing implant coated with HA is only about 6.7 ± 1.5 Mpa adhesion to the implant and is not suitable for use as an implant having a strong and dense coating layer required by orthopedic or dental.

상술한 바와 같이, HA 로 코팅된 기존의 임프란트는 그 코팅층의 결정 균일성이 낮고 금속 임프란트와의 밀착력이 약하며 생체 내에서 분해 또는 흡수되는 등의 문제점이 있는 것으로 보고되고 있다. 즉, 기존 임프란트의 HA 코팅층과 골과의 밀착력은 좋으나 HA 코팅층이 생체 내에서 용해되어 금속 임프란트 표면으로부터 HA 코팅층이 떨어져 나옴으로써 분리되는 현상이 나타나는 문제점을 가지고 있다. 이러한 HA 코팅층은 생체 내에서 파골세포에 의해 흡수되지 않으므로 골개조를 유도시킬 수 없어 임프란트는 새로운 신생골과 격리된다. 따라서 기존의 HA 임프란트는 우수한 초기 반응성을 가지나, 장기간 동안 임상에 적용하기에는 바람직하지 않음을 알 수 있다.As described above, conventional implants coated with HA have been reported to have problems such as low crystal uniformity of the coating layer, weak adhesion with metal implants, and degradation or absorption in vivo. That is, the adhesion between the HA coating layer and the bone of the existing implant is good, but there is a problem that the HA coating layer is dissolved in vivo and the HA coating layer is separated from the metal implant surface to be separated. Since the HA coating layer is not absorbed by osteoclasts in vivo, it can not induce bone remodeling, so that the implant is isolated from the new bone. Therefore, the existing HA implant has excellent initial reactivity, but it can be seen that it is not desirable for clinical applications for a long time.

최근에는 양극산화와 불꽃방전처리에 의한 피막형성법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 전해질 용액 중에서 티타늄을 전기화학적으로 처리하여 티타늄 표면에 치밀한 산화피막을 형성시키는 방법으로, 제조된 임프란트 표면의 내식성과생체적합성이 우수하다는 장점이 있다.Recently, researches on the film formation method by anodization and flame discharge treatment have been actively conducted. As a method of forming a dense oxide film on the surface of titanium by electrochemically treating titanium in an electrolyte solution, It has the advantage of excellent biocompatibility.

특히 최근에는 이 양극산화와 불꽃방전처리를 이용한 전기화학적 임프란트 표면처리 방법에 있어서, 임프란트 표면의 내식성과 생체적합성을 향상시키기 위하여 칼슘과 인을 포함하는 최적의 전해질 용액의 종류와 그 농도에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다(Hitoshi Ishizawa and Makoto Orgino, 1995).In particular, in recent years, in the electrochemical implant surface treatment method using anodization and flame discharge treatment, a study on the type and concentration of an optimal electrolyte solution containing calcium and phosphorus in order to improve the corrosion resistance and biocompatibility of the implant surface Are actively underway (Hitoshi Ishizawa and Makoto Orgino, 1995).

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 표면에 다공질 피막이 형성되어 응력분산에 유리한 넓은 표면적을 가지고 또한 열수처리할 경우 표면에 다량의 하이드록시아파타이트(HA) 결정이 석출되므로 생체적합성이 우수한 임프란트 표면 처리용 전해질 용액을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to form a porous film on the surface has a large surface area advantageous for stress dispersion and also a large amount of hydroxyapatite (HA) crystals are deposited on the surface when the hydrothermal treatment It is to provide an electrolyte solution for implant surface treatment excellent in biocompatibility.

본 발명의 목적은 또한 상기 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an implant surface treatment method using the electrolyte solution.

본 발명의 목적은 또한 상기 방법으로 제조된 임프란트를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an implant made by the method.

도 1a 내지 1c는 실시예 1, 비교예 1 내지 2의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다.1A to 1C are scanning electron micrographs of the specimens of Example 1 and Comparative Examples 1 to 2. FIG.

도 2a 내지 2b는 실시예 1 및 비교예 1의 시편에 대한 X-선 회절분석 결과이다.2a to 2b are the results of X-ray diffraction analysis for the specimens of Example 1 and Comparative Example 1.

도 3a 내지 3b는 실시예 1에서 제조한 시편을 유사체액(Hanks 용액)에 15일 및 30일 동안 침적한 후 그 시편의 표면에 대한 주사전자현미경 사진이다.Figures 3a to 3b is a scanning electron micrograph of the surface of the specimen prepared in Example 1 was immersed in the analog solution (Hanks solution) for 15 days and 30 days.

도 4는 실시예 1, 비교예 1 및 대조군 시편의 인장결합강도를 비교하여 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph comparing the tensile bond strength of Example 1, Comparative Example 1 and the control specimens.

도 5a와 5b는 인장결합강도 측정 시험에서의 실시예 1 시편 파면에 대한 주사전자현미경 사진이다.5A and 5B are scanning electron micrographs of the wavefront of Example 1 in the tensile bond strength measurement test.

도 6a 내지 6d는 실시예 1 및 비교예 3에서 양극산화반응 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다.6a to 6d are scanning electron micrographs of the specimens after anodization in Example 1 and Comparative Example 3. FIG.

