KR100892866B1 - Fixation method of biological materials on implant surface - Google Patents

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Abstract

A method for fixing biological materials on a surface of an implant is provided to secure a stable oxide layer by fixing the biological materials after forming a surface of the oxide layer and an intermediate reaction layer. A method for fixing biological materials on a surface of an implant comprises the following steps of: forming a chemical oxide layer on a surface of the implant; activating an anodized oxide layer by treating the surface of the implant using a liquid-phase reaction such as piranha or a gas-phase reaction such as H2O-Plasma; and forming an intermediate reaction layer on a surface of the anodized oxide layer using an intermediate reaction material having a silane group.

Description

임플란트 표면에 생리활성 물질을 고정화시키는 방법{Fixation Method of Biological Materials on Implant Surface}Fixation Method of Biological Materials on Implant Surfaces

본 발명은 임플란트 표면에 생리활성 물질을 고정화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of immobilizing a bioactive material on an implant surface.

가볍고 강한 티타늄 금속은 항공, 고강도 스포츠 기구, 생체 식립 임플란트 등의 분야에서 그 중요성이 점차로 증가하고 있다. 특히, 바이오 금속 분야에서 티타늄은 체내에 식립시 염증 반응이나 기타 다른 면역반응을 일으키지 않는 금속으로서 광범위하게 사용되고 있다.Light and strong titanium metals are of increasing importance in the fields of aviation, high-strength sports equipment, bio implants and the like. In particular, in the field of bio metals, titanium is widely used as a metal that does not cause an inflammatory reaction or other immune response when placed in the body.

치과 임플란트는 결손된 치아 부위에서 인공치근의 역할을 하는 고정체(implant 또는 fixture라 함), 고정체와 외관(crown)을 연결시켜주는 지대주(abutment), 그리고 인공치아(crown)로 구분된다. 임플란트는 지대주와 연결되는 연결부와 치조골과 직접 접촉하는 임플란트 표면으로 크게 구성된다. 치과 임플란트에서는 표면이 골유착 기간과 향후 기능을 좌우하므로 매우 중요하다.Dental implants are divided into fixtures (called implants or fixtures) that act as artificial tooth roots in the missing tooth area, abutments that connect the fixture to the crown, and crowns. The implant is largely composed of a connection to the abutment and an implant surface in direct contact with the alveolar bone. In dental implants, the surface is very important as it determines the duration of bone adhesion and future function.

치과 임플란트는 치아가 결손된 부위에 주변 치아를 손상시키지 않고 티타늄(titanium) 인공치근을 치조골에 이식하여 본래 치아와 같은 감각이나 기능을 수행하는 부품을 말한다. 치과 임플란트는 치조골에 이식된 후 일정기간이 지나면 치조골과 골유착이 되고, 골유착 후에는 지대주를 연결한 후 인공치아(crown)를 연결하게 된다. 인공치아를 임플란트에 연결시킨 후에는 일반적으로 정상적인 기능(저작)을 하게 되며, 골유착 후에는 15-20년을 사용하게 되므로 골유착이 반영구적으로 유지되어야 한다. 이를 위한 사전 피로수명시험 조건은 250 N 하중으로 500만 사이클이 주로 적용된다.Dental implants are parts that carry the same sense and function as the original teeth by implanting a titanium artificial root into the alveolar bone without damaging the surrounding teeth at the site where the tooth is missing. Dental implants are implanted into the alveolar bone, and after a certain period of time, the alveolar bone and bone adhesion, and after the bone adhesion is connected to the abutment and then to the artificial tooth (crown). After the artificial teeth are connected to the implant, they usually function normally, and after 15-20 years of bone adhesion, osteoadhesion should be maintained semipermanently. The pre-fatigue life test conditions for this are mainly 5 million cycles with 250 N load.

치과 임플란트의 중요 성능지표 중의 하나는 골유착 기간을 단축시키는 것이다. 즉, 짧은 기간 내에 골유착이 되지 않을 경우에는 치료기간이 길어짐에 따라 치과 임플란트의 시장을 형성하는 것이 어렵고, 향후 임플란트의 정상적인 저작기능이 원활하지 못하므로 초기 골유착 기간을 단축시키는 것이 절대적으로 요구되고 있다.One of the key performance indicators of dental implants is to shorten the period of bone adhesion. In other words, if bone adhesion does not occur within a short period of time, it is difficult to form a dental implant market as the treatment period becomes longer, and it is absolutely required to shorten the initial bone adhesion period because the normal chewing function of the implant is not smooth in the future. It is becoming.

조골세포 증식과 분화를 촉진하는 TGF-β(transforming growth factor-β), IGF-1(Insulin-like growth factor-1) 등의 성장인자(growth factor)나 BMP(bone morphogenetic protein) 같은 생리활성물질을 치과용 임플란트에 코팅하는 것이 불가능하므로 시술 기간을 획기적으로 단축시키기 위하여 식립시 임플란트 표면에 직접 도포하거나 수술 부위 주변에 유포시키는 방법이 사용되고 있다. 그러나 식립 시술 전에 생리활성 물질을 임플란트 표면에 도포하는 방법은 대량의 물질이 요구되고 식립시 효과적으로 잔류하지 못하므로 적용이 어렵고 또한 시술 부위에 생리 활성 물질을 살포하는 것은 살포된 영역이 극히 제한적이기 때문에 임플란트 표면 전역에서 효과적인 골재생과 골유착이 이루어지지 않고 시술비용이 가중되는 단점이 있다. 더욱이 시술의 표준화가 이루어지지 않아 시술방법과 환자의 관리가 효율적이지 못하여 표준화된 시술 방법으로 채택되는 것은 현실적으로 불가능 하다.Bioactive substances such as growth factor (TGF-β) and Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) or bone morphogenetic protein (BMP) that promote osteoblast proliferation and differentiation Since it is impossible to coat the dental implants, in order to significantly shorten the procedure period, a method of applying directly to the surface of the implant or distributing it around the surgical site is used. However, the method of applying the bioactive substance to the surface of the implant before the implantation procedure is difficult because it requires a large amount of material and does not remain effectively during implantation, and the application of the bioactive substance to the treatment site is extremely limited because the applied area is extremely limited. There is a disadvantage that the cost of the procedure is increased without effective bone regeneration and bone adhesion on the entire implant surface. Moreover, since the standardization of the procedure is not made and the treatment method and the management of the patient are not efficient, it is practically impossible to be adopted as a standardized procedure.

치과용 임플란트의 기술로는 설계(design)기술과 표면개질기술로 크게 구분된다. 표면개질의 기술은 초기 골유착 기간을 결정하고 임플란트의 수명을 결정하는 중요한 요소이므로, 기술의 발전에 따라 1∼4세대로 구분된다.Dental implants are classified into design technology and surface modification technology. Surface modification technology is an important factor in determining the initial bone adhesion period and the life of the implant, so it is divided into 1 to 4 generations according to the development of the technology.

1세대 임플란트는 1965년에 스웨덴의 Branemark이 개발한 기계가공 임플란트이다. 1세대 임플란트는 골유착기간이 4-8개월이 요구됨에 따라, 다양한 문제가 제기되어 골유착 기간 단축을 목적으로 임플란트의 표면적을 넓히는 2세대 임플란트가 개발되었다. 2세대 임플란트의 표면개질 방법으로는 산처리, sand blasting, sand blasting 후 산처리, sintering 등이 개발되었으며, 2세대 임플란트의 골유착기간은 3-6개월로 단축되었다. 3세대 임플란트로는 HA(hydroxylapatite) 코팅, 양극산화, 불소첨가표면, 친수성을 향상시킨 표면 등이 있다. HA 코팅의 경우 개발 시기적으로는 2세대에 포함되지만 기술적인 진보의 분류로는 3세대에 해당되며, 양극산화는 표면을 다공화하고 산화층을 두껍게 형성하여 골유착을 촉진시킨 것이다. 불소첨가표면은 스웨덴 ASTRA사에서 개발한 것으로 임플란트 표면에 불소를 첨가하여 골유착을 촉진시킨 것이며, 친수성을 향상 시킨 표면은 스위스 ITI사의 개발한 것으로 표면에너지 강화와 친수성을 증대시켜 골유착 기간을 단축시킨 것이다. 3 세대의 임플란트는 골유도 물질, 즉 불소, 칼슘, 인을 첨가하는 방법과 표면을 다공성(porous)있게 하고 두터운 산화층을 형성시키는 방식으로서 골유착 기간을 2-4개월로 단축시켰다. 그러나 결손된 치아를 회복시키는데 있어 기존의 치료 방법에 비하여 3세대의 임플란트의 경우도 치료기간이 3개월 이상이 소요되는 한계점이 있으며, 전반적인 성공률이 2세대의 임플란트 보다 다소 향상되었으나 치조골질이 나쁠 경우 성공률이 아직도 낮아 고령 환자 등 치졸골질이 나쁜 경우에는 제한적으로 사용되고 있는 실정이다. 즉, 3세대의 표면개질기술로는 골유착 기간을 3개월 이내로 단축하기에 한계가 있으므로 제4세대의 임플란트의 개발이 절실히 요구되고 있다.First-generation implants are machined implants developed by Branemark, Sweden, in 1965. As the first generation implant requires 4-8 months of bone adhesion, various problems have been raised, and a second generation implant has been developed to increase the surface area of the implant for the purpose of shortening the bone adhesion period. As the surface modification method of second generation implants, acid treatment, sand blasting, acid treatment after sand blasting, and sintering were developed, and the bone adhesion period of second generation implant was reduced to 3-6 months. Third-generation implants include HA (hydroxylapatite) coatings, anodization, fluorinated surfaces, and hydrophilic surfaces. In the case of HA coating, it is included in the second generation at the time of development, but in the classification of technical progress, it is in the third generation, and anodization promotes bone adhesion by making the surface porous and thickening the oxide layer. The fluorinated surface was developed by ASTRA, Sweden, to promote bone adhesion by adding fluorine to the implant surface. The surface with improved hydrophilicity was developed by ITI, Switzerland, to shorten the period of bone adhesion by enhancing surface energy and increasing hydrophilicity. It is. The third generation of implants reduced bone adhesion time to 2-4 months by adding bone-inducing substances, such as fluorine, calcium and phosphorus, and by making the surface porous and forming a thick oxide layer. However, there is a limitation in that the third generation of implants takes more than three months to recover the missing teeth, and the overall success rate is slightly better than the second generation of implants, but the alveolar bone is poor. The success rate is still low, but in case of bad tooth quality such as elderly patients, the situation is limited. That is, the third generation of surface modification technology is limited to shorten the bone adhesion period within three months, so the development of the fourth generation of implants is urgently required.

따라서, 골유착 기간을 2개월로 단축하기 위한 치조골의 형성 기전이 몇몇 연구자들에 의하여 밝혀지게 되었고 TGF군에 속하는 BMP가 중요한 역할을 한다고 보고된 바 있다. BMP에 관한 첫 번째 연구결과 발표 후 많은 연구자들이 동물을 대상으로 많은 실험을 진행하였으며 동물 뿐 만 아니라 인간의 경우 뼈를 재생하고 뼈의 조직 강화를 유도할 수 있다는 결과가 차후 발표 되었다. 그러나 직접적으로 BMP를 대상체에 투여하였을 경우 수분 내에 사라지며 체내에 존재하는 효소에 의해서 빠른 시간 안에 분해되어 기능이 상실되는 것을 확인되었다. 결과적으로 새로운 뼈의 형성을 효과적으로 유도하기 위하여서는 단시간 내에 상당히 높은 농도로 임플란트 시술시 투여하여야 함을 의미한다. 즉 안정성, 약물동력학 그리고 비용적인 측면에서 많은 문제에 직면하게 되어 짐에 따라 많은 연구원들이 유전자치료 의 방법으로 뼈의 성장촉진을 위하여 BMP를 대량으로 생산할 수 있는 방법들을 개발하였다. 유전자재조합을 응용하여 세포수를 증대시켜 목적단백질을 생산하는 방법이 응용되고 있으며 최근에는 펩타이드 합성기(peptide synthesizer)를 이용하여 원하는 아미노산 서열을 유전자 조작이 아닌 유기합성법으로 올리고펩타이드를 제작하고 이들 물질에 대한 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, the mechanism of alveolar bone formation to shorten the period of bone adhesion to 2 months has been revealed by some researchers, BMP belonging to the TGF group has been reported to play an important role. After the publication of the first study on BMP, many researchers have conducted many experiments with animals. Later, it was announced that humans as well as animals can induce bone regeneration and strengthen bone tissue. However, when the BMP was administered directly to the subject, it disappeared within a few minutes, and it was confirmed that the enzyme was present in the body to be degraded in a short time, thereby losing its function. As a result, in order to effectively induce new bone formation, it is necessary to administer the implant at a fairly high concentration within a short time. That is, as many problems are faced in terms of stability, pharmacokinetics, and cost, many researchers have developed methods to produce large amounts of BMP to promote bone growth by gene therapy. The method of producing the target protein by increasing the number of cells by applying the genetic recombination has been applied, and recently, using the peptide synthesizer (peptide synthesizer) to prepare the oligopeptides by organic synthesis method rather than genetic manipulation of the desired amino acid sequence to these materials Various researches are being actively conducted.

