KR100992891B1 - Bio active ceramic coatings containing drugs and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약물 함유 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 금속재료, 또는 세라믹 재료 표면에 코팅되되, 치밀도가 95%이상이고, 두께가 0.1 ~ 100 ㎛범위이며, 약물을 포함하되 약물의 농도 및 방출 속도의 제어가 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층에 관한 것으로 약물과 생체 활성 세라믹 분말의 혼합비율 및 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 두께를 제어하여 약물 방출 속도를 제어하고, 상온에서 금속 재료 또는 세라믹 재료 표면에 분사시켜 약물의 열로 인한 변성을 방지하여 생체 친화도가 높은 생체재료로 유용하게 사용할 수 있다. The present invention relates to a drug-containing bioactive ceramic composite coating layer and a preparation method thereof. Specifically, a bioactive ceramic composite coating layer coated on a surface of a metal material or a ceramic material, having a density of 95% or more, a thickness in the range of 0.1 to 100 μm, and including a drug, and controlling the concentration and release rate of the drug It relates to controlling the drug release rate by controlling the mixing ratio of the drug and the bioactive ceramic powder and the thickness of the bioactive ceramic composite coating layer, and sprayed on the surface of the metal or ceramic material at room temperature to prevent denaturation due to heat of the drug It can be usefully used as a biomaterial having high affinity.

약물, 항생제, 혈전방지제, 복합 코팅층, 상온 진공 분말 분사 코팅 Drug, antibiotic, antithrombotic agent, composite coating layer, room temperature vacuum powder spray coating

Description

약물 함유 생체 활성 세라믹 복합 코팅층 및 이의 제조방법{Bio active ceramic coatings containing drugs and preparation method thereof}Bio active ceramic coatings containing drugs and preparation method

본 발명은 약물 함유 생체 활성 세라믹 복합 코팅층 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drug-containing bioactive ceramic composite coating layer and a preparation method thereof.

사고나 질병에 의해 손상된 인체나 동물의 조직, 특히 뼈 또는 치아 등과 같은 경조직을 대체하기 위하여, 주로 사용된 생체재료에는 스테인레스 강, 코발트-크롬 합금, 순수 티타늄, 티타늄 합금과 같은 반응성이 낮은 금속 재료와 지르코니아, 알루미나 등의 생체 불활성 세라믹 재료 또는 수산화 인회석(Hydroxyapatite, Ca5(PO4)3(OH); HA)과 같은 생체 활성 세라믹 재료가 사용되어왔다. Biomaterials mainly used to replace human or animal tissues damaged by accidents or diseases, especially hard tissues such as bones or teeth, include low reactivity metallic materials such as stainless steel, cobalt-chromium alloys, pure titanium and titanium alloys. And bioinert ceramic materials such as zirconia and alumina, or bioactive ceramic materials such as hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH); HA).

상기 재료 중, 수산화 인회석은 인체의 뼈나 치아와 유사한 성분으로 이루어져 있어 가장 우수한 생체적합성을 갖고 있는 반면 세라믹 특유의 약한 취성 때문에 강도가 낮고 쉽게 부서지는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기위하여 취성에 강한 금속재료 표면에 수산화 인회석 막을 형성시키는 방법에 발표되었다.Among the materials, hydroxyapatite is composed of components similar to bones and teeth of the human body, and has the best biocompatibility, while having low strength and easy fracture due to the weak brittleness peculiar to ceramics. In order to solve this problem, a method of forming a hydroxyapatite film on a brittle strong metal material surface has been published.

상기와 같이, 금속재료 표면에 수산화 인회석이 막으로 형성된 복합체를 생체 내에 이식시키면, 이식된 복합체의 수산화 인회석과 뼈 등의 경조직이 강하게 결합되어 생체적합성과 골유착도를 향상시킴으로써 인공 임플란트 보철물의 안정성을 증가시킬 수 있다. As described above, when the complex formed with a film of hydroxyapatite on the surface of the metal material is implanted in vivo, the hard tissues such as hydroxyapatite and bone of the implanted complex are strongly bound to improve biocompatibility and bone adhesion, thereby improving the stability of artificial implant prosthesis. Can be increased.

나아가, 임플란트과 같은 보철물 시술 후, 손상된 부위의 회복시간과, 임플란트와 뼈가 안정적으로 결합하는 시간을 단축시키고, 수술이 끝난 후 초기에 발생할 수 있는 급성 염증을 방지하며 임플란트와 뼈와의 골유착 기간을 단축시켜 회복을 촉진시키기 위해 항생 소염제와 같은 약물을 표면에 코팅한 임플란트에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. Furthermore, after a prosthetic procedure such as an implant, the recovery time of the damaged area and the time for reliably combining the implant and bone are shortened, preventing acute inflammation that may occur early after the operation, and the bone adhesion period between the implant and the bone Research has been actively conducted on implants coated with drugs such as antibiotic anti-inflammatory agents to shorten the recovery time.

임플란트 표면에 약물을 코팅하는 방법은 크게 세 가지 기술로 나누어질 수 있다. The method of coating the drug on the implant surface can be largely divided into three techniques.

첫번째는 금속 임플란트 표면에 약물이 혼합된 기능성 고분자를 코팅하는 방법이다. 상기 기능성 고분자 코팅법은 고분자가 쉽게 열화되거나, 변질되는 문제와 생체 적합성이 나쁜 문제가 있다. The first method is to coat a functional polymer mixed with a drug on the surface of a metal implant. The functional polymer coating method has a problem that the polymer is easily deteriorated or deteriorated and the biocompatibility is bad.