도 7a 내지 7d는 실시예 1 및 비교예 3에서 열수처리 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다.7a to 7d are scanning electron micrographs of the specimens after hydrothermal treatment in Example 1 and Comparative Example 3.

도 8a 내지 8d는 실시예 1 및 비교예 3에서 유사체액에의 침적시험 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다.8a to 8d are scanning electron micrographs of the specimens after the immersion test in the analogous fluid in Example 1 and Comparative Example 3.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 글리세롤 포스페이트(Glycerolphosphate); (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트(Calcium acetate hydrate); 및 (c) 완충액(Buffer)을 포함하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention (a) Glycerol phosphate (Glycerolphosphate); (b) Calcium acetate hydrate; And (c) provides an electrolyte solution for implant surface treatment comprising a buffer (Buffer).

본 발명은 또한 (ㄱ) 티타늄 또는 티타늄 합금을 양극으로 하고, 백금 또는 은을 음극으로 하여 상기 용액을 전해질로 하여 양극을 산화시키는 양극산화 단계;및 (ㄴ) 상기 양극산화 단계에서 피막이 형성된 양극을 열수처리하는 열수처리 단계를 포함하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법을 제공한다.The present invention also provides an anode oxidation step of oxidizing the anode using (a) titanium or a titanium alloy as an anode, platinum or silver as a cathode, and the solution as an electrolyte; and (b) forming a cathode in the anodization step. It provides an implant surface treatment method using an electrolyte solution comprising a hot water treatment step of hot water treatment.

본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 임프란트를 제공한다.The present invention also provides an implant prepared by the above method.

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

본 발명의 임프란트 표면 처리용 전해질 용액은 (a) 글리세롤 포스페이트(Glycerolphosphate), (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트(Calcium acetate hydrate), 및 (c) 완충액(Buffer)을 필수성분으로 포함한다.The electrolyte solution for implant surface treatment of the present invention includes (a) Glycerol phosphate, (b) Calcium acetate hydrate, and (c) Buffer as essential components.

상기 (a) 글리세롤 포스페이트와 (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트는 인산염과 칼슘을 포함하고 있어, 임프란트 표면에 흡착되어 생체 내 매식될 경우 뼈와 그 성분이 유사하여 생체 적합성(biocompatibility)이 우수하다.The (a) glycerol phosphate and (b) calcium acetate hydrate contain phosphate and calcium, so that when adsorbed on the implant surface and embedded in the body, the bone and its components are similar, so that the biocompatibility is excellent.

이때 상기 (a) 글리세롤 포스페이트의 전해질 용액 내 몰농도는 0.01 내지 0.08 mol/ℓ가 바람직하다. 상기 (a) 글리세롤 포스페이트의 몰농도가 0.01 mol/ℓ 미만이면 임프란트 표면에 흡착되는 인산의 농도가 적어 임프란트의 생체적합성이 떨어진다는 문제점이 있고, 이와 반대로 상기 (a) 글리세롤 포스페이트의 몰농도가 0.08 mol/ℓ를 초과하면 산화피막이 너무 두꺼워져 피막과 하부기판의 결합강도가 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.At this time, the molar concentration of the (a) glycerol phosphate in the electrolyte solution is preferably 0.01 to 0.08 mol / L. If the molar concentration of (a) glycerol phosphate is less than 0.01 mol / l, the concentration of phosphoric acid adsorbed on the implant surface is low, and thus the biocompatibility of the implant is poor. In contrast, the molar concentration of (a) glycerol phosphate is 0.08. If the mol / L exceeds, the oxide film is too thick, which is not preferred because the bond strength of the film and the lower substrate is lowered.

이러한 (a) 글리세롤 포스페이트의 구체적 예로는 β-글리세롤 포스페이트 디소디움 솔트 하이드레이트(Glycerolphosphate disodium salt hydrate), 글리세롤 포스페이트 칼슘 솔트(Glycerolphosphate calcium salt), 글리세롤 포스페이트 디소디움 솔트 하이드레이트(Glycerolphosphate disodium salt hydrate), DL-α-글리세롤포스페이트 디소디움 솔트(Glycerolphosphate disodium salt), 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하며, 특히 DL-α-글리세롤포스페이트 디소디움 솔트(Glycerolphosphate disodium salt)로 처리한 피막에서 열수처리시 침상의 하이드록사아파타이트(HA) 결정이 다량 석출되므로 보다 바람직하다.Specific examples of such (a) glycerol phosphate include β-glycerol phosphate disodium salt hydrate, glycerin phosphate calcium salt, glycerol phosphate disodium salt hydrate, and DL- Glycerolphosphate disodium salt, or mixtures thereof, and the like, and in particular, acicular hydroxapatite during hot water treatment in a film treated with DL-α-glycerolphosphate disodium salt It is more preferable because a large amount of (HA) crystals are precipitated.