유전자 조작에 의한 목적 산물의 생산은 주로 천연 단백질(native protein)과 동일한 단백질을 생산하는 유전자를 미생물 또는 동물세포의 유전자에 도입하고 세포수를 증대시켜 목적으로 하는 재조합단백질을 대량 생산하는데 사용된다. 유전자를 도입하기 위하여 주로 바이러스 벡터, 세포-매개(cell-mediate) 그리고 비바이러스 벡터인 플라스미드, 리포펙션(lipofection) 등을 이용하고 있으며 바이러스 벡터를 이용한 부분에서는 많은 성과물들이 나오고 있는 실정이지만 안정성과 세포성 면역반응 및 체액성 면역반응에서는 이식유전자(transgenic) 발현정도가 주목할 정도로 줄어드는 단점을 보이고 있다.Production of a target product by genetic engineering is mainly used to introduce a gene that produces the same protein as a native protein into a gene of a microorganism or an animal cell and to increase the number of cells to mass produce a target recombinant protein. In order to introduce the gene, the virus vector, cell-mediate and non-viral vector, plasmid, lipofection, etc. are used. In sexual and humoral immune responses, the expression level of transgenic genes is remarkably reduced.

반면 펩타이드 합성기(peptide synthesizer)를 도입한 목적 물질의 생산은 일련의 유전자 조작이 불필요하며 단백질(native protein)의 전체 아미노산(whole amino acid) 서열이 아닌 일부 서열, 특히 단백질의 기능 발휘에 핵심적인 서열이 되는 올리고펩타이드를 개발하고 생산하는데 매우 효과적인 방법이다. 합성 종결 후 합성된 물질을 정제하기 위하여 HPLC를 수행하며 이는 유전자 조작에 의한 목적산물의 정제 단계에 비해 훨씬 단순하고 고순도로의 정제가 용이하다. 또한 합성기를 사용하면 목적에 따라 올리고펩타이드의 아미노산 서열 중 일부 아미노산의 변형(예: 아세틸레이션, 아미데이션, 포스포릴레이션 등)이 가능하므로 천연 단백질의 아미노산 서열의 구조와 부분적으로 다른 올리고펩타이드를 인위적으로 변형시켜서 제작이 가능한 장점을 가진다. 특히 아미노산 서열이 단백질에 비해 아주 짧은 서열인 경우, 합성기를 사용한 유기합성법은 유전자재조합으로 목적 물질을 생산하는 안정적인 세포주의 개발(PCR, 유전자 클로닝, 클론의 스크리닝 등등)하고 대량 배양시켜 목적 물질을 분리 정제하는 과정과 비교하여 개발에 소요되는 시간 및 경비를 단축시킬 수 있다.On the other hand, the production of the target substance incorporating a peptide synthesizer does not require a series of genetic manipulations and is not necessarily the whole amino acid sequence of the native protein, but is particularly essential for the functioning of the protein. It is a very effective way to develop and produce oligopeptides. After purification, HPLC is performed to purify the synthesized material, which is much simpler and easier to purify than the purification step of the desired product by genetic engineering. In addition, the use of a synthesizer allows modification of some amino acids in the amino acid sequence of the oligopeptide (eg, acetylation, amidation, phosphorylation, etc.) according to the purpose, so that oligopeptides that are partially different from the structure of the amino acid sequence of the natural protein are artificial. It has the advantage that it can be manufactured by transforming it into. In particular, when the amino acid sequence is a very short sequence compared to the protein, organic synthesis using a synthesizer is the development of a stable cell line (PCR, cloning, screening of clones, etc.) that produces the target substance by genetic recombination, and then mass culture to isolate the target substance. Compared to the refinement process, development time and costs can be reduced.

최근 골형성에 관여하는 BMP 및 세포외간질(extracellular matrix)의 전체 아미노산 서열 중에서 핵심적인 역할을 하는 아미노산 서열을 찾으려는 시도가 활발히 진행 중이며 이들 아미노산 서열을 합성기를 사용하여 제작하고 그 유효성을 평가하는 연구가 진행되고 있다.Recently, attempts have been made to find amino acid sequences that play a key role among the total amino acid sequences of BMPs and extracellular matrix involved in bone formation. These amino acid sequences are synthesized using a synthesizer and evaluated for their effectiveness. Research is ongoing.

현재까지의 다양한 표면처리 기술들이 개발되었으나 골과 임플란트간의 골유착 반응 매커니즘 분석에 대한 연구가 진행되어 있지 못한 상태이다. 최근 들어 골과 임플란트 계면에서의 반응 연구가 이루어지고 있으며 뼈를 생성하는 세포에 대한 연구가 진행되고 있으며 골유착을 촉진시키는 세포 인지도를 분석하고 있다.Various surface treatment techniques have been developed so far, but there is no research on analyzing the mechanism of bone adhesion reaction between bone and implant. Recently, research on reactions at the interface between bone and implants has been conducted, and studies on cells producing bones have been carried out, and cell recognition promoting bone adhesion has been analyzed.

임플란트의 골 유착 기간을 단축시키기 위한 방법으로 RGD 등의 생리 활성 물질을 임플란트 표면에 고정화 하는 방법들이 사용되고 있다. 이때 생리 활성물질을 고정하기 위해 티타늄 표면에 잘 고정화되는 실란 화합물을 중간기층으로 형성시키는 방법이 있다. 하지만 티타늄 자연 산화막에서는 티타늄 표면에 이러한 중간기층을 안정화시키는 하이드록시기가 15∼20% 밖에 존재하지 않기 때문에 실란막의 충분한 안정성을 확보하지 못한다. 이러한 표면에서는 인체내 체액에서 지속적인 실란층의 유출이 일어나 식립시 효과적으로 생리 활성물질이 기능을 발휘하는데 제한이 있다. As a method for shortening the bone adhesion period of the implant, methods of immobilizing a bioactive substance such as RGD on the implant surface have been used. At this time, there is a method of forming a silane compound that is well immobilized on the titanium surface as an intermediate layer to fix the bioactive material. However, in the titanium natural oxide film, since only 15 to 20% of the hydroxyl groups for stabilizing the intermediate layer are present on the titanium surface, the silane film does not secure sufficient stability. On this surface, the silane layer is continuously leaked from the body fluid in the human body, and thus, the bioactive substance functions effectively during implantation.

예컨대, 관련 출원으로서 한국특허공개 2006-0110190(생체활성물질이 코팅된 치과용 임프란트와 그 코팅방법), 2006-110189, 2006-0082060, 2006-0101019 등이 알려져 있다. 이들 특허에 공개된 내용은 본 발명의 참조 내용으로 한다.For example, Korean Patent Publication No. 2006-0110190 (Dental implant coated with a bioactive material and its coating method), 2006-110189, 2006-0082060, 2006-0101019 and the like are known as related applications. The contents disclosed in these patents are incorporated by reference of the present invention.

이에, 본 발명자들은 임플란트 표면 개질을 목적으로 생리활성 물질 고정화를 위한 티타늄 표면 처리 기술을 개발, 연구하던 중 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제조된 생체 이식용 임플란트의 표면에 생리 활성 물질을 코팅하기 위한 중간 코팅 막의 화학적, 물리적 안정성을 부여하는 합성펩타이드 고정화방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors developed and studied a titanium surface treatment technology for immobilizing bioactive substances for the purpose of implant surface modification, and an intermediate coating for coating a bioactive substance on the surface of a living implant implant made of titanium or titanium alloy. The present invention has been completed by developing a synthetic peptide immobilization method to impart chemical and physical stability of the membrane.

본 발명의 목적은 티타늄 표면에 실란 화합물을 고정화 시켰을 때 안정화시키는 기판 처리방법과 고정된 실란화합물에 생리 활성물질을 고정화방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate treatment method for stabilizing when the silane compound is immobilized on the titanium surface and a method for immobilizing a physiologically active substance on the immobilized silane compound.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ⅰ) 생체 이식용 임플란트(1) 표면 에 화학적 산화막을 형성(2)시키는 단계; ⅱ) 피라냐(piranha), O3 또는 H2O-Plasma 활성화 반응을 이용하여 상기 임플란트 표면을 처리하여 양극 산화막을 활성화(3)시키는 단계; ⅲ) 상기 양극 산화막 표면에 실란기(4)를 가지는 반응기형성 물질로 중간 반응기층을 형성하는 단계; ⅳ) 실란기를 포함하여 기판에 형성된 중간반응층과 생리활성물질을 연결하는 링커를 고정화하는 단계; 및 ⅴ) 상기 중간 반응기층이 형성된 임플란트에 골 유착 촉진을 위한 생리활성 물질(6)을 고정화하는 단계를 포함하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: (2) forming a chemical oxide film on the surface of the implant (1) for living implantation; Ii) activating (3) the anodic oxide film by treating the implant surface using a piranha, O 3 or H 2 O-Plasma activation reaction; Iii) forming an intermediate reactor layer of a reactor-forming material having a silane group (4) on the surface of the anodic oxide film; Iii) immobilizing a linker connecting the intermediate reaction layer and the bioactive material formed on the substrate, including the silane group; And iii) immobilizing the bioactive material 6 for promoting bone adhesion to the implant on which the intermediate reactor layer is formed.

본 발명의 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법에 있어서, 상기 임플란트는 티타늄을 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 상기 ⅰ) 단계의 화학적 산화막은 인산/황산용액(즉, 황산과 인산을 혼합한 전해질 용액)에서 양극산화방법을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.In the method of immobilizing a physiologically active substance on the surface of an implant of the present invention, the implant is preferably composed of titanium as a main component, and the chemical oxide film of step (iii) is a phosphoric acid / sulfuric acid solution (that is, an electrolyte solution in which sulfuric acid and phosphoric acid are mixed). It is preferably formed using an anodization method in the).

또한, 본 발명의 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법에 있어서, 상기 중간 반응기형성 물질은 R2-(CH2)n-Si-(R1)3의 구조식으로 이루어지며, 이때 R1은 -Cl, -OCH3, -OCH2CH3로 이루어진 군에서 선택되고, R2는 -NH2(아민), -COOH(카르복실), -CHO(알데하이드), 에폭시기 및 -CH=CH2(알킨)로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 n은 3∼18인 것이 바람직하다. 상기 중간 반응기형성 물질은 APTES(3-aminopropyltriethoxysilane) 화합물 또는 TSBA(triethoxysilylbutanaldehyde) 화합물인 것이 보다 바람직하다.Further, in the immobilization method of a physiologically active substance on the implant surface of the present invention, the intermediate material is formed in the reactor R 2 - made of a structural formula of (CH 2) n -Si- (R 1) 3, wherein R 1 is - Cl, -OCH 3 , -OCH 2 CH 3 is selected from the group consisting of R 2 is -NH 2 (amine), -COOH (carboxyl), -CHO (aldehyde), epoxy group and -CH = CH 2 (alkyne) It is selected from the group consisting of), It is preferable that the said n is 3-18. The intermediate reactor forming material is more preferably an APTES (3-aminopropyltriethoxysilane) compound or TSBA (triethoxysilylbutanaldehyde) compound.

또한, 본 발명의 임플란트 표면에 생리활성 물질 고정화 방법에 있어서, 상 기 ⅳ)단계의 실란기와 생리활성물질을 연결하는 링커물질은 실란기와 생리활성물질의 작용기에 화학적으로 공유결합을 할 수 있는 양말단 작용기 물질이 사용되어야 하며, 이는 BMOE(Bis-maleimidoethane) 화합물 또는 SMCC(succinimidyl 4-(N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate) 화합물인 것이 바람직 하다. In addition, in the method of immobilizing a physiologically active substance on the surface of the implant of the present invention, the linker material connecting the silane group and the physiologically active substance in step iii) is a sock that can chemically covalently bond to the functional group of the silane and the bioactive substance. However, a functional group material should be used, which is preferably a BMOE (Bis-maleimidoethane) compound or SMCC (succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate) compound.