두 번째는 금속 임플란트 표면 위에 수산화 인회석 코팅층을 형성시킨 후 그 위에 약물을 물리적으로 흡착시키는 방법이다. 상기 물리적 흡착법은 표면에 흡착된 약물의 방출 속도 제어가 어렵다는 문제가 있다. The second method is to form a hydroxyapatite coating on the surface of the metal implant and then physically adsorb the drug thereon. The physical adsorption method has a problem that it is difficult to control the release rate of the drug adsorbed on the surface.

세 번째는 생체모방(Biomimetic) 코팅법을 이용하여 수산화 인회석과 약물을 동시에 복합화시키는 방법으로, 적절한 pH 하에서 Ca과 P 성분을 함유하는 수용액 으로부터 Ca2 +, PO4 3 - 이온을 석출시켜 생성된 수산화 인회석 결정을 금속 임플란트 표면에 코팅되는 방법으로서 상기 수용액에 약물을 첨가함으로써 수산화 인회석과 약물을 동시에 코팅을 가능하게 한다. The third is biomimetic (Biomimetic) in a manner crystallized complex of hydroxyapatite with the drug using a coating method at the same time, Ca 2 from an aqueous solution containing Ca and P components under appropriate pH +, PO 4 3 - to precipitate the ions generated The method of coating the hydroxide apatite crystals on the surface of the metal implant enables the simultaneous coating of the hydroxyapatite and the drug by adding the drug to the aqueous solution.

상기 생체모방법은 이온의 석출을 이용하기 때문에, 코팅층의 증착속도가 시간당 0.5 ㎛ 이하로 매우 느리고, 코팅공정이 복잡하며, 코팅층 내의 약물의 농도를 정확하게 제어하기가 어려울 뿐만 아니라 고농도 약물의 첨가가 어렵고, 친수성 물질만이 첨가 가능하기 때문에 사용 가능한 약물의 종류가 제한적이고 코팅층과 금속재료 표면 간의 결합력이 10 MPa 내외로 낮다는 문제가 있어 산업적으로 적용함에 있어 큰 제한을 받는 문제가 있다. Since the biomolecular method utilizes the deposition of ions, the deposition rate of the coating layer is very slow at 0.5 μm or less per hour, the coating process is complicated, and it is difficult to accurately control the concentration of the drug in the coating layer, Since it is difficult and only a hydrophilic material can be added, there is a problem that the type of drug that can be used is limited and the bonding strength between the coating layer and the surface of the metal material is about 10 MPa, which is very limited in industrial application.

한편, 스테인레스 스틸이나 코발트계 합금인 혈관확장용 금속 스텐트는 동맥경화증에 의한 동맥 내의 혈전의 침착으로 인해 동맥 내경이 좁아져 혈류의 흐름이 원활하지 못할 경우에 사용되는 인공관으로, 이를 생체에 사용하는데에 있어 문제점은 혈관 내에 삽입된 스텐트 그물망을 통해 혈관 내피조직이 자라나와 혈관이 다시 좁아지는 것이다. On the other hand, stainless steel or cobalt-based alloy vascular dilatation metal stents are artificial tubes used when the blood flow is not smooth due to narrowing of the inner diameter of the arteries due to the deposition of blood clots in the arteries caused by atherosclerosis, which is used for living body The problem is that the vascular endothelial tissue grows through the stent mesh inserted into the blood vessel and the blood vessel is narrowed again.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 스텐트 표면에 헤파린(Heparin)등의 혈액 응고 방지제를 코팅하거나, 항혈전제인 파크리탁셀(paclitaxel), 면역억제제인 시롤리무스(Sirolimus)를 코팅한 후, 그 위에 고분자 막을 코팅해서 약물이 서서히 방출되도록 고안된 약물 용출성 스텐트(Drug Eluting Stent)가 개발되었다.In order to solve this problem, conventionally, the anticoagulant such as heparin (Heparin) is coated on the surface of the stent, or paclitaxel (antithrombotic agent), sirolimus (Sirolimus), an immunosuppressive agent, and then A drug eluting stent has been developed that is designed to release a drug slowly by coating a polymer membrane thereon.

상기 약물 용출성 스텐트는 혈관이 재협착되는 문제는 해결하였으나, 약물이 모두 방출된 후, 노출된 금속이나 고분자가 혈액과 반응하여 혈전을 형성함으로써 심근경색증 등의 부작용을 초래하는 심각한 문제점이 있다. The drug-eluting stent has solved the problem of restraining blood vessels, but after all of the drug is released, the exposed metal or polymer reacts with blood to form a blood clot, which causes a serious problem such as myocardial infarction.

이에, 생체모방법을 금속 스텐트에 적용시켜, 금속 스텐트 위에 수산화 인회석과 항혈전제인 파클리탁셀을 복합 코팅한 방법이 발표되었으나, 상기 생체모방법의 낮은 증착속도, 약물 종류의 제한성, 약물 농도 제어의 어려움, 약한 밀착력 등의 문제점을 해결하지는 못하였다.Therefore, the biomolecular method was applied to a metal stent, and a method of coating a hydroxyapatite and paclitaxel as an antithrombotic agent on a metal stent was proposed. However, it did not solve problems such as weak adhesion.