또한, 본 발명의 전해질 용액 중 (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트(Calcium acetate hydrate)의 농도는 0.1 내지 0.4 mol/ℓ가 바람직하며, 0.2 mol/ℓ가 보다 바람직하다. 이때 상기 (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트의 농도가 0.1 mol/ℓ 미만이면 임프란트 표면에 흡착되는 칼슘의 농도가 적어 하이드록시아파타이트(HA)의 석출량이 떨어진다는 문제점이 있고, 이와 반대로 상기 (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트의 농도가 0.4 mol/ℓ를 초과하면 피막에 흡착되는 인의 농도가 감소하여 하이드록시아파타이트(HA) 형성에 악영항을 주고, 피막의 두께가 증가하여 외력이 작용할 때 계면에서 박리가 일어날 수 있어 바람직하지 않다.In addition, the concentration of (b) Calcium acetate hydrate in the electrolyte solution of the present invention is preferably 0.1 to 0.4 mol / l, more preferably 0.2 mol / l. In this case, when the concentration of (b) calcium acetate hydrate is less than 0.1 mol / L, the concentration of calcium adsorbed on the implant surface is small, and thus the amount of precipitation of hydroxyapatite (HA) is lowered. On the contrary, the (b) calcium acetate When the concentration of hydrate exceeds 0.4 mol / l, the concentration of phosphorus adsorbed on the coating decreases, which adversely affects the formation of hydroxyapatite (HA), and the thickness of the coating increases, which may cause peeling at the interface when an external force is applied. Not desirable

또한, 본 발명의 전해질 용액은 완충액을 포함하며, 그 완충액으로는 HEPES가 보다 바람직하다. 완충액으로 HEPES 사용시 양극산화 피막층의 인의 함량이 증가되므로 하이드록시아파타이트(HA) 석출량을 증가시킬 수 있기 때문이다.In addition, the electrolyte solution of the present invention contains a buffer solution, more preferably HEPES as the buffer solution. This is because the use of HEPES as a buffer increases the amount of hydroxyapatite (HA) due to the increased phosphorus content in the anodized layer.

이때 (c) 완충액(Buffer)의 농도는 0.001 내지 0.01 mol/ℓ가 바람직하다.At this time, the concentration of the buffer (C) is preferably 0.001 to 0.01 mol / L.

또한, 본 발명의 전해질 용액은 (d) 용질을 더욱 포함할 수 있으며, 그 용질로는 인산염 이온을 포함하는 화합물이 바람직하고, 또는 전해액으로는 황산염과 인산염을 포함하는 용액이 바람직하다. 또한 용매로는 증류수가 바람직하다.In addition, the electrolyte solution of the present invention may further include (d) solute, and the solute is preferably a compound containing phosphate ions, or the electrolyte solution is preferably a solution containing sulfate and phosphate. Moreover, distilled water is preferable as a solvent.

본 발명은 또한 상기 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법을 제공한다. 이하 그 방법에 대하여 상세히 설명한다.The present invention also provides a method of implant surface treatment using the electrolyte solution. The method will be described in detail below.

본 발명의 임프란트 표면 처리 방법은 종래의 플라즈마 용사법, 전기화학적 산화 방법 등과는 달리 칼슘과 인을 포함하는 전해질 용액을 이용하여 임프란트의 재료로 사용되어 피막이 형성될 재료를 양극으로 하고, 음극으로는 백금 또는 은 등을 이용하여 전기화학반응을 이용하여 양극 재료의 표면에 피막을 형성시키는 방법이다.The implant surface treatment method of the present invention is used as the material of the implant by using an electrolyte solution containing calcium and phosphorus, unlike the conventional plasma spraying method, electrochemical oxidation method and the like to form a coating film as an anode, platinum as a cathode Or a method of forming a film on the surface of the positive electrode material using an electrochemical reaction using silver or the like.

먼저, 티타늄 또는 티타늄 합금을 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 또는 은을 음극으로 하여 상기 전해질 용액을 전해질로 하여 정전류 정전압을 흘려주면 양극이 산화되며 전해질 중의 칼슘과 인 성분이 양극산화 피막에 흡착된다((ㄱ) 단계).First, when a constant current is applied with titanium or a titanium alloy as an anode, platinum, tungsten or silver as a cathode, and the electrolyte solution is used as an electrolyte, the anode is oxidized and calcium and phosphorus components in the electrolyte are adsorbed onto the anodizing film ( (A) step).

이 양극산화 단계의 반응 조건은 정전압 정전류 모드에서 진행되며 전류밀도 5 내지 50 mA/㎠의 일정전류 밀도로 최종전압 280 내지 350 V에 이르도록 하고, 최종전압 조건에서 5 내지 10 분간 유지한다. 그 과정에서 절연파괴에 의한 불꽃방전 현상이 일어나며, 불꽃방전으로 양극 시편의 표면이 다공질화된다.The reaction condition of this anodization step is carried out in a constant voltage constant current mode, and reaches a final voltage of 280 to 350 V at a constant current density of 5 to 50 mA / cm 2, and is maintained for 5 to 10 minutes at the final voltage conditions. In the process, the spark discharge phenomenon occurs due to dielectric breakdown, and the surface of the anode specimen becomes porous due to the spark discharge.

절연파괴는 보통 210 내지 230 V 근방에서 시작되며, 절연파괴를 효율적으로 진행하기 위하여 최종 전압 280 내지 350 V로 유지시켜 주는 것이 바람직하다. 전압이 상승할수록 불꽃방전의 강도가 커지며, 350 V 이상이 되면 피막층에 균열이 생성되므로 주의해야 한다.The dielectric breakdown usually starts around 210 to 230V, and it is preferable to maintain the final voltage of 280 to 350V in order to proceed with the breakdown efficiently. The higher the voltage, the greater the intensity of the spark discharge, and if it is above 350 V, cracks are formed in the coating layer.