또한, 본 발명의 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법에 있어서, 상기 ⅴ) 단계의 생리활성 물질은 합성펩타이드인 것이 바람직하며, 아미노산으로 구성된 천연 단백질, 또는 생체모방 구조를 가진 물질 또한 같은 방법으로 수행이 가능하다. In addition, in the method of immobilizing a bioactive material on the surface of the implant of the present invention, the bioactive material of step iii) is preferably a synthetic peptide, a natural protein composed of amino acids, or a material having a biomimetic structure in the same manner It can be done.

또한, 본 발명의 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법에 있어서, 상기 ⅴ) 단계에서 생리활성 물질을 고정화시에 상기 생리활성 물질의 활성 특성을 극대화하고 생리활성 물질의 표면 농도제어를 위하여, 추가적으로 매트릭스 물질(6)이 함께 도입되는 것이 바람직하고, 이때 상기 매트릭스 물질(7)은 생리활성물질과 크기가 유사한 단분자 또는 고분자형태이고, 한쪽 말단에 -NH2, -COOH, -COH, 및 -SH로 이루어진 군에서 선택된 기능기를, 다른쪽 말단에 -OH, -CH3와 같은 생리활성물질과는 반응성이 없는 기능기를 갖는 것이 보다 바람직하며, PLL(Poly-L-Lysine hydrochloride)인 것이 가장 바람직하다.In addition, in the method of immobilizing a bioactive material on the surface of the implant of the present invention, in order to maximize the active characteristics of the bioactive material and to control the surface concentration of the bioactive material in the step of immobilizing the bioactive material in the step iii), Preferably, the matrix material 6 is introduced together, wherein the matrix material 7 is in the form of a single molecule or polymer similar in size to the bioactive material, and at one end is -NH 2 , -COOH, -COH, and- More preferably, the functional group selected from the group consisting of SH has a functional group which is not reactive with bioactive substances such as -OH and -CH 3 at the other end, and most preferably PLL (Poly-L-Lysine hydrochloride). Do.

또한, 도 22를 참조하여 설명하면, 본 발명의 임플란트 표면처리 방법은 티타늄을 주성분으로 하는 생체 이식용 임플란트(1) 표면에 인산/황산 혼합용액에서 양극산화방법을 이용한 화학적 산화막을 형성(2)시키는 단계와 피라냐(piranha), O3, H2O-Plasma 등을 이용하여 표면을 처리하여 양극 산화막을 활성화시키는(3) 단계, 그리고 실란기(4)를 가지는 중간 반응기층을 형성하는 단계와 실란기와 생리활성물질을 고정화 할 수 있는 링커층을 형성하는 단계(5), 형성된 임플란트에 골 유착 촉진을 위한 생리활성 물질을 고정화(6)하는 단계로 이루어지며, 생리활성 물질의 활성 특성을 극대화하기 위하여 표면 농도제어를 위한 매트릭스 물질(7) 도입이 생리활성 물질과 적절한 혼합농도 비율로써 중간 반응 층 성형단계 이후 생리활성물질 도입단계에서 추가된다(도 22).In addition, referring to Figure 22, the implant surface treatment method of the present invention is to form a chemical oxide film using an anodizing method in a phosphoric acid / sulfuric acid mixed solution on the surface of the implant (1) for biological implants (T) as the main component (2) And a surface treatment using piranha, O 3 , H 2 O-Plasma, etc. to activate the anodic oxide film (3), and to form an intermediate reactor layer having a silane group (4); (5) forming a linker layer capable of immobilizing the silane group and the bioactive material, and immobilizing the bioactive material for promoting bone adhesion to the formed implant (6), maximizing the active properties of the bioactive material In order to control the surface concentration, the introduction of the matrix material (7) was added in the step of introducing the bioactive material after the intermediate reaction layer forming step at a suitable concentration ratio with the bioactive material. (Fig. 22).

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명은 산화막이 두텁고 표면이 거칠어 임플란트 용도로 사용함에 있어 보다 안정적인 산화막을 형성하였으며 골질 형성시 세포가 더 잘 흡착되고 성장속도가 빨라지는 효과를 나타낼 뿐만 아니라 골형성을 촉진시키는 합성펩타이드(생체유사물질)를 임플란트 표면에 일정한 농도로 고정시킴으로써 골유착 기간을 단축시키고 특히 저골질 또는 골량이 부족한 환자의 시술 성공률을 증대시킬 수 있다. By such a configuration, the present invention has a thick oxide surface and rough surface to form a more stable oxide film for use in implants, and promotes bone formation as well as the effect that cells are better adsorbed and growth rate is increased during bone formation. By fixing the synthetic peptide (bio-like substance) to a constant concentration on the implant surface it can shorten the period of bone adhesion and in particular increase the success rate of patients with low bone mass or lack of bone mass.

본 발명에 따른 단계의 구체적인 설명은 아래와 같다.A detailed description of the steps according to the invention is as follows.

i) 양극산화방법i) anodization

황산과 인산을 혼합한 전해질 용액을 사용하여 양극산화 처리를 한다. 양극 산화 시스템은 양극과 음극, 전해질로 사용되는 반응조 안의 황산용액 그리고 직류 정전 원 장치로 구성되어 있고 양극 산화 과정 시 발생하는 기포를 제거하기 위하여 교반기(stirrer)를 사용하며, 선반 가공된 상태의 디스크(disc)를 에탄올과 증류수로 초음파 세척한 후 디스크를 양극에, 백금을 음극에 고정시키고 황산(H2SO4)/인산(H3PO4)의 전해질이 포함된 용액을 반응조 안에 넣어 300V의 전압에서 0.53A의 전류를 이용하여 양극산화를 수행한 결과, 내경이 약 2∼5um의 다공성 구조를 가지는 산화층을 형성시킨다.Anodization is performed using an electrolyte solution containing sulfuric acid and phosphoric acid. The anodic oxidation system consists of a positive electrode, a negative electrode, sulfuric acid solution in a reactor used as an electrolyte, and a direct current electrostatic device, and uses a stirrer to remove bubbles generated during the anodic oxidation process. (disc) was ultrasonically washed with ethanol and distilled water, and then the disk was fixed to the positive electrode, platinum was fixed to the negative electrode, and a solution containing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) / phosphate (H 3 PO 4 ) electrolyte was added to the reaction vessel at 300V. As a result of anodizing using a current of 0.53A at a voltage, an oxide layer having a porous structure with an inner diameter of about 2 to 5um is formed.

ⅱ) 피라냐(piranha), O3 및 H2O-Plasma를 이용하여 상기 임플란트 표면을 처리하여 양극 산화막을 활성화(3)시키는 단계를 통하여 실란기 막을 안정적으로 고정화 할 수 있도록 표면을 개질하며, 이는 UV/O 처리 장비 (UVO-cleaner, Jelight, USA)에서 건조된 기판을 10분 동안 처리하거나 30 % 과산화수소와 70% 황산 혼합액을 섞은 피라냐 용액에서 10분∼1시간의 산화 과정을 통해 이루어진다. (Macromol. Symp. 253 (2007), p115 - 121)Ii) treating the implant surface with piranha, O 3 and H 2 O-Plasma to activate (3) the anodic oxide film, thereby modifying the surface to stably fix the silane film. Dry substrates are treated with UV / O treatment equipment (UVO-cleaner, Jelight, USA) for 10 minutes or 10 minutes to 1 hour oxidation in a piranha solution mixed with 30% hydrogen peroxide and 70% sulfuric acid. (Macromol. Symp. 253 (2007), p115-121)

ⅲ) 상기 양극 산화막 표면에 실란기(4)을 가지는 중간 반응기형성 물질로 중간 반응기층을 형성하는 단계; 생리활성 물질을 공유결합적으로 안정되게 양극 산화막 표면에 고정화 하기 위하여, 활성화 된 양극 산화막 표면에 3개의 탈착작용기를 가지며 생리활성물질을 고정화 하기 위한 작용기를 가지는 실란 물질을 에탄올등의 유기 용매상에서 1 ~ 10 % 농도수준의 용액으로 1 시간 이상 반응을 보낸 후 세척하여 100 ℃ 이상의 고온에서 막을 안정화 시킨다. [Surface Science 458 (2000), p80 - 90] Iii) forming an intermediate reactor layer with an intermediate reactor forming material having a silane group (4) on the surface of the anodic oxide film; In order to immobilize the bioactive material covalently and stably on the surface of the anodic oxide, a silane material having three desorption functional groups on the surface of the activated anodic oxide film and having a functional group for immobilizing the bioactive material may be prepared in an organic solvent such as ethanol. After reaction for more than 1 hour with a solution of ~ 10% concentration level, the membrane is stabilized at a high temperature of more than 100 ℃ by washing. Surface Science 458 (2000), p 80-90]

ⅳ) 상기 중간 반응기층이 형성된 임플란트에 골 유착 촉진을 위한 생리활성 물질을 고정화(5)하는 단계; 골 유착 촉진을 돕는 생리활성 물질을 양극 산화막 표면에 안정적으로 고정화하기 위하여 실란막을 통하여 형성된 표면 작용기와 화학적인 공유결합을 할 수 있는 작용기를 생리활성 물질에 도입하여 이를 녹인 용액상에 기판을 담가놓는 간단한 형태로 자발적인 결합이 이루어지도록 한다. (Mat.Sci.&Eng.C 23 (2003) 395)Iii) immobilizing (5) the bioactive material for promoting bone adhesion to the implant in which the intermediate reactor layer is formed; In order to stably fix the bioactive material that promotes bone adhesion on the surface of the anodized film, a surface functional group formed through the silane film and a functional group capable of chemical covalent bonding are introduced into the bioactive material and the substrate is immersed in the dissolved solution. Allow spontaneous association in a simple form. (Mat.Sci. & Eng.C 23 (2003) 395)

본 발명자들은 제작된 티타늄 양극산화 표면에서의 실란 코팅막의 고정화는 실란화합물 중 한가지인 APTES(Aminopropyltriethoxysilane)를 티타늄 양극산화 표면에 고정시키고 XPS를 통해 확인하였다(표 1. 양극산화 표면의 실란층 코팅 전 후 XPS 원소 분석 데이터). The inventors of the present invention confirmed that the silane coating film was immobilized on the titanium anodized surface of APTES (Aminopropyltriethoxysilane), which is one of the silane compounds, through XPS (Table 1. Before coating the silane layer on the anodized surface). After XPS elemental analysis data).

Elements (XPS)Elements (XPS) 양극산화표면Anodized surface 실란층 코팅 후 양극산화표면Anodized surface after silane layer coating At % At% RatioRatio At % At% RatioRatio CC 28.9828.98 3.003.00 30.0930.09 4.074.07 OO 49.949.9 5.175.17 48.2548.25 6.536.53 TiTi 9.669.66 1.001.00 7.397.39 1.001.00 PP 9.939.93 1.031.03 11.5311.53 1.561.56 NN 1.541.54 0.160.16 0.980.98 0.130.13 SiSi 00 0.000.00 1.751.75 4.224.22

또한 고정화한 실란물질의 안정성 확인을 위하여 APTES를 고정시킨 티타늄 양극산화 표면에 형광물질인 FITC(Fluorescence isothiocyanate)를 APTES의 아민기와 반응하여 표면에 고정시켰다. 형광물질을 고정시킨 기판을 생체 유사 용액인 Hank's Balanced salt solution에 담궈 놓은 상태에서 시간에 따른 형광물질의 용출을 확인하였다(도 6). 대조군은 티타늄 자연산화막 표면으로 본 발명의 양극산화 표면과의 차이를 확인하였으며 자연 산화표면에 비해 양극산화 표면이 안정하게 존재함을 알 수 있었다(도 23). In addition, in order to confirm the stability of the immobilized silane material, the fluorescent material FITC (Fluorescence isothiocyanate) on the titanium anodized surface on which APTES was fixed was reacted with the amine group of APTES and fixed on the surface. The elution of the fluorescent material with time was confirmed in the state in which the substrate to which the fluorescent material was immobilized was immersed in Hank's Balanced salt solution, which is a bio-like solution (FIG. 6). The control group was a titanium natural oxide film surface was confirmed a difference from the anodized surface of the present invention and it was found that the anodized surface is present more stably than the natural oxide surface (Fig. 23).