이에, 본 발명자는 생체 활성 세라믹 재료와 약물을 혼합하고, 이를 금속재료 표면에 상온에서 분사하여 코팅시킴으로써, 약물의 변형을 막으면서도, 증착속도를 높이고, 약물 종류의 제한없이 사용할 수 있도록 하였고, 생체 활성 세라믹tm재료와 약물의 혼합비율과, 코팅층의 두께를 조절하여 약물의 농도를 제어하여 본 발명을 완성하였다. Thus, the present inventors mixed the bioactive ceramic material with the drug and sprayed the coating on the surface of the metal material at room temperature, thereby preventing the deformation of the drug, increasing the deposition rate, and allowing the drug to be used without limitation of the type of the drug. The present invention was completed by controlling the mixing ratio of the active ceramic tm material and the drug and the thickness of the coating layer to control the drug concentration.

본 발명의 목적은 약물 방출제어가 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a bioactive ceramic composite coating layer capable of drug release control.

본 발명의 다른 목적은 상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention to provide a method for producing the bioactive ceramic composite coating layer.

상기 목적을 달성하기위해, 본 발명은 약물과 생체 활성 세라믹 분말의 혼합비율 및 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 두께를 제어함으로써 약물 방출제어가 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bioactive ceramic composite coating layer capable of controlling drug release by controlling the mixing ratio of the drug and the bioactive ceramic powder and the thickness of the bioactive ceramic composite coating layer.

또한, 상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법을 제공한다. In addition, it provides a method for producing the bioactive ceramic composite coating layer.

본 발명에 따른 생체 활성 세라믹 코팅층은 약물과 생체 활성 세라믹 분말의 혼합비율 및 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 두께를 제어하여 약물 방출 속도를 제어하고, 금속 재료 또는 세라믹 재료 표면에 분사시켜 약물의 열로 인한 변성을 방지하여 생체 친화도가 높은 생체재료로 유용하게 사용할 수 있다. The bioactive ceramic coating layer according to the present invention controls the drug release rate by controlling the mixing ratio of the drug and the bioactive ceramic powder and the thickness of the bioactive ceramic composite coating layer, and sprayed on the metal material or ceramic material surface to denature due to heat of the drug It can be usefully used as a biomaterial having high biocompatibility by preventing.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 금속재료, 또는 세라믹 재료 표면에 코팅되되, 치밀도가 95%이상이고, 두께가 0.1 - 100 ㎛범위이며, 약물을 포함하되 약물의 농도 및 방출 속도의 제어가 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 제공한다. The present invention is coated on the surface of a metal material or ceramic material, the density is greater than 95%, the thickness ranges from 0.1 to 100 ㎛, including the drug, but the bioactive ceramic composite coating layer capable of controlling the concentration and release rate of the drug To provide.

상기 금속재료, 또는 세라믹 재료는 본 발명의 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 지지하는 모재로 작용하는 것으로, 생체 적합성이 우수한 재료이면 제한되지 않으나, 바람직하게는 스테인레스 강, 바이태륨(코발트-크롬 합금), 알루미나, 지르코니아, 티타늄 또는 이의 합금이다.The metal material or the ceramic material serves as a base material for supporting the bioactive ceramic composite coating layer of the present invention, and is not limited as long as it is a material having excellent biocompatibility. Preferably, stainless steel, bitumium (cobalt-chromium alloy), Alumina, zirconia, titanium or alloys thereof.

상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 두께는 0.1 - 100 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 모재의 모든 표면을 균일하게 코팅하기 어려우며, 100 ㎛를 초과하면 코팅층이 박리되기 쉬워 코팅층의 두께 균일성을 확보하기 어려운 문제가 있다. The thickness of the bioactive ceramic composite coating layer is preferably in the range of 0.1-100 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, it is difficult to uniformly coat all surfaces of the base material, and if the thickness is more than 100 μm, the coating layer may be easily peeled off, making it difficult to secure the thickness uniformity of the coating layer.

상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 내부 치밀도는 95% 이상, 바람직하게는 100%이며, 상기 범위에서 뼈 세포 형성에 유리하기 때문이다. This is because the internal density of the bioactive ceramic composite coating layer is 95% or more, preferably 100%, and is advantageous for bone cell formation in the above range.

상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층 내 약물의 함량은 복합코팅층 전체 중량에 대하여 1 - 30 중량%인 것이 바람직하다. 상기 약물의 함량이 1 중량% 미만이면 약물 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하면 치밀한 코팅층을 형성하지 못하는 문제가 있다. The content of the drug in the bioactive ceramic composite coating layer is preferably 1 to 30% by weight based on the total weight of the composite coating layer. If the content of the drug is less than 1% by weight, there is a problem that the drug effect does not appear, if it exceeds 30% by weight there is a problem that can not form a dense coating layer.

본 발명에 따른 상기 약물의 농도 제어는 복합 코팅층의 두께를 조절함으로써 수행될 수 있다. The concentration control of the drug according to the present invention can be performed by adjusting the thickness of the composite coating layer.

약물을 포함하는 복합 코팅층의 두께가 증가하면 일정면적에서 방출될 수 있는 약물의 양이 증가되고, 두께가 감소하면 방출될 수 있는 약물의 양이 감소된다.Increasing the thickness of the composite coating layer containing the drug increases the amount of drug that can be released in a certain area, and decreasing the thickness decreases the amount of drug that can be released.

또한, 본 발명에 따른 상기 약물의 농도 제어는 생체 활성 세라믹 분말과 약물의 혼합비율을 조절하여 제어할 수 있다. In addition, the concentration control of the drug according to the present invention can be controlled by adjusting the mixing ratio of the bioactive ceramic powder and the drug.