본 발명에서 절연파괴를 일으키는 전압을 유지해주는 이유는 양극 시편의 피막에 불꽃방전을 유도하고, 이에 따라 피막이 파괴됨으로써 피막 표면을 다공질화시키기 위함이다. 이렇게 다공질화된 산화피막의 표면층은 골조직과 요철구조에의한 기계적 결합이 가능하므로 강한 결합력을 얻을 수 있다.The reason for maintaining the voltage causing insulation breakdown in the present invention is to induce spark discharge in the film of the positive electrode specimen, and thereby to destroy the film to make the film surface porous. Since the surface layer of the porous oxide film is mechanically bonded by bone structure and uneven structure, a strong bonding force can be obtained.

이때 피막층이 형성되는 양극으로는 티타늄 또는 티타늄 합금을 사용하며, 티타늄 합금으로는 Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-15Mo, Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr, Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr 등이 있다.In this case, titanium or a titanium alloy is used as the anode on which the coating layer is formed, and as the titanium alloy, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-15Mo, Ti-35.3Nb-5.1Ta- 7.1Zr, Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr, and the like.

티타늄은 가공이 용이할 뿐만 아니라, 다른 금속에 비해 상대적으로 가벼우며, 다른 금속과의 합금으로 제조되거나 적절한 처리과정을 거치면 강도가 향상될 수 있고, 또한 공기 중이나 수중에서 매우 치밀하고 재형성능력이 뛰어난 부동태 산화막을 형성하여 매우 큰 부식저항성을 가지며, 골내에 매식되었을 때 골과 골유착(osteointegration)이라는 밀접한 결합을 갖는 큰 장점을 가지고 있어 바람직하다.Titanium is not only easy to process, but also relatively lighter than other metals, and can be made of alloys of other metals or subjected to appropriate treatments to improve strength, and also very dense and reformable in air or water. It forms an excellent passivation oxide film and has a very large corrosion resistance, and it is preferable because it has a great advantage of having a close bond of bone and osteointegration when embedded in bone.

이상의 첫 번째 양극산화 및 불꽃방전 처리를 거쳐 제조된 양극의 티타늄 또는 티타늄 합금을 증기로 열수처리하는 단계를 실시한다((ㄴ) 단계). 이와 같은 열수처리의 목적은 피막의 표면에 하이드록시아파타이트(HA)의 석출을 유도하여 임프란트 표면에 활성을 부여하고, 이로 인한 골과의 골유착을 향상시키고 또한 아나타제 상의 판상 결정을 유도하기 위함이다.The hydrothermal treatment of the titanium or titanium alloy of the anode prepared through the first anodization and flame discharge treatment is carried out by steam (step (b)). The purpose of such hydrothermal treatment is to induce the precipitation of hydroxyapatite (HA) on the surface of the coating to impart activity to the implant surface, thereby improving bone adhesion with bone and inducing plate crystals on the anatase. .

상기 생체 친화성 인산 칼슘(calcium phosphate)계 세라믹인 하이드록시아파타이트(HA)는 임프란트의 모재로부터 금속이온 용출을 방지함과 동시에 생체 친화성을 향상시키는 기능을 한다.The hydroxyapatite (HA), which is the biocompatible calcium phosphate-based ceramic, functions to prevent metal ions from eluting the implant and improve biocompatibility.

종래 HA를 코팅하기 위하여 사용된 방법은 플라즈마 용사법인데, 이 플라즈마 용사법 이용시 자유에너지가 높은 다공성의 피막을 얻을 수 있지만, 기판과의계면에서 균열이 생성되거나 융착된 입자가 탈락하는 등의 문제점을 있었고, 또한, 코팅공정 동안 HA 분말이 고온에 노출되어 화학적으로 균일하지 않는 HA 코팅층이 형성되고, 장기간이 경과하면서 분해(degradation) 또는 재흡수(resorption)된다는 취약점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 열수처리 방법을 도입하여 종래 플라즈마 용사법의 문제점을 개선할 수 있었다.Conventionally, the method used for coating HA is plasma spraying method. When the plasma spraying method is used, a porous film having a high free energy can be obtained, but problems such as crack formation or fused particles are dropped at the interface with the substrate. In addition, during the coating process, the HA powder is exposed to high temperature to form a chemically non-uniform HA coating layer, and there is a vulnerability in that decomposition or resorption occurs over a long period of time. However, the present invention was able to improve the problem of the conventional plasma spray method by introducing a hot water treatment method.

이 열수처리 단계는 오토클레이브 내에서 진행되며, 열수처리 온도 250 내지 350 ℃, 열수압력 1200 내지 1400 psi, 열수처리 시간 2 내지 4 시간이 바람직하다.This hot water treatment step is carried out in an autoclave, preferably a hot water treatment temperature of 250 to 350 ° C., a hot water pressure of 1200 to 1400 psi, and a hot water treatment time of 2 to 4 hours.