현재까지 알려진 바(Langmuir 2003, 19, 200-204; United States Patent, 제6,645,644호)에 의하면 티타늄 표면에 인산을 이용한 표면처리를 통해 표면의 하이드록시기를 증가시켜 실란 코팅막의 안정성을 증진시킨 것이 보고되어 있다. 본 발명에서 티타늄 표면을 양극산화법으로 처리한 뒤 XPS로 확인한 결과, 양극산화 표면에서 인과 산소 원자가 Ti 원소를 기준으로 했을 때 증가함을 확인하였으며 양극산화시 사용된 인산이 티타늄 산화물의 결정 사이에 존재함을 확인할 수 있었다(표 2. 티타늄 자연산화 표면과 양극산화 표면의 XPS 원소 분석 데이터).According to what is known so far ( Langmuir 2003 , 19, 200-204; United States Patent, 6,645,644), the surface treatment with phosphoric acid on the surface of titanium increased the hydroxyl group of the surface to increase the stability of the silane coating film. It is. In the present invention, after the titanium surface was treated by anodization and confirmed by XPS, it was confirmed that the phosphorus and oxygen atoms on the anodized surface increased based on the Ti element, and the phosphoric acid used during anodization was present between the crystals of the titanium oxide. (Table 2. XPS elemental analysis data of titanium natural oxide surface and anodized surface).

Elements (XPS)Elements (XPS) 자연산화 표면Natural oxide surface 양극산화표면Anodized surface At % At% RatioRatio At % At% RatioRatio O  O 79.5779.57 4.074.07 75.1975.19 5.695.69 P  P 0.890.89 0.050.05 11.5911.59 0.880.88 Ti Ti 19.5319.53 1.001.00 13.2213.22 1.001.00

본 발명의 고정화 방법은 종래의 방법과 달리 양극 산화법을 통해 산화막 표 면을 형성시키고 이어서 실란기(4)을 가지는 중간 반응기형성 물질로 중간 반응기층을 형성한 후에 생리활성 물질을 고정화함으로써, 산화막이 두텁고 표면이 거칠어 임플란트 용도로 사용함에 있어 보다 안정적인 산화막을 형성하였으며 골질 형성시 세포가 더 잘 자라는 효과를 나타낼 뿐만 아니라 골형성을 촉진시키는 합성펩타이드(생체유사물질)를 임플란트 표면에 일정한 농도로 고정시킴으로써 골유착 기간을 단축시키고 특히 저골질 또는 골량이 부족한 환자의 시술 성공률을 증대시킬 수 있다.Unlike the conventional method, the immobilization method of the present invention forms an oxide film surface through anodization and then forms an intermediate reactor layer with an intermediate reactor-forming material having a silane group (4), thereby immobilizing the bioactive material. Its thick and rough surface forms a more stable oxide film for use in implants, and by fixing a synthetic peptide (bio-like substance) that promotes bone formation at a constant concentration on the implant surface as well as showing the effect of growing cells better during bone formation. It can shorten the period of bone adhesion and increase the success rate of procedure, especially in patients with low bone mass or lack of bone mass.

본 발명에 따른 방법은 치과용, 또는 다른 골이식재의 고정화에도 사용될 수 있다.The method according to the invention can also be used for dental or other fixation of bone grafts.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited to the following examples and may be changed to other embodiments equivalent to substitutions and equivalents without departing from the technical spirit of the present invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

<실시예 1> 티타늄에 양극 산화 반응과 이의 활성화Example 1 Anodic Oxidation to Titanium and Its Activation

생체이식용 임플란트 양극산화막을 활성화 시키는 기법은 양극 산화된 임플란트의 표면을 중성세제와 고순도 에탄올, 초순주 증류수로 세정하고 건조한 후 UV/O 처리 장비 (UVO-cleaner, Jelight, USA)에서 10분 동안 일정한 전류와 전압을 유지한 조건하에서 처리하거나 동일한 세척 및 건조과정을 거친 임플란트를 30 % 과산화수소와 70% 황산 혼합액을 섞은 피라냐 용액에서 10분 ∼1시간의 산화반응 과정을 실시하고 고순도 에탄올, 초순주 증류수로 세정하고 건조하는 과정을 통해 이루어진다. (Macromol. Symp. 253 (2007) 115 - 121) The technique for activating the biotransplantation anodization membrane is to clean the surface of the anodized implant with neutral detergent, high purity ethanol and ultrapure distilled water, and then dry it for 10 minutes in UV / O treatment equipment (UVO-cleaner, Jelight, USA). Under the condition of maintaining current and voltage, or the same washing and drying process, the implant was subjected to oxidation reaction for 10 minutes to 1 hour in piranha solution mixed with 30% hydrogen peroxide and 70% sulfuric acid solution, and high-purity ethanol and ultrapure distilled water. This is done through a process of washing and drying. (Macromol. Symp. 253 (2007) 115-121)

<실시예 2> 실란기 및 PLL 고정Example 2 Fixing of Silane and PLL

<2-1> 실란기(APTES) 고정방법<2-1> Fixing Silane (APTES)

본 발명자들은 실란기 고정을, 20장의 시편(CellNest)을 기준으로 APTES 화합물의 반응 조건을 결정하여 고정화 반응을 실시하였다. 따라서, 기판 수에 따라 각 용액의 볼륨과 양이 조절된다. 즉 처리해야 하는 임플란트의 개수가 변하면 이에 따라 반응 용액의 총 부피가 달라져야 하고 이에 사용되는 실란 화합물의 양도 변화된다. 단, 반응용액의 농도는 반응용액의 부피에 무관하게 일정한 값을 갖도록 제조한다. The inventors carried out the immobilization reaction by determining the reaction conditions of the APTES compound based on the silane group fixation based on 20 specimens (CellNest). Therefore, the volume and amount of each solution are adjusted according to the number of substrates. In other words, if the number of implants to be treated is changed, the total volume of the reaction solution must be changed and the amount of silane compound used therein is also changed. However, the concentration of the reaction solution is prepared to have a constant value regardless of the volume of the reaction solution.

각 시편은 사용하기 전에 에탄올 200 ㎖와 3차 증류수 200 ㎖에 초음파 세척기(Cole-Palmer, 55 kHz)를 이용하여 실온에서 10분 동안 세척하고 질소 건조한 뒤 UV-O3 cleaner(Jelight UVO-cleaner 42-220)를 사용하여 표면 잔류 유기물을 제거하였다.Each specimen was washed for 10 minutes at room temperature using an ultrasonic cleaner (Cole-Palmer, 55 kHz) in 200 ml of ethanol and 200 ml of tertiary distilled water before use, and dried under nitrogen, followed by UV-O3 cleaner (Jelight UVO-cleaner 42-). 220) was used to remove surface residual organics.

상기 시편을 실란 코팅하여 기능기를 형성시키기 위해 APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)(Aldrich, Cat No.440140) 실란 화합물을 사용하였다. 세정된 시편을 페트리디쉬(petri dish)에 넣고 glove box의 삽입부에 페트리디쉬를 넣고 20분 동안 감압한 후 시편을 집어넣었다. 무수에탄올(Ethanol anhydrous, Aldrich, Cat No.277649) 10 ㎖를 15 ㎖ 팔콘 튜브(Falcon tube)에 넣고 APTES를 1 ㎖ 피펫을 이용하여 250 ㎕(2.5 % APTES 용액 제조)를 첨가한 후 10여 차례 세차게 용액을 섞어 주었다. 제조한 용액을 페트리디쉬에 반응하고자 하는 면을 위로 하여 부어준 뒤 뚜껑을 덮고 90분 동안 실온에서 반응을 진행하였다. 반응 후 세척을 위해 100 ㎖ 비커에 EtOH 50 ㎖를 채우고 페트리디쉬에 20 ㎖ 가량의 에탄올을 채워놓았다. 90분 후 반응이 끝난 기판을 비커에 담긴 EtOH 50 ㎖를 이용하여 8-10회 흔들어서 세정한 후 20 ㎖ 에탄올이 담긴 페트리디쉬에 옮겨 담았다. 20장을 모두 세정한 후 페트리디쉬 뚜껑을 덮은 채로 기판을 glove box에서 꺼내어 공기중으로 옮겼다. 질소 건조를 하기 전 공기중에서 다시 한번 비커에 담긴 50 ㎖ 에탄올을 이용하여 8-10회 세차게 흔들어서 세정한 후 즉시 질소로 건조하였다. 건조가 끝난 기판은 110℃ 오븐에서 유리 페트리디쉬에 넣어 뚜껑을 덮은 채로 1시간동안 구웠다.A silane compound of APTES (3-aminopropyltriethoxysilane) (Aldrich, Cat No. 440 140) was used to form a functional group by silane coating the specimen. The washed specimens were placed in a petri dish, a petri dish was placed in the insertion portion of the glove box, and the pressure was reduced for 20 minutes. 10 ml of ethanol (Ethanol anhydrous, Aldrich, Cat No. 277649) were placed in a 15 ml Falcon tube and 250 µl (prepared 2.5% APTES solution) was added using a 1 ml pipette. Mix the solution vigorously. The prepared solution was poured into the petri dish with the side to be reacted up, and then the lid was covered and the reaction was performed at room temperature for 90 minutes. After the reaction, 50 ml of EtOH was charged in a 100 ml beaker and 20 ml of ethanol was charged in a petri dish. After 90 minutes, the finished substrate was washed by shaking 8-10 times using 50 ml of EtOH in a beaker and then transferred to a petri dish containing 20 ml of ethanol. After washing all 20 sheets, the substrate was removed from the glove box with the petri dish lid and transferred to the air. Before nitrogen drying, the resultant was washed by shaking 8-10 times with 50 ml of ethanol in the beaker once again in air and dried immediately with nitrogen. The dried substrate was placed in a glass petri dish in an oven at 110 ° C. and baked for 1 hour with a lid closed.

<2-2> PLL 고정방법<2-2> PLL fixing method

본 발명자들은 PLL 고정을 20장의 시편을 기준으로 작성하였다. 따라서, 기판 수에 따라 각 용액의 볼륨과 양이 달라진다.We prepared PLL fixation based on 20 specimens. Therefore, the volume and amount of each solution vary depending on the number of substrates.

각 시편은 사용하기 전에 에탄올 200 ㎖와 3차 증류수 200 ㎖에 초음파 세척기(Cole-Palmer, 55 kHz)를 이용하여 실온에서 10분 동안 세척하고 질소 건조한 뒤 UV-O3 cleaner(Jelight UVO-cleaner 42-220)를 사용하여 표면 잔류 유기물을 제거하였다.Each specimen was washed for 10 minutes at room temperature using an ultrasonic cleaner (Cole-Palmer, 55 kHz) in 200 ml of ethanol and 200 ml of tertiary distilled water before use, and dried under nitrogen, followed by UV-O3 cleaner (Jelight UVO-cleaner 42-). 220) was used to remove surface residual organics.