복합 코팅층을 형성하기 위해, 생체 활성 세라믹 분말과 약물의 혼합시, 생체 활성 세라믹 분말에 대하여 약물의 혼합비율을 조절하면 일정면적, 일정두께의 복합 코팅층에서 방출될 수 있는 약물의 양이 조절되어, 약물의 농도를 제어할 수 있다. In order to form the composite coating layer, when the bioactive ceramic powder and the drug are mixed, by adjusting the mixing ratio of the drug with respect to the bioactive ceramic powder, the amount of the drug that can be released from the composite coating layer of a certain area and thickness is controlled. The concentration of the drug can be controlled.

상기 약물의 방출 속도의 제어는 생체 활성 세라믹 분말과 약물을 균일하게 혼합한 복합 코팅층에 의해 이루어질 수 있다.The control of the release rate of the drug may be made by a composite coating layer in which the bioactive ceramic powder and the drug are uniformly mixed.

종래 세라믹 코팅층 위에 재코팅된 형태의 약물은 생체내에서 약물의 방출속도를 제어하지 못하는 문제가 있다.The drug of the recoated form on the conventional ceramic coating layer has a problem that can not control the release rate of the drug in vivo.

본 발명에 따른 세라믹 코팅층의 약물 방출속도는 생체활성 세라믹 재료의 종류에 따라 다양하게 제어될 수 있다. 생체 활성 세라믹 재료는 그 종류에 때래 생체 내에서의 용해도에 차이가 있다. 이는 약물과 혼합되는 생체활성 세라믹 재료의 종류에 의존하며 약물이 방출되는 속도에 차이가 발생함을 의미한다. 따라서 본 발명에 따른 복합코팅층의 약물 방출속도는 약물과 사용되는 생체활성 세라믹 재료의 조합을 달리함으로써 필요에 따라 적절하게 제어할 수 있다.The drug release rate of the ceramic coating layer according to the present invention can be variously controlled according to the type of bioactive ceramic material. Bioactive ceramic materials differ in their solubility in vivo from their type. This depends on the type of bioactive ceramic material mixed with the drug and means that a difference occurs in the rate at which the drug is released. Therefore, the drug release rate of the composite coating layer according to the present invention can be appropriately controlled as needed by varying the combination of the drug and the bioactive ceramic material used.

본 발명에 따른 상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 구성하는 생체 활성 세라믹 재료는 수산화 인회석(Hydroxy Apatite; HA), 불소 함유 수산화 인회석(Fluoridated Hydroxy Apatite, FHA), 삼인산칼슘(Tri-calcium phosphate; TCP), 바이오글래스 또는 이들의 혼합 세라믹 분말을 사용하는 것이 바람직하다.The bioactive ceramic material constituting the bioactive ceramic composite coating layer according to the present invention may be hydroxyapatite (HA), fluorine-containing hydroxyapatite (FHA), tri-calcium phosphate (TCP), Preference is given to using bioglass or mixed ceramic powders thereof.

상기 열거된 생체활성 세라믹 재료의 용해도는 바이오글래스, 삼인산칼슘, 수산화 인회석의 순으로 감소한다. 따라서, 이러한 용해도의 차이를 용한 약물과의 다양한 조합을 통해 약물 방출 속도를 제어할 수 있다. The solubility of the bioactive ceramic materials listed above decreases in the order of bioglass, calcium triphosphate, hydroxyapatite. Thus, the rate of drug release can be controlled through various combinations with drugs that exploit this difference in solubility.

나아가, 본 발명에 따른 세라믹 복합 코팅층은 상기 약물로서 항생 소염제인 베타락탐계 항생물질(페니실린류, 세팔로스포린류), 아미노글리코사이드계 항생물질(카나마이신, 겐타마이신, 리보스타마이신, 토브라마이신, 스트렙토마이신, 아미카신, 네오마이신 등), 테트라사이클린류 항생물질(테트라사이클린, 메타사이클린, 독시사이크린, 미노사이클린 등), 린코사이드계 항생물질(린코마이신, 클린다마이신), 마크로라이드계 항생물질(스피라마이신, 미데카마이신, 조사마이신, 에리스로마이신, 클라리스로마이신), 반코마이신, 세파렉신, 세파클러, 세파만돌, 세파로딘, 아목실린, 카베니실린, 에티드로네이트 등의 항생물질과 헤파린, 파크리탁셀, 티클로피린 등의 항혈전제, 시롤리무스(라파마이신)의 면역억제제등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Furthermore, the ceramic composite coating layer according to the present invention is an antibiotic anti-inflammatory agent beta lactam antibiotics (penicillins, cephalosporins), aminoglycoside antibiotics (kanamycin, gentamicin, ribostomycin, tobramycin) , Streptomycin, amikacin, neomycin, etc.), tetracycline antibiotics (tetracycline, metacycline, doxycycline, minocycline, etc.), lincoside antibiotics (lincomycin, clindamycin), macrolide antibiotics Antibiotics such as spiramycin, midecamycin, probemycin, erythromycin, clarithromycin, vancomycin, cefarexin, cefacller, cephamandol, cephalodine, amocillin, carbenicillin, ethidronate and heparin , Anti-thrombotic agents such as paclitaxel, ticlopyrin, immunosuppressive agents of sirolimus (rapamycin), and the like, but are not limited thereto. It doesn't work.

상기 약물은 항생물질, 항혈전물질 또는 면역억제물질로서 외부경조직이 이식됨으로써 발생될 수 있는 염증질환, 혈관 재협착 등의 부작용을 방지하여, 신체 조직과의 친화도를 높일 수 있다. The drug may prevent side effects such as inflammatory diseases and vascular restenosis, which may be caused by transplantation of external hard tissues as antibiotics, anti-thrombotic substances or immunosuppressive substances, thereby increasing affinity with body tissues.