상기 열수처리 방법으로 제조된 임프란트는 표면에 하이드록시아파타이트 결정이 석출되어 생체 친화적이고 생체 적합성이 우수한 재료로서 생체 내에 매식한 후의 표면 활성도를 조사하기 위하여 체내의 유사한 조건인 37 ℃, pH 7.4의 유사체액(simulated body fluid, Hanks 용액) 내에 일정시간 유지하여 반응성을 조사하였다.The implant prepared by the hydrothermal treatment method is similar to the similar condition of 37 ° C. and pH 7.4 in order to investigate the surface activity after embedding hydroxyapatite crystals on the surface as a biocompatible and excellent biocompatibility material. Reactivity was investigated by maintaining it in the body fluid (simulated body fluid, Hanks solution) for a certain time.

유사체액은 1.5 mM MgCl2·6H2O, 2.5 mM Na2SO4, 1 mM K2HPO4·3H2O, 4,2 mM NaHCO3, 136.8 mM NaCl 그리고 3 mM KCl을 혼합하여 제조할 수 있다. 또한 제조된 유사체액의 이온농도는 ICP-AES를 통하여 측정할 수 있다.Analog solution can be prepared by mixing 1.5 mM MgCl 2 · 6H 2 O, 2.5 mM Na 2 SO 4 , 1 mM K 2 HPO 4 · 3H 2 O, 4,2 mM NaHCO 3 , 136.8 mM NaCl and 3 mM KCl. have. In addition, the ion concentration of the prepared analog solution can be measured through ICP-AES.

이상 설명한 본 발명의 전해질 용액을 이용하여 표면처리한 임프란트는 표면에 다공질 피막이 형성되어 응력분산에 유리한 넓은 표면적을 가지고 또한 열수처리할 경우 표면에 다량의 하이드록시아파타이트(HA) 결정이 석출되므로 생체적합성이 우수한 효과가 있다.The implants surface-treated using the electrolyte solution of the present invention described above have a large surface area which is advantageous for stress dispersion due to the formation of a porous film on the surface, and when hydrothermally treated, a large amount of hydroxyapatite (HA) crystals are deposited on the surface, thereby making it compatible with biocompatibility. This has an excellent effect.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 비교예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. The following examples and comparative examples are described for the purpose of more clearly expressing the present invention, but the contents of the present invention are not limited to the following examples and comparative examples.

(실시예 1)(Example 1)

두께 1 ㎜의 상용의 순수 티타늄 판을 20㎜×0㎜의 크기로 절단하고 표면을 #220 내지 #600의 SiC 연마지로 순차적으로 연마한 다음 증류수, 알콜 및 아세톤 용액으로 순차적으로 각각 5분간 초음파 세척하였으며, 준비한 시편은 표면처리가 이루어질 때까지 50 ℃의 건조기에 24시간 이상 보관하였다.A commercially pure titanium plate with a thickness of 1 mm was cut to a size of 20 mm x 0 mm, and the surface was sequentially polished with SiC abrasive papers of # 220 to # 600, and then ultrasonically cleaned for 5 minutes each with distilled water, alcohol, and acetone solution. The prepared specimens were stored for at least 24 hours in a dryer at 50 ° C. until the surface treatment was performed.

DC 정전원 장치의 양극과 음극에 각각 준비한 시편과 백금판을 연결하고 30 mA/㎠의 전류밀도 조건에서 전압을 300 V까지 올린 후 정전압 조건에서 5분간 유지하였으며, 수세 건조 후 50 ℃의 건조기에 보관하였다. 전해질 용액은 칼슘이온과 인산염 이온을 함유하는 용액을 사용하였다. 전해질 용액으로는 시그마사 제조의 DL-α-글리세롤포스페이트 0.05 M, 칼슘 아세테이트 하이드레이트 0.3 M, HEPES 0.005 M이 증류수에 용해된 것을 사용하였다.The prepared specimen and platinum plate were connected to the anode and cathode of the DC electrostatic source device, and the voltage was raised to 300 V at a current density of 30 mA / cm 2 and maintained for 5 minutes under constant voltage conditions. Stored. As the electrolyte solution, a solution containing calcium ions and phosphate ions was used. As an electrolyte solution, a sigma-made DL-α-glycerol phosphate 0.05 M, calcium acetate hydrate 0.3 M, and HEPES 0.005 M dissolved in distilled water were used.

양극산화와 불꽃방전 처리 후 피막층에 흡착된 칼슘과 인의 결정화에 의한 하이드록시아파타이트 결정의 석출을 유도하기 위해 오토클레이브에 넣고 300 ℃에서 2시간 동안 열수처리를 시행하였다. 표면처리 후 시편의 표면활성도를 평가하기 위하여 pH와 이온농도를 사람의 혈장과 유사하게 조절한 유사체액에 침적시켰다.After anodization and flame discharge treatment, hydrothermal treatment was performed in an autoclave to induce precipitation of hydroxyapatite crystals by crystallization of calcium and phosphorus adsorbed on the coating layer. In order to evaluate the surface activity of the specimens after the surface treatment, pH and ionic concentrations were deposited in the analogous fluid adjusted to human plasma.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

열수처리를 하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 시편을 준비하였다.A specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydrothermal treatment was not performed.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

시편에 양극산화, 불꽃방전 처리 및 열수처리 모두를 행하지 않고 단지 연마작업만 행한 시편을 준비하였다.The specimen was prepared by polishing only without performing anodization, flame discharge treatment, and hot water treatment.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

HEPES 완충액을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that no HEPES buffer was used.