상기 시편을 실란 코팅시키기 위해 TSBA(triethoxysilylbutanaldehyde) (Gelest. Inc, USA) 실란 화합물을 사용하였다. 세정된 시편을 페트리디쉬에 넣고 glove box에 20분 동안 감압한 후 시편을 집어넣었다. 무수에탄올(Ethanol anhydrous, aldrich, Cat. No. 277649) 10 ㎖를 15 ㎖ 팔콘튜브(Falcon tube)에 넣고 TSBA를 1 ㎖ 피펫을 이용하여 250 ㎕(2.5 % TSBC 용액 제조)를 첨가한 후 10여 차례 세차게 용액을 섞어 주었다. 제조한 용액을 페트리디쉬에 반응하고자 하는 면을 위로 하여 부어준 뒤 뚜껑을 덮고 90분 동안 실온에서 반응하였다. 반응 후 세척을 위해 50 ㎖ 혹은 100 ㎖ 비커에 EtOH 50 ㎖를 채우고 페트리디쉬에 20 ㎖ 가량의 에탄올을 채워놓았다. 90분 후 반응이 끝난 기판을 비커에 담긴 EtOH 50 ㎖를 이용하여 8~10회 흔들어서 세정한 후 20 ㎖ 에탄올이 담긴 페트리디쉬에 옮겨 담았다. 20장을 모두 세정한 후 페트리디쉬 뚜껑을 덮은 채로 기판을 공기중으로 옮겼다. 질소 건조를 하기 전 공기 중에서 다시 한번 비커에 담긴 50 ㎖ 에탄올을 이용하여 8~10회 흔들어서 세정한 후 즉시 질소가스 이용하여 기판을 건조하였다. 건조가 끝난 기판은 110℃ 오븐에서 유리 페트리디쉬에 넣어 뚜껑을 덮은 채로 1시간 동안 구웠다.A silane compound of triethoxysilylbutanaldehyde (TSBA) (Gelest. Inc, USA) was used for silane coating the specimen. The washed specimen was placed in a petri dish and decompressed in a glove box for 20 minutes, and then the specimen was placed. 10 ml of anhydrous ethanol (Ethanol anhydrous, aldrich, Cat. No. 277649) was added to a 15 ml Falcon tube and TSBA was added using a 1 ml pipette to add 250 µl (preparation of 2.5% TSBC solution). The solution was mixed in turn. The prepared solution was poured into the petri dish with the side to be reacted up, and then the lid was reacted at room temperature for 90 minutes. After the reaction, 50 ml of EtOH was charged in a 50 ml or 100 ml beaker and 20 ml of ethanol was charged in a petri dish. After 90 minutes, the finished substrate was washed by shaking 8-10 times using 50 ml of EtOH contained in a beaker, and then transferred to a petri dish containing 20 ml ethanol. After all 20 sheets had been cleaned, the substrate was transferred to the air with the Petri dish lid closed. Before nitrogen drying, the substrate was dried by using nitrogen gas immediately after shaking 8-10 times with 50 ml of ethanol contained in a beaker in air. The dried substrate was placed in a glass petri dish in an oven at 110 ° C. and baked for 1 hour while covering the lid.

TSBA가 고정된 기판을 페트리디쉬에 반응 면이 위로 가게 담았다. 이후 PLL(Poly-L-Lysine hydrochloride)(Aldrich, USA, Cat No. P2658) 고분자를 2 ㎎을 pH 9.0 bicarbonate 버퍼(NaHCO3/ Na2CO3) 10 ㎖에 녹이고 여기에 알데히드와 아민기의 가역적인 C=N 이중결합을 환원시켜서 안정화된 C-N 결합으로 형성시키는 환원제인 NaCNBH3(SODIUM CYANOBOROHYDRIDE, 5.0M SOLUTION IN AQUEOUS CA. 1M SODIUM HYDROXIDE, Aldrich, Cat. No. 296945) 10 ㎕를 첨가하여 반응용액을 제조하였다. 기판이 담긴 페트리디쉬에 1시간 동안 반응시켰다. 세척을 위해 100 ㎖ 비커 4개를 준비하여 비커 2개에는 50 ㎖ pH 9.0 bicarbonate 버퍼를 나머지 2개에는 50 ㎖ 3차 증류수를 채웠다. 반응이 끝난 뒤 pH 9.0 bicarbonate 버퍼에 8~10회 흔들어서 2차례 세정한 후 3차 증류수에 8-10회 흔들어서 2차례 세정한 후 질소 가스 혹은 깨끗한 공기를 이용하여 기판을 건조하였다.The TSBA immobilized substrate was placed in a petri dish with the reaction surface facing up. Then, 2 mg of Poly-L-Lysine hydrochloride (PLL) (Aldrich, USA, Cat No. P2658) polymer was dissolved in 10 ml of pH 9.0 bicarbonate buffer (NaHCO 3 / Na 2 CO 3 ), and reversible aldehyde and amine groups were added thereto. Reaction solution was added by adding 10 µl of NaCNBH 3 (SODIUM CYANOBOROHYDRIDE, 5.0M SOLUTION IN AQUEOUS CA.1M SODIUM HYDROXIDE, Aldrich, Cat. Was prepared. The petri dish containing the substrate was allowed to react for 1 hour. Four 100 ml beakers were prepared for washing, two beakers were filled with 50 ml pH 9.0 bicarbonate buffer and the other two with 50 ml tertiary distilled water. After the reaction, the mixture was washed twice by shaking 8-10 times in a pH 9.0 bicarbonate buffer, and then washed twice by shaking 8-10 times in distilled water, followed by drying the substrate using nitrogen gas or clean air.

<2-3><2-3> APTES, PLL 고정 결과APTES, PLL Fixed Results

1) 반응 여부 확인1) Check for reaction

각 티타늄 산화층위에 APTES, PLL 박막의 고정은 XPS(X-ray photonic spectrometry, SIGMA PROBE ESCA, ThermoVG, U.K.) 및 형광현미경(Axiovert 200, ZEISS, Germany)을 이용하여 확인하였다(도 1 내지 도 3).Fixation of APTES and PLL thin films on each titanium oxide layer was confirmed using XPS (X-ray photonic spectrometry, SIGMA PROBE ESCA, ThermoVG, UK) and fluorescence microscope (Axiovert 200, ZEISS, Germany) (FIG. 1 to 3). .

구체적으로, 양극 산화된 티타늄 산화막에 APTES와 TSBA-PLL을 반응을 보낸 후 XPS를 통하여 표면 원소 분석을 통해 고정 여부를 확인하였다. 도 1에서 보듯이 APTES 반응 후 기존 양극산화 티타늄 기판에서 관찰되지 않던 규소(Si) 원소가 증가하였으며, 탄소 원소의 양이 증가하고 표면에 존재하던 카르복실기(carboxyl) 작용기가 실란 반응 후 줄어들었음을 확인하였다. TSBA 반응 후에는 도 2와 같이 규소 원소가 증가한 것과 탄소 원소의 양이 증가하고 표면에 존재하던 카르복실기(carboxyl) 작용기가 실란 반응 후 동일하게 줄어들었으며 추가로 카르보닐기가 증가함을 확인하였다. 또한, TSBA에 PLL이 고정함에 따라 도 3에서 보듯이 질소(N) 원소의 양이 증가하였고 또한, TSBA 상태에서의 a㎜onium salt 형태의 결합에너지인 420 eV에서 PLL이 고정됨에 따라 유기간질(organic matrix) 형태의 결합에너지인 400 eV로 변화하였음을 확인하였다.Specifically, after the reaction of the APTES and TSBA-PLL to the anodized titanium oxide film was confirmed through the surface element analysis through XPS to determine whether or not fixed. As shown in FIG. 1, after the APTES reaction, the silicon (Si) element, which was not observed on the existing anodized titanium substrate, was increased, and the amount of the carbon element was increased, and the carboxyl functional groups on the surface were reduced after the silane reaction. It was. After the TSBA reaction, as shown in FIG. 2, the increase of the silicon element and the amount of the carbon element were increased, and the carboxyl functional groups on the surface were reduced after the silane reaction, and the carbonyl group was further increased. In addition, as the PLL is fixed to TSBA, the amount of nitrogen (N) element is increased as shown in FIG. 3, and as the PLL is fixed at 420 eV, the binding energy of ammonium salt form in TSBA state, It was confirmed that the binding energy of the organic matrix) was changed to 400 eV.

아민과 선택적으로 반응하는 형광물질인 FITC를 사용하여 도 4와 같이 각 단계별 형광 이미지를 측정한 결과, APTES와 PLL이 고정된 후 형광이 고르게 전면적에 걸쳐 관찰되어 전면적에 걸쳐 APTES, PLL이 고르게 고정된 것으로 보인다. 그에 반해 그 전단계인 양극 산화된 티타늄 표면과 TSBA가 고정된 상태에서는 일부 영역에서 약한 형광이 관찰되었으며 이는 물리적 흡착이나 표면의 불순물에 고정화된 형광으로 판단된다. 또한, 이를 이용하여 APTES 와 PLL 고정에 대한 가장 간단한 Q.C. 방법으로 사용될 수 있다(도 4).As a result of measuring the fluorescence image of each step using FITC, a fluorescent substance reacting selectively with the amine, as shown in Fig. 4, after the APTES and PLL were fixed, the fluorescence was observed evenly over the entire area, and the APTES and PLL were evenly fixed throughout the entire area. Seems to have been. On the other hand, weak fluorescence was observed in some regions of the anodized titanium surface and TSBA in a fixed state, which is considered to be fluorescence immobilized on physical adsorption or surface impurities. It is also used to provide the simplest Q.C. Can be used in a manner (FIG. 4).

2) 고정량 정량 2) fixed quantity quantification

BPB(Bromophenol Blue sodium salt)(Aldrich, USA)는 아민과 선택적으로 이온 결합성 흡착을 하는 물질로서 결합이 형성되면 물에 의해 해리되지 않으며 피페 리딘(piperidine) 용액에 의해 해리되는 물질이다. 또한 600 ㎚에서 60,000이라는 높은 몰 흡광 계수를 가지고 있어 낮은 아민 농도에서도 정량할 수 있는 장점을 가지고 있다. BPB의 이러한 성질을 이용하여 Au 기판에 자기조립박막 법으로 형성된 AET(2-aminoethanthiol) 박막에서의 아민 농도를 SPR 기기를 이용하여 정량하고 이를 기준으로 하여 다른 기판에 고정된 아민의 농도를 정량하였다. Bromophenol Blue Sodium Salt (BPB) (Aldrich, USA) is a substance that selectively ionically adsorbs amines and is not dissociated by water when the bond is formed, but dissociated by a piperidine solution. In addition, it has a high molar extinction coefficient of 60,000 at 600 nm and can be quantified even at low amine concentrations. Using this property of BPB, the concentration of amine in AET (2-aminoethanthiol) thin film formed by self-assembly thin film on Au substrate was quantified by SPR instrument and the concentration of amine immobilized on other substrate was quantified based on this. .

도 5에서 보는바와 같이 각 단계의 양극 산화된 티타늄 기판을 BPB 수용액(1 ㎎/㎖)에 12시간 동안 25℃ 항온조에 넣어 흡착이 일어나도록 하였다. 그후 각 기판을 3차 증류수에 3회 격렬하게 세척한 뒤 3차 증류수에 1시간 동안 25℃ 항온조에 넣어 단순 흡착된 BPB를 세척하였다. 그후 각 기판을 3차 증류수에 3회 격렬하게 세척한 뒤 질소 가스를 이용하여 건조한 후 20% 피페리딘 수용액 1 ㎖에 1시간 동안 기판을 담가 기판에 고정된 BPB가 피페리딘에 의해 해리되도록 한 후 이 용액을 UV spectrometer(JASCO 550, JASCO, USA)를 이용하여 500∼700 ㎚ 영역대의 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광그래프는 525 ㎚, 650 ㎚를 기준으로 하여 600 ㎚ 에서의 흡광도를 데이터 처리하였다.As shown in FIG. 5, the anodized titanium substrate of each step was placed in a 25 ° C. thermostat for 12 hours in an aqueous BPB solution (1 mg / ml) to allow adsorption to occur. Thereafter, each substrate was washed vigorously with tertiary distilled water three times, and then placed in a 25 ° C. thermostat for 1 hour in tertiary distilled water to wash the simply adsorbed BPB. Thereafter, each substrate was washed vigorously with tertiary distilled water three times, dried with nitrogen gas, and then immersed in 1 ml of 20% piperidine aqueous solution for 1 hour so that BPB fixed on the substrate was dissociated by piperidine. The solution was then measured for absorbance at 500-700 nm using a UV spectrometer (JASCO 550, JASCO, USA). The measured absorbance graph was subjected to data processing of absorbance at 600 nm on the basis of 525 nm and 650 nm.

BPB 법을 이용한 표면 아민 농도 정량 결과, Au 기판에서 AET 박막의 고정 농도는 3.4개/㎚2(0.56 n㏖/㎝2)이며, 자연산화된 티타늄 산화기판과 양극 산화된 티타늄 산화기판에서 APTES의 고정 농도는 각각 4.0개/㎚2(0.66 n㏖/㎝2)와 10.8개/㎚2(1.8 n㏖/㎝2)의 농도를 가짐을 확인하였다. 단결정 실리콘 웨이퍼에서 APTES의 고정 농도인 3.8개/㎚2(0.63 n㏖/㎝2)와 비교할 때 양극 산화된 티타늄 산화기판에서 APTES의 고정농도는 2.84배로서 CLSM으로 계산된 실 표면적 2.4 보다 큰 값을 확인하였으나, CLSM 사진의 해상도가 200 ㎚임을 감안하면 유사한 값을 나타냄을 확인할 수 있었다.As a result of quantitative determination of surface amine concentration by BPB method, the fixed concentration of AET thin film on Au substrate was 3.4 / nm 2 (0.56 nmol / cm 2 ), and the APTES concentration on the naturally oxidized titanium oxide substrate and anodized titanium oxide substrate It was confirmed that the fixed concentrations had concentrations of 4.0 pieces / nm 2 (0.66 nmol / cm 2 ) and 10.8 pieces / nm 2 (1.8 nmol / cm 2 ), respectively. The fixed concentration of APTES in anodized titanium oxide substrate is 2.84 times that of APSM in the monocrystalline silicon wafer, 3.8 / nm 2 (0.63 nmol / cm 2 ), which is higher than the actual surface area 2.4 calculated by CLSM. However, considering that the resolution of the CLSM picture is 200 nm it was confirmed that the similar value was shown.