또한, 본 발명은 극미세 입자들로 이루어진 생체 활성 세라믹 분말을 1,000 - 1,300 ℃범위의 온도에서 1차 열처리하는 단계(단계 1);In addition, the present invention comprises the steps of primary heat treatment (step 1) the bioactive ceramic powder consisting of ultra-fine particles at a temperature in the range of 1,000-1,300 ℃;

상기 단계 1에서 얻어진 분말에 기계적 충격력을 가함으로써 분쇄하여 분말입자들의 평균입경을 0.1 - 5 ㎛ 범위로 마련하는 단계(단계 2);Pulverizing by applying a mechanical impact force to the powder obtained in step 1 to prepare an average particle diameter of the powder particles in the range of 0.1-5 μm (step 2);

상기 단계 2에서 얻어진 생체 활성 세라믹 분말을 약물과 혼합시키는 단계(단계 3); 및Mixing the bioactive ceramic powder obtained in step 2 with a drug (step 3); And

상기 단계 3에서 얻어진 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 분말을 상온의 진공 분위기에서 금속 재료, 또는 세라믹 재료표면에 코팅하는 단계(단계 4)를 포함하는 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법을 제공한다. It provides a method for producing a bioactive ceramic composite coating layer comprising the step (step 4) of coating a bioactive ceramic powder comprising a drug obtained in step 3 on a metal material or a ceramic material surface in a vacuum atmosphere at room temperature.

이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail step by step.

본 발명에 따른 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법에 있어서, 단계 1은 극미세 입자들로 이루어진 생체 활성 세라믹 분말을 1,000 - 1,300 ℃범위의 온도에서 열처리하는 단계를 포함한다.In the method for producing a bioactive ceramic composite coating layer according to the present invention, step 1 includes a step of heat-treating the bioactive ceramic powder composed of ultrafine particles at a temperature in the range of 1,000-1,300 ° C.

상기 생체 활성 세라믹 분말은 수산화 인회석(Hydroxy Apatite; HA), 불소 함유 수산화 인회석(Fluoridated Hydroxy Apatite, FHA), 삼인산칼슘(Tri-calcium phosphate; TCP), 바이오글래스 또는 이들의 혼합 세라믹 분말을 사용하는 것이 바람직하다.The bioactive ceramic powder may be used by using hydroxyapatite (HA), fluorine-containing hydroxyapatite (FHA), tri-calcium phosphate (TCP), bioglass, or a mixed ceramic powder thereof. desirable.

상기 생체 활성 세라믹 분말은 상업적으로 구입가능하며, 그 원재료 분말은 그 평균 입경이 10 - 20 nm 범위일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 단계 1의 열처리시 5 - 20 ㎛의 입경분포인 세라믹 분말을 얻을 수 있다. The bioactive ceramic powder is commercially available, and the raw material powder may have an average particle diameter in the range of 10-20 nm, but is not limited thereto. In the heat treatment of step 1, it is possible to obtain a ceramic powder having a particle size distribution of 5-20 μm.

본 발명에 따른 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 얻어진 분말에 기계적 충격력을 가함으로써 분쇄하여 분말입자들의 평균입경을 0.1 - 5 ㎛ 범위로 마련하는 단계를 포함한다. In the method for producing a bioactive ceramic composite coating layer according to the present invention, step 2 includes the step of pulverizing by applying a mechanical impact force to the powder obtained in step 1 to prepare an average particle diameter of the powder particles in the range of 0.1-5 ㎛. .

기계적 충격력의 인가에 의한 분쇄의 목적은 분쇄 및 원재료 입자를 구성하는 미세 결정 내부에 균열 등이나 전위의 형태로 비축되는 내부 에너지를 증가시키고, 후공정인 코팅층 형성시에 인가되는 코팅 재료 극미세 입자를 파쇄하기 위한 충격력 또는 압력을 저감시킴으로써, 코팅층 형성시의 입자 파쇄를 용이하게 하는 것을 목적으로 하는 것이다.The purpose of pulverization by applying mechanical impact force is to increase the internal energy stored in the form of cracks or dislocations inside the fine crystals constituting the pulverization and raw material particles, and to apply the coating material at the time of forming a coating layer, which is a post-process. By reducing the impact force or pressure for crushing the particles, it is an object to facilitate the crushing of particles during the formation of the coating layer.

이를 위해, 상기 단계 1에서 열처리된 분말 입자들은 기계적 충격력의 인가에 의해 그 평균입경이 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 입자들로 형성되는 것이 바람직하다. To this end, the powder particles heat-treated in step 1 is preferably formed of particles having an average particle diameter in the range of 0.1 ㎛ to 5 ㎛ by the application of mechanical impact force.

기계적 충격력의 인가는, 예컨대 볼 밀 공정에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The application of mechanical impact force may be performed by, for example, a ball mill process, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 얻어진 생체 활성 세라믹 분말을 약물과 혼합시키는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a bioactive ceramic composite coating layer according to the present invention, step 3 includes mixing the bioactive ceramic powder obtained in step 2 with a drug.