시편 표면층의 형태학적 미세구조Morphological Microstructure of Specimen Surface Layer

시편 표면층의 형태학적 미세구조를 주사전자현미경(Scanning Electorn Microscopy, SEM)으로 관찰하여 그 결과를 도 1a 내지 도 1c에 나타내었다. 도 1a는 실시예 1 시편의 주사전자현미경 사진이고, 도 1b는 비교예 1 시편의 주사전자현미경 사진이고, 도 1c는 비교예 2 시편의 주사전자현미경 사진이다.Morphological microstructure of the specimen surface layer was observed by scanning electron microscopy (SEM), and the results are shown in FIGS. 1A to 1C. Figure 1a is a scanning electron micrograph of the specimen of Example 1, Figure 1b is a scanning electron micrograph of the specimen of Comparative Example 1, Figure 1c is a scanning electron micrograph of the specimen of Comparative Example 2.

도 1a 내지 도 1c에 나타난 바와 같이, 실시예 1 시편에서는 다공질의 산화피막 상에서 다수의 침상 석출상이 관찰되었고, 비교예 1 시편에서는 직경 1 내지 5 ㎛의 치밀한 다공질 산화피막이 관찰되었으며, 비교예 2 시편에서는 표면에 연마흔이 관찰되었다.As shown in FIGS. 1A to 1C, in Example 1 specimens, a plurality of needle-shaped precipitates were observed on the porous oxide film, and in Comparative Example 1 specimens, a dense porous oxide film having a diameter of 1 to 5 μm was observed. Abrasion marks were observed on the surface.

시편의 X-선 회절분석 결과X-ray diffraction analysis of the specimen

시편의 X-선 회절분석 결과를 도 2a 내지 도 2b에 나타내었다. 도 2a는 실시예 1 시편의 X-선 회절분석 결과이고, 도 2b는 비교예 1 시편의 X-선 회절분석 결과(XRD-패턴)이다. 피막층에 존재하는 원소의 결정구조를 박막(thin-film) 분석장치가 부착된 X-선 회절기로 분석하였다.X-ray diffraction analysis of the specimen is shown in Figures 2a to 2b. FIG. 2A is an X-ray diffraction analysis result of Example 1 specimen, and FIG. 2B is an X-ray diffraction analysis result (XRD pattern) of Comparative Example 1 specimen. The crystal structure of the elements present in the coating layer was analyzed with an X-ray diffraction device equipped with a thin-film analyzer.

도 2a 내지 도 2b에 나타난 바와 같이, 열수처리를 하지 않은 시편(비교예 1)에서는 모재의 Ti 성분과 TiO2가 관찰되었지만, 열수처리한 시편(실시예 1)의 모재에서는 모재의 Ti 성분, 아나타제(anatase) 상의 TiO2및 HA의 피크가 관찰되었다.As shown in Figure 2a to 2b, the Ti component and TiO 2 of the base material was observed in the specimen (Comparative Example 1) that was not subjected to the hot water treatment, but the Ti component of the base material in the base material of the specimen (Example 1) subjected to the hydrothermal treatment, Peaks of TiO 2 and HA on anatase were observed.

따라서 양극산화 및 불꽃방전 처리한 시편에 열수처리를 더욱 실시할 경우 시편 표면에 하이드록시아파타이트 상의 결정이 석출됨을 확인할 수 있었다.Therefore, when the hydrothermal treatment was further performed on the specimen subjected to anodization and flame discharge, it was confirmed that hydroxyapatite phase crystals were deposited on the specimen surface.

유사체액 침적 시험 결과Analog fluid deposition test result

실시예 1에서 제조한 시편을 유사체액(Hanks 용액)에 15일 및 30일 동안 침적한 다음 주사전자현미경으로 찍은 사진을 차례로 도 3a와 3b에 나타내었다.The specimen prepared in Example 1 was immersed in the analog solution (Hanks solution) for 15 days and 30 days, and then photographs taken with a scanning electron microscope are shown in FIGS. 3A and 3B.

도 3a와 도 3b에 나타난 바와 같이, 침적시간이 경과함에 따라 HA 결정이 돌기상으로 치밀화됨을 알 수 있었다.As shown in Figure 3a and Figure 3b, it can be seen that as the deposition time elapses, the HA crystal densified into a protrusion.

인장결합강도 비교Tensile Bond Strength Comparison

도 4에 실시예 1, 비교예 1 및 대조군으로 직경 10 ㎜의 Ti 환봉을 평균입경 125 ㎛의 알루미나로 분사 처리한 시편의 인장결합강도를 비교하여 나타내었다. 인강결합강도는 ASTM 규격 C633-79에 기준하여 측정하였다.In FIG. 4, tensile bond strengths of the specimens sprayed with alumina having a mean particle diameter of 125 μm in Ti round bars having a diameter of 10 mm as Example 1, Comparative Example 1 and a control group are shown. Toughness was measured based on ASTM standard C633-79.

도 4에 나타난 바와 같이, 열수처리한 실시예 1의 시편은 열수처리 하지 않은 비교예 1 시편에 비하여 유의한 결합강도의 감소를 보였다.As shown in FIG. 4, the specimen of Example 1 treated with hydrothermal treatment showed a significant decrease in bonding strength compared to Comparative Example 1 specimen not treated with hydrothermal treatment.