3) 안정성 평가3) stability evaluation

① 가수분해 안정성 평가(도 6)① hydrolysis stability evaluation (Fig. 6)

각 티타늄 산화막에 형성된 APTES, PLL의 생리적 환경에서의 가수분해 안정성을 평가하기 위해 도 6에서와 같이 FITC(Flourescein isothiocyanate)(Aldrich, 90%)을 APTES의 아민(amine) 반응기와 반응시켰다. FITC를 0.5 ㎎/㎖의 농도로 pH 9.0 carbonate/bicarbonate 버퍼에 녹이고, APTES가 고정된 기판을 용액에 넣어 1시간 동안 실온에서 반응시켰다. 반응이 끝난 후 기판을 용액에서 뺀 후 pH 9.0 carbonate/bicarbonate 버퍼에서 2회, 3차 증류수에서 2회 세척한 뒤 질소로 건조하였다. 실험을 진행하기 전에 1.0-50 ㎚의 농도로 FITC를 생리적 조건과 동일한 조성을 가지는 Hank's balanced salt 용액(10x concentrate, without Ca2+, Mg2+ or HCO3-, Aldrich)에 녹여 적정곡선을 그렸으며 위 농도에서 선형의 적정곡선을 확인하였다(도 7).In order to evaluate the hydrolytic stability of APTES and PLL formed in each titanium oxide film in the physiological environment, FITC (Flourescein isothiocyanate) (Aldrich, 90%) was reacted with an amine (AP) reactor of APTES. FITC was dissolved in a pH 9.0 carbonate / bicarbonate buffer at a concentration of 0.5 mg / ml, and the substrate was fixed in APTES and allowed to react at room temperature for 1 hour. After the reaction, the substrate was removed from the solution, washed twice in pH 9.0 carbonate / bicarbonate buffer, twice in tertiary distilled water, and dried with nitrogen. Before the experiment, the titration curve was drawn by dissolving FITC in Hank's balanced salt solution (10x concentrate, without Ca 2+ , Mg 2+ or HCO 3- , Aldrich) with 1.0-50 nm concentration. A linear titration curve was confirmed at the concentration (FIG. 7).

FITC 가 부착된 시편을 Hank's balanced salt 용액이 담겨있는 큐벳에 넣은 뒤, 상층액의 형광 세기를 30 일까지 측정하였다(도 8).FITC-attached specimens were placed in a cuvette containing Hank's balanced salt solution, and the fluorescence intensity of the supernatant was measured up to 30 days (FIG. 8).

② 물리적 안정성 평가② Physical stability assessment

다공성 표면을 가지는 치과용 임플란트의 코팅박막에 대한 전단력을 평가하는 방법으로는 미국 식품의약국(FDA, Food and Drug Administration)에서 ASTM F-1044법이 공인되어 있다. 본 발명에서는 상기 방법을 이용하여 양극 산화된 티타늄 산화 표면에 고정된 APTES, PLL 박막의 정적 상태에서의 전단 강도를 만능시험기(Universal testing machine, EHF-EB20-40L, Shimatsu, Japan)를 이용하여 평가하였다. 이 전단 강도 시험은 도 9에서와 같은 조건으로 기판을 고정시키고 코팅된 박막과 기판 사이의 계면의 분리에 요구되는 강도까지 1 ㎜/min 의 속도로 힘이 가해지도록 하였다. 그 결과 APTES와 PLL 모두 FDA에서 요구하는 수치인 20 MPa를 넘어서는 37 MPa와 30 MPa의 값을 각각 나타내었다(도 10).The ASTM F-1044 method is approved by the Food and Drug Administration (FDA) for evaluating the shear force on coated thin films of dental implants with porous surfaces. In the present invention, the shear strength in the static state of the APTES and PLL thin films fixed on the anodized titanium oxide surface using the above method was evaluated using a universal testing machine (EHF-EB20-40L, Shimatsu, Japan). It was. This shear strength test held the substrate under the same conditions as in FIG. 9 and exerted a force at a rate of 1 mm / min to the strength required for separation of the interface between the coated thin film and the substrate. As a result, both APTES and PLL showed values of 37 MPa and 30 MPa, respectively, exceeding 20 MPa, which are required by the FDA (FIG. 10).

또한, 치과용 임플란트 고정체(fixture)를 뼈에 식립시에 가해지는 전단력에 의한 손상 정도를 돼지의 종아리 뼈에 직접 식립하는 테스트를 통해 확인하였다. 돼지의 종아리 뼈는 실험하기 전에 뼈를 감싸고 있는 힘줄을 제거하였다. 오스템에서 제공한 고정체(4 ㎜ X 10 ㎜, avana, GSII type, Osstem, Korea)에 위의 시편에서와 동일한 공정을 통해 APTES와 PLL 박막을 형성하고 FITC를 각 박막의 아민기와 반응시켰다. 형광 소광이 일어나지 않게 하기 위해 실험은 빛에 고정체의 표면이 노출되지 않도록 하면서 실험을 진행하였다. 고정체의 식립은 Hanaro standard kit(Osstem, Korea)를 이용하여 진행되었다. 일반 임플란트 시술 과정과 동일하게 Guide drill, 2.0 twist drill, 2.0/3.0 pilot drill, 3.0 twist drill, 3.6 ㎜ twist drill을 순차적으로 이용하여 드릴링(drilling)한 뒤 torque gauge meter(DTDK-20EX, BESTTOOL-KANON, Japan)를 이용하여 4.0 고정체에 식립시 걸리는 전단력을 측정하였다. 식립 후 고정체가 식립된 뼈를 고정체 표면이 손상되지 않도록 줄톱을 이용하여 절단하였다. 절단된 뼈에서 꺼낸 고정체는 1 wt% triton-X 100 용액상에서 10분 동안 초음파 세척을 통해 표면에 붙어있는 불순물을 제거하고 고정된 APTES, PLL 박막의 박리 정도를 형광현미경을 이용하여 측정하였다. 형광현미경 측정은 각 고정체당 머리, 몸통, 꼬리의 세 부분으로 나누어 각 부분당 임의의 위치 10곳을 선정하여 측정하였다. 각 측정된 부위의 박리된 정도에 따라 대(40% 이상 박리), 중(10-40% 박리), 소(10% 이하 박리)로 나누어 평가하였다.In addition, the degree of damage due to the shear force applied when the dental implant fixture is placed on the bone was confirmed through a test of directly placing on the calf bone of the pig. The calf bones of pigs had their tendons removed before testing. APTES and PLL thin films were formed on the fixtures provided by Osstem (4 mm X 10 mm, avana, GSII type, Osstem, Korea) in the same manner as in the above specimen, and the FITC was reacted with the amine groups of each thin film. In order to prevent fluorescence quenching, the experiment was conducted while the surface of the fixture was not exposed to light. The fixture was placed using Hanaro standard kit (Osstem, Korea). In the same way as the general implant procedure, the guide drill, 2.0 twist drill, 2.0 / 3.0 pilot drill, 3.0 twist drill, and 3.6 mm twist drill are drilled in sequence and then torque gauge meter (DTDK-20EX, BESTTOOL-KANON). , Japan) was used to measure the shear force applied to the 4.0 fixture. After implantation, the bone in which the fixture was placed was cut using a file saw so as not to damage the surface of the fixture. Fixtures removed from the cut bones were removed by ultrasonic cleaning for 10 minutes on a 1 wt% triton-X 100 solution, and the degree of peeling of the fixed APTES and PLL thin films was measured using a fluorescence microscope. The fluorescence microscopy was measured by dividing the head, body and tail into three parts for each fixture, and selecting ten random locations for each part. According to the peeling degree of each measured site | part, it evaluated by dividing into large (40% or more peeling), medium (10-40% peeling), and small (10% or less peeling).

돼지 종아리 뼈를 이용하여 4.0 고정체에 식립시 걸리는 전단력을 측정 결과를 도 11에 나타내었다. 돼지 뼈에 식립할 때는 45-55 N㎝의 힘이 걸렸으며 이는 일반적인 치과용 임플란트를 식립할 때 걸리는 전단력이 15 N㎝ 내외임을 감안할 때 보통의 3-4배의 힘이 표면에 걸린 것으로 가혹한 실험 조건임을 알 수 있다. 식립 전/후 SEM 사진(도 12)에 나타나듯이 양극 산화된 티타늄 표면의 다공성 구조가 45 N㎝의 큰 전단력에서도 다공성 구조 자체가 붕괴되기 보다는 구조를 유지하면서 다공성 구조의 말단 부분만 마모되며 마모된 구조 사이로 뼈가 채워져 있는 것을 확인하였다. 즉, 밀한 돼지 뼈를 이용한 식립 후에도 실란박막의 일부는 마모되어 사라지더라도 양극 산화된 티타늄 산화 막의 구조가 유지되기 때문에 구멍 내외부 영역의 실란 박막은 유지가 되며 임플란트 표면에 잔류하여 생체 조직과 상호 작용할 것을 예상할 수 있다.11 shows the results of measuring the shear force applied to the 4.0 fixture using the pig calf bone. It took 45-55 Ncm of force to be placed on the pig bone, which is 3 ~ 4 times the normal force on the surface, considering that the shear force required when placing a general dental implant is about 15 Ncm. It can be seen that the condition. As shown in the SEM image (Fig. 12) before and after implantation, the porous structure of the anodized titanium surface was worn and worn only at the end portion of the porous structure while maintaining the structure at the shear force of 45 Ncm, rather than collapse of the porous structure itself. It was confirmed that bone was filled between the structures. In other words, even after a portion of the silane thin film is worn and disappeared, the structure of the anodized titanium oxide film is maintained even after implantation using dense pork bone, so that the silane thin film inside and outside the hole is maintained and remains on the implant surface to interact with biological tissue. You can expect it.

도 13 내지 도 15는 형광 현미경을 이용하여 3개의 샘플에 대해 3개의 부위를 10장씩 측정한 90 개의 형광 데이터에 대한 평가 자료이다. 식립되는 순서대로 식립 초기부터 끝까지 전단력을 받는 머리 부위의 손상이 가장 높게 나타났으며 몸통과 꼬리 순으로 손상 정도가 감소하는 것으로 나타났다. 식립 결과 40% 이상의 손상 부위가 총 면적의 28%, 10-40%의 손상 부위가 22% 그리고 10% 이하의 손상 부위가 40%로 나타났다. 이를 계산해 보면 식립시 손상되는 실란 막의 손상 부위는 총 면적의 25-40%로 판단된다(도 16).13 to 15 are evaluation data for 90 fluorescence data obtained by measuring three sections at three sites for three samples using a fluorescence microscope. In the order of placement, the damage of the head area that received the shear force from the beginning to the end of the placement was the highest, and the damage was decreased in the order of the trunk and tail. As a result of the placement, more than 40% of the damaged area was 28% of the total area, 10-40% of the damaged area was 22% and less than 10% of the damaged area was 40%. In calculating this, it is determined that the damaged part of the silane membrane which is damaged at the time of implantation is 25-40% of the total area (FIG. 16).

<실시예 3> BMOE 고정Example 3 BMOE Fixation

<3-1> BMOE 고정방법<3-1> BMOE fixing method

본 발명자들은 BMOE 고정 조건을 20장의 시편을 기준으로 결정하였다. 따라서 처리해야 하는 시편의 양이 변화되면 이에 따라 농도, 처리시간 등은 일정하나 용액의 부피, 사용되는 세정액의 양은 그에 따라 조절된다. We determined the BMOE fixation conditions based on 20 specimens. Therefore, when the amount of specimens to be treated is changed, the concentration, the treatment time, etc. are constant, but the volume of the solution and the amount of the cleaning liquid used are adjusted accordingly.