상기 단계 3의 생체 활성 세라믹 분말과 약물의 혼합비율은 복합코팅층 전체 중량에 대하여 1 - 30 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 약물의 함량이 1 중량%미만이면 약물 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하면 치밀한 코팅층을 형성하지 못하는 문제가 있다. 이때, 상기 혼합은 건식 혼합법 또는 습식혼합법으로 혼합가능하며, 습식 혼합법을 사용할 경우, 동결건조법으로 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 동결건조법을 통한 건조는 약물을 변질을 방지할 수 있다. The mixing ratio of the bioactive ceramic powder and the drug of step 3 is preferably 1 to 30% by weight based on the total weight of the composite coating layer. If the content of the drug is less than 1% by weight there is a problem that the drug effect does not appear, if it exceeds 30% by weight there is a problem that does not form a dense coating layer. In this case, the mixing may be mixed by a dry mixing method or a wet mixing method, and when the wet mixing method is used, the method may further include drying by a lyophilization method. Drying through the lyophilization method can prevent the drug deterioration.

본 발명에 따른 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법에 있어서, 단계 4는 상기 단계 3에서 얻어진 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 분말을 상온의 진공 분위기에서 금속 재료, 또는 세라믹 재료표면에 코팅하는 단계를 포함한다.  In the method of manufacturing a bioactive ceramic composite coating layer according to the present invention, step 4 includes coating the bioactive ceramic powder containing the drug obtained in step 3 on the metal material or the surface of the ceramic material in a vacuum atmosphere at room temperature. do.

상기 단계 4는 도 1에 나타낸 상온 진공 분말 분사 코팅 장치에 의하여 수행될 수 있다. 도 1에 나타낸 상온 진공 분말 분사 코팅 장치는 그 저부에 가스입구가 형성되고 본 발명의 생체 활성 세라믹 코팅 분말을 수용하기 위한 분말 분산통(1)과; 상기 분말 분산통(1)과 노즐관에 의해 연통되며 그 끝단에 상기 수산화인회석 코팅 분말을 진공실(2) 내부에 위치한 티타늄 또는 그 합금 등과 같은 금속 재료 기판(4)이나, 알루미나 또는 지르코니아 등의 세라믹 재료 기판(4)에 분사하 기 위한 노즐부(3)와; 상기 진공실(2)의 진공도를 조절하기 위한 진공펌프(5)와; 상기 기판(4)으로의 균일한 코팅을 제공하기 위해 좌우 기동이 가능한 모터 스테이지(6)를 포함하여 구성된다.Step 4 may be performed by a room temperature vacuum powder spray coating apparatus shown in FIG. 1. The room temperature vacuum powder spray coating apparatus shown in FIG. 1 includes a powder dispersion container 1 for forming a gas inlet at the bottom thereof and containing the bioactive ceramic coating powder of the present invention; A metal material substrate 4 such as titanium or an alloy thereof, which is in communication with the powder dispersion cylinder 1 and the nozzle tube and at the end of which the hydroxyapatite coating powder is placed inside the vacuum chamber 2, or ceramic such as alumina or zirconia A nozzle unit 3 for injecting into the material substrate 4; A vacuum pump (5) for adjusting the degree of vacuum of the vacuum chamber (2); It comprises a motor stage 6 capable of starting left and right to provide a uniform coating to the substrate 4.

이와 같이 구성되는 코팅 장치를 이용하여, 상기 단계 3에서 준비된 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 복합 분말을 분말 분산통(1)에 넣고 상하로 흔들어 주거나 기타의 운동, 예컨대 바이브레이터에 의한 진동 운동 등을 통하여 분말이 비산되도록 하면서 분말 분산통(1) 바닥면에 만들어진 가스 입구를 통하여 산소를 적당량 공급한다. 분말 분산통(1)에 공급된 산소는 공중에 분산된 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 복합 분말들을 싣고 진공실(2) 내의 노즐부(3)까지 투입된다. 투입된 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 복합 분말들은 노즐을 통하여 상온(예: 약 25℃)의 진공 분위기로 유지되는 진공실(2) 내에 위치한 피코팅재인 예컨대 금속 티타늄 기판(4)에 분사되어 100 ㎚ 이하의 입도 분포를 갖는 구성된 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛ 두께의 코팅층을 형성한다.Using the coating apparatus configured as described above, the bioactive ceramic composite powder including the drug prepared in Step 3 is placed in the powder dispersion container 1 and shaken up and down, or through other movements, such as vibration by vibrators. While the powder is scattered, an appropriate amount of oxygen is supplied through a gas inlet made on the bottom surface of the powder dispersion container 1. Oxygen supplied to the powder dispersion container 1 is loaded with the bioactive ceramic composite powder containing the drug dispersed in the air, and is introduced to the nozzle unit 3 in the vacuum chamber 2. The bioactive ceramic composite powder containing the injected drug is sprayed onto a metal titanium substrate 4, for example, a coating material located in a vacuum chamber 2 maintained in a vacuum atmosphere at room temperature (eg, about 25 ° C.) through a nozzle, and then 100 nm or less. A coating layer having a thickness of 0.1 μm to 100 μm having a particle size distribution of is formed.

이때, 반송 가스로는 산소, 질소, 헬륨, 아르곤 또는 공기 등을 사용할 수 있으며, 투입되는 가스의 유량은 분당 0.1 ~ 50 L으로 주입되는 것이 바람직하다.In this case, oxygen, nitrogen, helium, argon or air may be used as the carrier gas, and the flow rate of the injected gas is preferably injected at 0.1 to 50 L per minute.

상기 코팅은 상온에서 수행되어 생체 활성 세라믹 복합 분말에 포함되어 있는 약물의 변질을 방지하고, 상기 진공은 0.1 - 10 torr인 것이 바람직하다. 상기 진공범위에서만 치밀도가 95%이상, 바람직하게는 95 내지 100%로 형성될 수 있기 때문이다. The coating is carried out at room temperature to prevent alteration of the drug contained in the bioactive ceramic composite powder, the vacuum is preferably 0.1 to 10 torr. This is because the density may be 95% or more, preferably 95 to 100%, in the vacuum range only.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, the present invention is not limited by the examples.