그럼에도 불구하고, 양극산화, 불꽃방전처리 및 열수처리한 임프란트는 임프란트로 사용하기에 충분한 결합강도를 나타냄을 알 수 있었다.Nevertheless, it was found that the anodized, flame discharged, and hydrothermally treated implants exhibit sufficient bonding strength for use as implants.

파면의 주사전자현미경 사진Scanning electron micrograph of wavefront

상기 인장결합강도 측정 시험에서의 실시예 1 시편 파면에 대한 주사전자현미경 사진을 도 5a와 5b에 나타내었다. 도 5b는 도 5a의 확대도이다. 인장결합강도 측정 시험에서 에폭시 수지를 접착제로 사용하였다.Scanning electron micrographs of the specimen wavefront of Example 1 in the tensile bond strength measurement test are shown in FIGS. 5A and 5B. FIG. 5B is an enlarged view of FIG. 5A. In the tensile bond strength measurement test, epoxy resin was used as the adhesive.

도 5a와 5b에 나타난 바와 같이, 부분적으로는 Ti 모재와 산화피막의 계면 파절 양상을 보였지만, 전반적으로는 산회피막과 에폭시 레진의 계면 파절 및 에폭시 레진의 응집 파절 양상을 보였다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the interfacial fracture between the Ti base material and the oxide film was partially, but the interfacial fracture between the acid lime film and the epoxy resin and the cohesive fracture between the epoxy resin were shown.

따라서 인장결합강도 시험 결과 실시예 1 시편은 우수한 결합강도를 나타내었고, 또한 시편의 파절이 모재와 산화피막이 아닌 에폭시와 산화피막의 계면 및 에폭시 자체에서 주로 관찰되는 것으로 미루어 보아 피막의 결합강도는 시험결과보다 더 클 것으로 추측된다.Therefore, the tensile bond strength test results showed that the Example 1 specimen showed excellent bond strength, and that the bond strength of the film was found to be mainly observed at the interface between the epoxy and the oxide film and the epoxy itself, not the base material and the oxide film. It is assumed to be larger than.

아파타이트 석출 사진Apatite precipitation pictures

또한, 도 6a 내지 6d는 실시예 1 및 비교예 3에서 양극산화반응 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진 및 그 확대도이다. 도 6a는 실시예 1의 시편에 대한 사진이고, 도 6b는 도 6a에 대한 확대도이고, 도 6c는 비교예 3의 시편에 대한 사진이고, 도 6d는 도 6c에 대한 확대도이다.6A to 6D are scanning electron micrographs and enlarged views of specimens after anodization in Example 1 and Comparative Example 3, respectively. 6A is a photograph of a specimen of Example 1, FIG. 6B is an enlarged view of FIG. 6A, FIG. 6C is a photograph of a specimen of Comparative Example 3, and FIG. 6D is an enlarged view of FIG. 6C.

도 7a 내지 7d는 실시예 1 및 비교예 3에서 열수처리 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다. 도 7a는 실시예 1의 시편에 대한 사진이고, 도 7b는 도 7a에 대한 확대도이고, 도 7c는 비교예 3의 시편에 대한 사진이고, 도 7d는 도 7c에 대한 확대도이다.7a to 7d are scanning electron micrographs of the specimens after hydrothermal treatment in Example 1 and Comparative Example 3. 7A is a photograph of the specimen of Example 1, FIG. 7B is an enlarged view of FIG. 7A, FIG. 7C is a photograph of the specimen of Comparative Example 3, and FIG. 7D is an enlarged view of FIG. 7C.

도 8a 내지 8d는 실시예 1 및 비교예 3에서 유사체액에의 침적시험 후의 시편에 대한 주사전자현미경 사진이다. 도 8a는 실시예 1의 시편에 대한 사진이고, 도 8b는 도 8a에 대한 확대도이고, 도 8c는 비교예 3의 시편에 대한 사진이고, 도 8d는 도 8c에 대한 확대도이다.8a to 8d are scanning electron micrographs of the specimens after the immersion test in the analogous fluid in Example 1 and Comparative Example 3. FIG. 8A is a photograph of the specimen of Example 1, FIG. 8B is an enlarged view of FIG. 8A, FIG. 8C is a photograph of the specimen of Comparative Example 3, and FIG. 8D is an enlarged view of FIG. 8C.

상기 도 6a 내지 8d에 나타난 바와 같이, 완충액으로 HEPES 용액을 사용한 경우 시편 표면에서의 침상의 아파타이트가 다량 석출됨을 알 수 있었다.As shown in FIGS. 6A to 8D, when HEPES solution was used as a buffer, needle-like apatite precipitated on the surface of the specimen.

본 발명의 (a) 글리세롤 포스페이트(Glycerolphosphate); (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트(Calcium acetate hydrate); 및 (c) 완충액(Buffer) 필수성분으로 포함하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액을 이용하여 산화처리, 불꽃방전처리 및 열수처리 공정을 통하여 제조된 임프란트는 표면에 다공질 피막이 형성되어 응력분산에 유리한 넓은 표면적을 가지고 또한 열수처리할 경우 표면에 다량의 하이드록시아파타이트(HA) 결정이 석출되므로 생체적합성이 우수하다.(A) Glycerol phosphate of the present invention; (b) Calcium acetate hydrate; And (c) implants prepared through oxidation, flame discharge, and hot water treatment processes using an electrolyte solution for implant surface treatment containing buffer as an essential component, having a porous surface formed on the surface, which is advantageous for stress dispersion. In addition, it is excellent in biocompatibility because a large amount of hydroxyapatite (HA) crystals are deposited on the surface when the hydrothermal treatment is carried out.