반응시키는 BMOE 10 ㎎을 미세저울을 이용하여 잰 뒤 1 ㎖의 무수 DMSO(DMSO anhydrous, aldrich, Cat. No.276855)에 녹여 스톡(stock) 용액을 만든 뒤 냉장고에 보관하였다.The reacted BMOE 10 mg was weighed using a microbalance and dissolved in 1 ml of anhydrous DMSO (DMSO anhydrous, aldrich, Cat. No. 276855) to make a stock solution and stored in a refrigerator.

APTES 혹은 PLL이 고정된 시편 20장을 petri dish에 반응 면이 위로 가게 해서 담았다. BMOE가 녹아있는 DMSO 스톡 용액을 녹인 뒤 500 ㎕를 pH 7.4 PBS 9.5 ㎖에 희석한 뒤 5분 이내에 시편이 담긴 페트리디쉬에 부어 1시간 동안 반응시켰다. 세척을 위해 100 ㎖ 비커 4개를 준비하여 비커 2개에는 50 ㎖ pH 7.4 PBS를 나머지 2개에는 50 ㎖ 3차 증류수를 채웠다. 반응이 완료된 후 pH 7.4 PBS에 8~10회 흔들어서 2차례 세정한 후 3차 증류수에 8-10회 흔들어서 2차례 세정한 후 질소 가스 혹은 깨끗한 공기를 이용하여 기판을 건조하였다.Twenty specimens of APTES or PLL were placed in a petri dish with the reaction side facing up. After dissolving DMSO stock solution in which BMOE was dissolved, 500 µl was diluted in 9.5 ml of pH 7.4 PBS, and then poured into a petri dish containing specimens within 5 minutes for 1 hour. Four 100 ml beakers were prepared for washing, two beakers filled with 50 ml pH 7.4 PBS and the other two with 50 ml tertiary distilled water. After the reaction was completed, washed twice by shaking 8-10 times in pH 7.4 PBS and then washed twice by shaking 3-10 times in distilled water, and the substrate was dried using nitrogen gas or clean air.

<3-2> BMOE 고정 결과<3-2> BMOE Fixed Results

1) 반응 여부 확인1) Check for reaction

APTES와 PLL 고분자에 올라간 BMOE 단분자의 고정확인은 접촉각 측정 및 BPB 법을 이용하여 진행하였다. 접촉각을 이용하여 APTES, PLL, APTES-BMOE, PLL-BMOE를 평가한 결과 BMOE 고정 후에는 두 물질 모두 10° 전후의 친수성 표면으로 변화함을 확인할 수 있었다(도 17). 또한, BPB 법을 이용하여 BMOE 고정 후 APTES 단분자 박막에서는 약 30%의 아민 작용기가, PLL 고분자 박막에서는 약 50%의 아민 작용기가 BMOE로 치환됨을 확인할 수 있었다(도 18).Fixation of BMOE monomolecules on APTES and PLL polymers was performed using contact angle measurement and BPB method. As a result of evaluating APTES, PLL, APTES-BMOE, and PLL-BMOE using the contact angle, it was confirmed that both materials changed to hydrophilic surfaces around 10 ° after BMOE fixation (FIG. 17). In addition, it was confirmed that about 30% of the amine functional group in the APTES monolayer thin film and about 50% of the amine functional group in the PLL polymer thin film were replaced by BMOE after BMOE fixation using the BPB method (FIG. 18).

<실시예 3> 펩타이드 고정Example 3 Peptide Fixation

<3-1> 펩타이드 고정방법<3-1> Peptide Fixation Method

본 발명자들은 펩타이드 고정을 20장의 시편을 기준으로 작성하였다. 따라서, 기판 수에 따라 각 용액의 볼륨과 양이 달라진다.We prepared peptide fixation based on 20 specimens. Therefore, the volume and amount of each solution vary depending on the number of substrates.

올리고펩타이드 (PEP111) 2.3 ㎎을 3차 증류수 1 ㎖에 녹여 스톡 용액을 만든 뒤 100 ㎕씩 나눠 냉동고에 보관하였다. PEP111은 본 출원인의 선출원 2008-0054730호에 기재된 올리고펩타이드로서 그 서열은 Cys Lys Ile Pro Lys Pro Ser Ser Ala Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser Met Leu Tyr Leu (CKIPKPSSAPTELSAISMLYL)이고 이 서열은 공지된 아미노산의 합성방법에 의하여 합성될 수 있다. 2.3 mg of oligopeptide (PEP111) was dissolved in 1 ml of tertiary distilled water to make a stock solution, and then divided into 100 μl and stored in a freezer. PEP111 is the oligopeptide described in the applicant's prior application 2008-0054730, whose sequence is Cys Lys Ile Pro Lys Pro Ser Ser Ala Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser Met Leu Tyr Leu (CKIPKPSSAPTELSAISMLYL) and the sequence is of known amino acids. It can be synthesized by the synthesis method.

BMOE가 고정된 시편 20장을 페트리디쉬에 반응 면이 위로 가게 해서 담갔다. 올리고펩타이드가 녹아있는 stock 용액을 녹인 뒤 100 ㎕를 pH 6.6 phosphate 버퍼 900 ㎕에 희석한 뒤 기판 1장당 50 ㎕의 펩타이드 용액을 100 ㎕ 피펫을 이용하여 표면에 떨어트린 후 표면에 골고루 닿게 퍼트린 후 12 시간동안 반응시켰다. 세척을 위해 100 ㎖ 비커 4개를 준비하여 비커 2개에는 50 ㎖ pH 6.6 phosphate 버퍼를 나머지 2개에는 50 ㎖ 3차 증류수를 채웠다. 반응이 완료된 후 pH 6.6 phosphate 버퍼에 8~10회 흔들어서 2 차례 세정한 후 3차 증류수에 8~10회 흔들어서 2차례 세정한 후 질소 가스 혹은 깨끗한 공기를 이용하여 기판을 건조하였다.Twenty specimens of BMOE were placed in a Petri dish with the reaction side facing up. After dissolving the stock solution in which the oligopeptide is dissolved, 100 μl was diluted in 900 μl of pH 6.6 phosphate buffer, and 50 μl of peptide solution per substrate was dropped on the surface using a 100 μl pipette and evenly spread on the surface. The reaction was carried out for 12 hours. Four 100 ml beakers were prepared for washing, two beakers were filled with 50 ml pH 6.6 phosphate buffer and the other two were filled with 50 ml tertiary distilled water. After completion of the reaction, the solution was washed twice by shaking 8-10 times in pH 6.6 phosphate buffer, and then washed twice by shaking 8-10 times in distilled water, followed by drying the substrate using nitrogen gas or clean air.

<3-1> 올리고펩타이드 고정 결과<3-1> Oligopeptide Fixation Results

1) 반응 여부 확인 1) Check for reaction

① SPR을 이용한 평가① Evaluation using SPR

SPR을 이용하여 동일한 화학 조건상에서 펩타이드 고정에 따른 SPR 신호 변화를 통해 펩티드 고정을 확인하였다. SPR 측정 결과 1시간 반응 조건에서는 85 - 110 ng/㎝2의 고정량을 나타내며 고정이 되었으며 추가로 1시간을 더 반응시 20%의 고정량 증가를 확인하였다. 이를 통해 반응 시간이 길수록 펩타이드의 고정농도가 증가할 수 있다는 것을 확인하였다(도 19).SPR was used to confirm peptide fixation via SPR signal changes following peptide fixation under the same chemical conditions. As a result of the SPR measurement, a fixed amount of 85-110 ng / cm 2 was fixed under the 1 hour reaction condition, and a fixed amount increase of 20% was confirmed upon further 1 hour reaction. This confirms that the longer the reaction time can increase the fixed concentration of the peptide (Fig. 19).

② 형광을 이용한 평가② Evaluation using fluorescence

펩티드 고정 후 FITC를 이용하여 펩타이드의 반응 여부 및 균일도를 확인하였다. 그 결과 아래 도 20과 같이 1 ㎜2 면적에 대해 균일하게 고정되어 있는 형광 이미지를 확인할 수 있었다.After the peptide was fixed, the reaction and uniformity of the peptide were confirmed using FITC. As a result, as shown in FIG. 20, the fluorescence image uniformly fixed to the 1 mm 2 area was confirmed.

2) 정량 평가2) Quantitative Evaluation

① BPB법을 이용한 정량① Quantification using BPB method

Au 기판에 자기조립박막법으로 형성된 AET(2-aminoethanthiol) 박막에서 BMOE를 이용하여 펩타이드가 고정된 농도를 SPR 기기를 이용하여 정량하고 이를 기준으로 하여 Cellnest 기판에 고정된 펩타이드의 농도를 정량 하였다. Au 기판에 고정된 펩타이드의 고정 농도는 도 19에 나타난 것과 같이 51 p㏖/㎝2의 고정농도를 보였다. 이를 BPB법을 이용하여 BMOE와 펩타이드 고정 단계에서의 BPB의 흡광도의 차이를 통해 정량하였다.In the AET (2-aminoethanthiol) thin film formed by the self-assembly thin film on the Au substrate, the concentration of the peptide fixed by BMOE was quantified using an SPR apparatus, and the concentration of the peptide fixed on the Cellnest substrate was quantified based on this. The fixed concentration of peptide immobilized on Au substrate showed a fixed concentration of 51 pmol / cm 2 as shown in FIG. 19. This was quantified by the difference in absorbance of BPB in the BMOE and peptide fixation step using the BPB method.

도 21은 펩타이드와 BMOE 단계에서의 흡광도를 뺀 뒤 기판의 면적으로 나눈 값으로 펩타이드의 단위면적당 흡광도를 나타낸다. 아래 값을 토대로 CellNest에 고정된 펩타이드의 고정 농도를 계산하였을 때 APTES 박막에서는 130-150 p㏖/㎝2, PLL에서는 1.2-1.4 n㏖/㎝2의 고정 농도를 확인할 수 있었다.Figure 21 shows the absorbance per unit area of the peptide by subtracting the absorbance at the peptide and BMOE stage and then divided by the area of the substrate. Based on the following values, fixed concentrations of peptides immobilized on CellNest were found to be 130-150 pmol / cm 2 in APTES thin films and 1.2-1.4 nmol / cm 2 in PLL.

APTES에서의 펩타이드 고정농도를 이론적으로 계산하면, BPB의 몰흡광계수가 60000, 올리고펩타이드(PEP111)에 존재하는 아민의 개수는 3개이므로 이론적인 흡광도 값은 3(펩타이드 내 아민의 개수) X 130 X 10-12(펩타이드 고정 농도) X 60000(BPB의 몰흡광계수) = 2.64 X 10-4 Theoretically calculating the fixed peptide concentration in APTES, the molar absorption coefficient of BPB is 60000 and the number of amines present in the oligopeptide (PEP111) is 3, so the theoretical absorbance value is 3 (the number of amines in the peptide) X 130 X 10 -12 (fixed peptide concentration) X 60000 (molar extinction coefficient of BBP) = 2.64 X 10 -4

이것은 이론적인 흡광치이며 테스트 결과는 2.21 X 10-4, 2.48 X 10-4가 나왔다. 이는 이론적인 값의 약 15%의 오차로서 BPB를 이용한 정량 값이 신뢰성 있는 데이터로 볼 수 있다.This is the theoretical absorbance and the test results are 2.21 X 10 -4 , 2.48 X 10 -4 . This is an error of about 15% of the theoretical value, and the quantitative value using BPB can be regarded as reliable data.

PLL에서의 펩타이드 고정농도를 동일하게 이론적으로 계산하면, BPB의 몰흡광계수가 60000, 펩타이드 111에 존재하는 아민의 개수는 3개이므로 이론적인 흡광도 값은 3(펩타이드 내 아민의 개수) X 1.2 X 10-9(펩타이드 고정 농도) X 60000(BPB의 몰흡광계수) = 2.16 X 10-3 The same theoretical calculation of the fixed peptide concentration in the PLL shows that the molar absorptivity of BPB is 60000 and the number of amines present in the peptide 111 is 3, so the theoretical absorbance value is 3 (the number of amines in the peptide) X 1.2 X 10 -9 (fixed peptide concentration) X 60000 (molar extinction coefficient of BBP) = 2.16 X 10 -3

이것은 이론적인 흡광치이며 테스트 결과는 2.47 X 10-3, 3.21 X 10-3가 나왔다. 이는 이론적인 값의 약 15-30%의 오차로서 단분자막에서와 조금 큰 오차 값을 나타냈지만 이를 통해 BPB를 이용한 정량 값이 신뢰성 있는 데이터로 볼 수 있다.This is the theoretical absorbance and the test result is 2.47 X 10 -3 , 3.21 X 10 -3 . This is about 15-30% of the theoretical value, which shows a slightly larger error value than in the monomolecular film, but through this, the quantitative value using BPB can be regarded as reliable data.