<< 실시예Example 1> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층의 제조 1> Preparation of bioactive ceramic-antibiotic composite coating layer

단계 1. 생체 활성 세라믹 분말의 열처리Step 1. Heat treatment of bioactive ceramic powder

상업적으로 구입가능한 평균입경이 12 nm인 수산화 인회석 분말을 1200 ℃에서 2시간 동안 공지 중에서 열처리하여 평균입경 16.6 ㎛로 제조하였다.A hydroxyapatite powder having a commercially available average particle diameter of 12 nm was heat-treated in a known state at 1200 ° C. for 2 hours to prepare an average particle diameter of 16.6 μm.

단계 2. 기계적 분쇄Step 2. Mechanical Crushing

상기 단계 1에서 얻어진 분말을 직경 5 mm의 지르코니아 볼과 플라스틱 통을 이용하여 24시간 볼 밀하여 평균입경이 3.2 ㎛인 생체 활성 세라믹 분말을 제조하였다. The powder obtained in step 1 was ball milled for 24 hours using a 5 mm zirconia ball and a plastic barrel to prepare a bioactive ceramic powder having an average particle diameter of 3.2 μm.

단계 3. 생체 활성 세라믹 분말과 약물의 혼합Step 3. Mixing of Bioactive Ceramic Powders and Drugs

마크로라이드계 항생제인 과립형 클라리스로마이신 30 g과 상기 단계 2의 수산화 인회석 분말 70 g 을 직경 5 mm의 지르코니아 볼과 지르코니아 통을 이용, 유성볼밀을 통해 건식으로 30분 혼합하여 평균 입경이 1.9 ㎛인 생체 활성 세라믹 분말-항생제 복합분말을 제조하였다. 30 g of granular clarithromycin, a macrolide antibiotic, and 70 g of hydroxyapatite powder of step 2 were mixed dry using a zirconia ball and a zirconia barrel with a diameter of 5 mm through a planetary ball mill for 30 minutes, and the average particle diameter was 1.9 μm. Phosphorus bioactive ceramic powder-antibiotic composite powder was prepared.

단계 4. 생체 활성 세라믹 복합 코팅층 형성Step 4. Form the Bioactive Ceramic Composite Coating Layer

상기와 같이 준비된 수산화 인회석-클라리스로마이신 혼합 분말을 도 1의 분 말 분산통(1)에 넣고 상하로 흔들어 주면서 분산통 바닥면에 만들어진 가스입구를 통하여 산소를 1분당 30리터씩 공급하였다. 분말 분산통(1)에 공급된 산소는 공중에 분산된 수산화 인회석-클라리스로마이신 혼합분말 입자들을 싣고 진공실(2)내의 노즐부(3)까지 투입되었고, 노즐을 통하여 피코팅재인 금속 티타늄 기판(4)에 20 초 동안 분사하여(증착면적 10 mm×10 mm), 복합 코팅층의 두께가 3 ㎛인 생체 활성 혼합코팅층을 제조하였다. 이때 노즐과 금속 티타늄 기판 사이의 거리는 5 mm로 두었다. The hydroxyapatite-clarythromycin mixed powder prepared as described above was put into the powder dispersion container 1 of FIG. 1 and shaken up and down, and oxygen was supplied by 30 liters per minute through a gas inlet formed at the bottom of the dispersion container. Oxygen supplied to the powder dispersion container 1 was loaded with the hydroxyapatite-clarythromycin mixed powder particles dispersed in the air and introduced to the nozzle unit 3 in the vacuum chamber 2, and a metal titanium substrate (coating material) to be coated through the nozzle ( 4) was sprayed for 20 seconds (deposition area of 10 mm x 10 mm) to prepare a bioactive mixed coating layer having a thickness of the composite coating layer of 3 ㎛. At this time, the distance between the nozzle and the metal titanium substrate was set to 5 mm.

<< 실시예Example 2> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층의 제조 2 2> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 2

상기 실시예 1의 단계 4에서, 분사시간이 100 초인 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 복합 코팅층의 두께가 15 ㎛인 생체 활성 혼합코팅층을 제조하였다. In step 4 of Example 1, except that the injection time is 100 seconds was carried out in the same manner to prepare a bioactive mixed coating layer having a thickness of the composite coating layer of 15 ㎛.

<< 실시예Example 3> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층의 제조 3 3> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 3

상기 실시예 1의 단계 4에서, 분사시간이 600 초인 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 복합 코팅층의 두께가 100 ㎛인 생체 활성 혼합코팅층을 제조하였다. In step 4 of Example 1, except that the injection time is 600 seconds to perform the same to prepare a bioactive mixed coating layer having a thickness of the composite coating layer of 100 ㎛.

<< 실시예Example 4> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 4 4> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 4

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화 인회석 대신 인산삼칼슘을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. Except for using tricalcium phosphate instead of hydroxyapatite in step 1 of Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1.

<< 실시예Example 5> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 5 5> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 5

상기 실시예 1의 단계 3에서, 항생제로서 클라리스로마이신 대신 아목시실린(Amoxicillin)을 0.2 중량%로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. In Example 3 of Example 1, except that amoxicillin (Amoxicillin) was mixed with 0.2% by weight instead of clarithromycin as an antibiotic was prepared in the same manner as in Example 1.

<< 실시예Example 6> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 6 6> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 6

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 카르베니실린(Carbenicillin)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, except that a mixed carbenicillin (Carbenicillin) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic was prepared in the same manner as in Example 5.