Claims (11)

(a) 글리세롤 포스페이트(Glycerolphosphate) 0.01 내지 0.08 mol/ℓ;(a) 0.01 to 0.08 mol / l glycerol phosphate; (b) 칼슘 아세테이트 하이드레이트(Calcium acetate hydrate) 0.1 내지 0.4 mol/ℓ; 및(b) 0.1 to 0.4 mol / l Calcium acetate hydrate; And (c) 완충액(Buffer) 0.001 내지 0.01 mol/ℓ(c) Buffer 0.001 to 0.01 mol / l 을 포함하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액.Electrolyte solution for implant surface treatment comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a) 글리세롤 포스페이트는 β-글리세롤 포스페이트 디소디움 솔트 하이드레이트(Glycerolphosphate disodium salt hydrate), 글리세롤 포스페이트 칼슘 솔트(Glycerolphosphate calcium salt), 글리세롤 포스페이트 디소디움 솔트 하이드레이트(Glycerolphosphate disodium salt hydrate), 및 DL-α-글리세롤포스페이트 디소디움 솔트(Glycerolphosphate disodium salt)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액.The (a) glycerol phosphate is β-glycerol phosphate disodium salt hydrate (Glycerolphosphate disodium salt hydrate), glycerol phosphate calcium salt (Glycerolphosphate calcium salt), glycerol phosphate disodium salt hydrate (Glycerolphosphate disodium salt hydrate), and DL-α- Glycerol phosphate disodium salt (Glycerolphosphate disodium salt) electrolyte solution for implant surface treatment, characterized in that selected from the group consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (c) 완충액은 HEPES 인 것을 특징으로 하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액.(C) the buffer solution is an electrolyte solution for implant surface treatment, characterized in that HEPES. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해질 용액은 (d) 용질을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액.The electrolyte solution is an electrolyte solution for implant surface treatment, characterized in that it further comprises (d) solute. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (d) 용질은 인산염 이온을 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 임프란트 표면 처리용 전해질 용액.(D) the solute is an electrolyte solution for implant surface treatment, characterized in that the compound containing phosphate ions. 삭제delete (ㄱ) 티타늄 또는 티타늄 합금을 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 또는 은을 음극으로 하여 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 용액을 전해질로 하여 양극을 산화시키는 양극산화 단계; 및(A) anodizing step of oxidizing the anode by using titanium or titanium alloy as an anode, platinum, tungsten or silver as a cathode, the solution of any one of the preceding claims as an electrolyte; And (ㄴ) 상기 양극산화 단계에서 피막이 형성된 양극을 열수처리하는 열수처리 단계(B) a hydrothermal treatment step of hydrothermally treating the anode in which the film is formed in the anodization step 를 포함하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법.Implant surface treatment method using an electrolyte solution comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (ㄱ) 양극산화 단계는 정전압 정전류 모드에서 전류밀도 5 내지 50 mA/㎠의 일정전류 밀도로 최종전압 280 내지 350 V에 이르도록 하고 최종전압 조건에서 5 내지 10 분간 유지하는 것을 특징으로 하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법.The anodic oxidation step (a) is an electrolyte characterized in that a constant current density of 5 to 50 mA / cm 2 at a constant current constant current mode to reach a final voltage of 280 to 350 V and maintained for 5 to 10 minutes at a final voltage condition. Implant surface treatment method using a solution. 제7항에 있어서.The method of claim 7. 상기 (ㄴ) 열수처리 단계는 오토클레이브 내에서 250 내지 350 ℃, 1200 내지 1400 psi에서 2 내지 4 시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법.The (b) hot water treatment step is an implant surface treatment method using an electrolyte solution, characterized in that for 2 to 4 hours at 250 to 350 ℃, 1200 to 1400 psi in an autoclave. 제7항에 있어서.The method of claim 7. 상기 (ㄱ) 열수처리 단계에서 사용된 티타늄 합금은 Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-15Mo, Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr 또는 Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr인 것을 특징으로 하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법.The titanium alloy used in the (a) hydrothermal treatment step is Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-15Mo, Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr or Ti-29Nb- Implant surface treatment method using an electrolyte solution, characterized in that 13Ta-4.6Zr. (ㄱ) 티타늄 또는 티타늄 합금을 양극으로 하고, 백금, 텅스텐 또는 은을 음극으로 하여 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 용액을 전해질로 하여양극을 산화시키는 양극산화 단계; 및(A) anodizing the titanium or titanium alloy as an anode, and oxidizing the anode by using platinum, tungsten or silver as a cathode; And (ㄴ) 상기 양극산화 단계에서 피막이 형성된 양극을 열수처리하는 열수처리 단계(B) a hydrothermal treatment step of hydrothermally treating the anode in which the film is formed in the anodization step 를 포함하는 전해질 용액을 이용한 임프란트 표면 처리 방법에 따라 제조된 임프란트.Implants prepared according to the implant surface treatment method using an electrolyte solution comprising a.
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