도 1은 TSBA반응 전의 APTES 박막(red line) 및 양극 산화된 티타늄 산화막(black line)의 탄소(a)와 실리콘(b) 원자의 고해상도 XPS 스펙트럼 분석 데이터 그래프이고, 1 is a high-resolution XPS spectrum analysis data graph of carbon (a) and silicon (b) atoms of an APTES red line and anodized titanium oxide black line before TSBA reaction,

도 2는 TSBA반응 후의 APTES 박막(red line) 및 양극 산화된 티타늄 산화막(black line)의 탄소(a)와 실리콘(b) 원자의 고해상도 XPS 스펙트럼 분석 데이터 그래프이고,FIG. 2 is a high-resolution XPS spectrum analysis graph of carbon (a) and silicon (b) atoms of an APTES red line and anodized titanium oxide black line after TSBA reaction.

도 3은 TSBA에 PLL 고정 후의 TSBA 박막(red line)과 PLL 박막(green line)의 질소원 하의 고해상도 XPS 스펙트럼 분석 데이터 그래프이고,FIG. 3 is a graph of high resolution XPS spectral analysis data under a nitrogen source of TSBA red and PLL green lines after PLL fixation to TSBA.

도 4는 a) 양극 산화된 티타늄 표면 , b) APTES 처리 후, c) TSBA와 FITC 처리 후, 및 d) PLL과 TSBA 처리 후의 각 단계별 형광 이미지 사진이고,4 is a fluorescence image of each step after a) anodized titanium surface, b) after APTES treatment, c) after TSBA and FITC treatment, and d) after PLL and TSBA treatment.

도 5는 BPB 실험 모식도이고,5 is a schematic diagram of a BPB experiment.

도 6은 티타늄 산화표면 안정성 평가 실험 방법으로 가수분해 안정성 평가 실험 모식도이고,6 is a schematic diagram of the hydrolysis stability evaluation experiment method of the titanium oxide surface stability evaluation experimental method,

도 7은 FITC 형광 적정 그래프이고,7 is a FITC fluorescence titration graph,

도 8은 30일 동안 가수분해 안정성 평가 그래프(이때, a) APTES 박막의 양극산화 전후 비교이고, b) 양극산화 기판에서의 PLL 과 APTES 비교이다)이고,8 is a graph of hydrolysis stability evaluation for 30 days, wherein a) a comparison of before and after anodization of an APTES thin film, and b) a comparison of PLL and APTES on an anodization substrate.

도 9는 코팅박막에 대한 전단 강도 평가 방법(ASTM F1044) 모식도이고,(도면에서 표시문자는 Metal Substrate, Epoxy Resin, Silane coating)9 is a schematic diagram of the evaluation method of shear strength (ASTM F1044) for the coating thin film (in the drawings, the characters are Metal Substrate, Epoxy Resin, Silane coating)

도 10은 전단 강도 평가 결과를 나타낸 그래프이고,10 is a graph showing the results of evaluation of shear strength,

도 11은 fixture에 식립시 전단력을 측정 결과를 나타낸 그래프(X축 : 식립시 fixture의 회전수(n=5))이고,11 is a graph showing a result of measuring the shear force at the time of implantation in the fixture (X axis: rotational speed of the fixture at implantation (n = 5)),

도 12는 식립 전/후의 fixture 표면의 SEM 이미지 사진(이때, 식립 전(a, c), 식립 후(b, d), a), b): 30도 기울여서 본 이미지, c), d) : 위에서 바라본 이미지이다)이고,12 is a SEM image of the fixture surface before and after implantation (wherein before (a, c), after implantation (b, d), a), b): an image viewed at an angle of 30 degrees, c), d): Image from above)

도 13은 티타늄 양극산화막 fixture의 머리 부분 식립 후 형광 이미지 사진(이때, a), d) 손상이 적은 부위(10% 이내), b), e) 중간 정도의 손상 부위(10-40%), c), f) 손상이 큰 부위(40% 이상); a), b), c) 측면 관찰, d), e), f) 정면 관찰이다)이고, FIG. 13 is a fluorescence image photograph of the titanium anodic oxide fixture after implantation of the head (A), d) less damage (within 10%), b), e) moderate damage (10-40%), c), f) high damage areas (40% or more); a), b), c) side view, d), e), f) front view),

도 14는 티타늄 양극산화막 fixture의 몸통 부분 식립 후 형광 이미지 사진(이때, a), d) 손상이 적은 부위(10% 이내), b), e) 중간 정도의 손상 부위(10-40%), c), f) 손상이 큰 부위(40% 이상); a), b), c) 측면 관찰, d), e), f) 정면 관찰이다)이고, 14 is a fluorescence image after implantation of the trunk portion of the titanium anodization fixture (a), d) less damage (within 10%), b), e) moderate damage (10-40%), c), f) high damage areas (40% or more); a), b), c) side view, d), e), f) front view),

도 15는 티타늄 양극산화막 fixture의 꼬리 부분 식립 후 형광 이미지 사진(이때, a), d) 손상이 적은 부위(10% 이내), b), e) 중간 정도의 손상 부위(10-40%), c), f) 손상이 큰 부위(40% 이상); a), b), c) 측면 관찰, d), e), f) 정면 관찰이다)이고,15 is a fluorescence image after the tail portion of the titanium anodization fixture (at this time a), d) less damage (within 10%), b), e) moderate damage (10-40%), c), f) high damage areas (40% or more); a), b), c) side view, d), e), f) front view),

도 16은 식립시 손상되는 실란막의 부위 별 종합 데이터 그래프 및 표이고,16 is a comprehensive data graph and table for each part of the silane film that is damaged at the time of implantation;

도 17은 APTES와 PLL에 대한 BMOE 개질 전/후 접촉각 결과를 나타낸 그래프이고,17 is a graph showing contact angle results before and after BMOE modification for APTES and PLL,

도 18은 APTES와 APTES-BMOE, PLL, PLL-BMOE에 대한 BPB 결과를 나타낸 그래프이고,18 is a graph showing BPB results for APTES, APTES-BMOE, PLL, and PLL-BMOE.

도 19는 Peptide 고정에 따른 SPR 신호 변화 데이터 그래프이고,19 is a graph of SPR signal change data according to peptide fixation;

도 20은 Peptide 고정 후 FITC를 이용한 형광 이미지 사진이고,20 is a fluorescence image using FITC after Peptide fixation,

도 21은 단분자 amine 박막(APTES)과 PLL 층에서의 peptide의 단위면적에 따른 흡광도 데이터 그래프이고,FIG. 21 is a graph showing absorbance data according to the unit area of peptides in a monomolecular amine thin film (APTES) and a PLL layer.

도 22는 티타늄 양극산화 표면처리 방법이고,22 is a titanium anodized surface treatment method,

도 23은 양극산화 표면과 자연산화 표면에서의 시간에 따른 가수분해물 확인 그래프이다.23 is a graph of hydrolyzate confirmation with time at the anodization surface and the natural oxidation surface.

Claims (11)

ⅰ) 생체 이식용 임플란트 표면에 양극 산화방법을 이용해 전기화학적 산화막을 형성시키는 단계;Iii) forming an electrochemical oxide film on the surface of the implant for implantation using an anodic oxidation method; ⅱ) 피라냐(piranha), O3 및 H2O-Plasma로 이루어진 군에서 선택된 하나를 이용하여 상기 임플란트 표면을 처리하여 양극 산화막을 활성화시키는 단계;Ii) treating the implant surface using one selected from the group consisting of piranha, O 3 and H 2 O-Plasma to activate an anodic oxide film; ⅲ) 상기 양극 산화막 표면에 실란기를 가지는 중간 반응기형성 물질로 중간 반응기층을 형성하는 단계; Iii) forming an intermediate reactor layer with an intermediate reactor forming material having a silane group on the surface of the anodization film; ⅳ) 상기 중간 반응기층과 생리활성 물질을 이어주는, BMOE(비스-말레이미도에탄) 및 SMCC(석신이미딜 4-(N-말레이미도에틸)-사이클로헥산-1-카복실레이트)로 이루어진 그룹에서 선택된 링커 물질로 이루어진 링커층을 형성하는 단계; 및Iii) selected from the group consisting of BMOE (bis-maleimidoethane) and SMCC (succinimidyl 4- (N-maleimidoethyl) -cyclohexane-1-carboxylate) connecting the intermediate reactor layer with a bioactive material Forming a linker layer of linker material; And ⅴ) 상기 링커층이 형성된 생체이식용 임플란트 표면에 생리활성 물질을 고정화하는 단계를 포함하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.Iii) immobilizing the bioactive material on the surface of the bio-implant implant in which the linker layer is formed. 제 1항에 있어서, 상기 생체 이식용 임플란트는 티타늄을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 1, wherein the implant for implantation is a biologically active material on the surface of the implant, characterized in that the main component is titanium. 제 1항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계의 전기화학적 산화막은 인산/황산 혼합용액에서 양극산화방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 이식용 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 1, wherein the electrochemical oxide film of step iii) is formed using an anodization method in a phosphoric acid / sulfuric acid mixed solution. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 반응기 형성 물질은 R2-(CH2)n-Si-(R1)3의 구조식으로 이루어지며, 이때 R1은 -Cl, -OCH3, 및 -OCH2CH3 로 이루어진 군에서 선택되고, R2는 -NH2(아민), -COOH(카르복실), -CHO(알데하이드), 및 -CH=CH2(알킨)으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 n은 3∼18인 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 1, wherein the intermediate reactor forming material is of the structure of R 2- (CH 2 ) n -Si- (R 1 ) 3 , wherein R 1 is -Cl,- OCH 3 , and -OCH 2 CH 3 , wherein R 2 is -NH 2 (amine), -COOH (carboxyl), -CHO (aldehyde), and -CH = CH 2 (alkyne) It is selected from the group, n is 3 to 18, characterized in that the immobilization of the bioactive material on the implant surface. 제 4항에 있어서, 상기 중간 반응기 형성 물질은 APTES(3-aminopropyltriethoxysilane) 화합물 또는 TSBA(triethoxysilylbutanaldehyde)인 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 4, wherein the intermediate reactor forming material is a 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) compound or triethoxysilylbutanaldehyde (TSBA). 제 1항에 있어서, 상기 생리활성 물질은 Bone Morphogenetic Protein의 기능을 가지는 새로운 아미노산 서열의 올리고펩타이드 (oligopeptides) 중에서 선택된 합성펩타이드인 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 1, wherein the bioactive material is a synthetic peptide selected from oligopeptides of a new amino acid sequence having a function of Bone Morphogenetic Protein. 제 1항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계에서 생리활성 물질을 고정화할 때에 상기 생리활성 물질의 표면 농도조절과 활성공간을 부여하기 위하여, 추가적으로 매트릭스 물질이 함께 도입되는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method of claim 1, wherein when the bioactive material is immobilized in the step iii), in order to control the surface concentration of the bioactive material and give an active space, the matrix material is additionally introduced to the implant surface, characterized in that Method of immobilization of material. 제 7항에 있어서, 상기 매트릭스 물질은 생리활성물질과 크기가 유사한 단분자 또는 고분자형태이고, 한쪽 말단에 -NH2, -COOH, -COH, 및 -SH로 이루진 군에서 선택된 기능기를, 다른쪽 말단에 -OH, 및 -CH3로 이루어진 군에서 선택된 생리활성물질과는 반응성이 없는 기능기를 갖는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.The method according to claim 7, wherein the matrix material is in the form of a single molecule or polymer similar in size to the bioactive material, and at one end of the functional group selected from the group consisting of -NH 2 , -COOH, -COH, and -SH, Immobilization method of a bioactive material on the surface of the implant, characterized in that the end of the -OH, and -CH 3 has a functional group that is not reactive with the bioactive material selected from the group consisting of. 제 8항에 있어서, 상기 매트릭스 물질은 PLL(Poly-L-Lysine hydrochloride)인 것을 특징으로 하는 임플란트 표면에 생리활성 물질의 고정화방법.10. The method of claim 8, wherein the matrix material is PLL (Poly-L-Lysine hydrochloride). 삭제delete 삭제delete
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