<< 실시예Example 7> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 7 7> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 7

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 세파만돌(Cefamandole)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, was prepared in the same manner as in Example 5 except for mixing cephamandol (Cefamandole) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic.

<< 실시예Example 8> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 8 8> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 8

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 세팔로틴(Cephalothin)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, was prepared in the same manner as in Example 5 except for mixing cephalothin (Cephalothin) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic.

<< 실시예Example 9> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 9 9> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 9

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 에티드로네이트(Etidronate)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, except that Amoxicillin (Etidronate) in place of Amoxicillin as an antibiotic was prepared in the same manner as in Example 5.

<< 실시예Example 10> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 10 10> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 10

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 겐타마이신(Gentamycin)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다.Example 5, was prepared in the same manner as in Example 5 except for mixing gentamycin (Gentamycin) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic.

<< 실시예Example 11> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 11 11> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 11

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 토브라마이신(Tobramycin)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, except that a mixture of tobramycin (Tobramycin) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic was prepared in the same manner as in Example 5.

<< 실시예Example 12> 생체 활성 세라믹-항생제 복합 코팅층 제조 12 12> Preparation of Bioactive Ceramic-Antibiotic Composite Coating Layer 12

상기 실시예 5, 항생제로서 아목시실린(Amoxicillin) 대신 반코마이신(Vancomycin)을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 제조하였다. Example 5, except that a mixture of vancomycin (Vancomycin) instead of amoxicillin (Amoxicillin) as an antibiotic was prepared in the same manner as in Example 5.

<분석><Analysis>

1. X선 회절 X-ray diffraction

상기 실시예 1의 복합 코팅층의 결정질을 분석하기 위하여, X선 회절 분석하여 도 2에 나타내었다.In order to analyze the crystallinity of the composite coating layer of Example 1, it is shown in Figure 2 by X-ray diffraction analysis.

도 2에 나타낸 바와 같이, 수산화 인회석과 클라리스로마이신 혼합 분말이 복합 코팅층 후에도 결정질이 유지되고 있음을 확인하였다. As shown in FIG. 2, it was confirmed that hydroxyapatite and clarithromycin mixed powder were maintained in crystalline state even after the composite coating layer.

2. 전자 주사 현미경 2. electron scanning microscope

형성된 복합 코팅층의 두께를 알아보기 위하여, 실시예 1의 단면과 실시예 4를 촬영하여 도 3 및 도 4에 나타내었다.In order to determine the thickness of the formed composite coating layer, the cross section of Example 1 and Example 4 were photographed and shown in FIGS. 3 and 4.

도 3에 나타낸 바와 같이, 수산화 인회석과 클라리스로마이신의 복합 코팅층이 약 15 ㎛의 두께를 가지는 치밀한 코팅을 형성하고 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 3, it was confirmed that the composite coating layer of hydroxyapatite and clarithromycin forms a dense coating having a thickness of about 15 μm.

도 4에 나타낸 바와 같이, 도 4에 나타낸 바와 같이, 삼인산칼슘과 클라리스로마이신의 복합 코팅층이 약 20 ㎛의 두께를 가지는 치밀한 코팅을 형성하고 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the composite coating layer of calcium triphosphate and clarithromycin forms a dense coating having a thickness of about 20 μm.

3. 분광광도계(UV-Vis spectrophotometer) 측정3. Measurement of UV-Vis spectrophotometer

상기 실시예들의 항생제 방출량 및 항생제 함유 유무를 조사하기 위하여 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis spectrophotometer)를 이용하여 분석하였다. In order to investigate the antibiotic release amount and the presence or absence of antibiotics in the above examples were analyzed using a UV-Vis spectrophotometer (UV-Vis spectrophotometer).

분석시료 제작은 다음과 같다. 상기 실시예 1 - 11에 포함된 항생제를 용해가능한 분광광도 분석용 디메틸 설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide)용액에 담구어 체온과 동일한 36.5 ℃에서 5일 동안 방치하여 복합 코팅층 내 항생제의 용해를 유도한 후, 코팅 시편을 제거하고, 잔류하는 디메틸 설포사이드 용액에 대해 UV-Vis 분석을 실시하여 도 5 내지 도 7에 나타내었다. Analytical sample preparation is as follows. The antibiotics contained in Examples 1 to 11 were immersed in a soluble dimethyl sulfoxide solution for spectrophotometric analysis and left for 5 days at the same temperature as 36.5 ° C. to induce the dissolution of the antibiotic in the composite coating layer. The coating specimens were removed and UV-Vis analysis was performed on the remaining dimethyl sulfoside solution, as shown in FIGS. 5 to 7.

도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 복합층으로부터 용해된 260 nm, 280 nm 파장의 클라리스로마이신에 해당하는 흡수피크가 검출되어 복합 코팅층 내에 클라리스로마이신이 함유되었음을 확인하였고, 두께에 비례하여 흡수 피크의 강도가 강해져 코팅층의 두께에 비례하여 클라리스로마이신이 방출되는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 5, absorption peaks corresponding to 260 nm and 280 nm wavelengths of clarithromycin dissolved from the composite layers of Examples 1 to 3 were detected to confirm that clarithromycin was contained in the composite coating layer. It was confirmed that the intensity of the absorption peak was increased in proportion to release clarismycin in proportion to the thickness of the coating layer.

도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 4 또한 실시예 1 내지 실시예 3과 마찬가지로, 260nm, 280nm 파장에서 클라리스로마이신에 해당하는 흡수피크가 검출되어 삼인산칼슘 복합 코팅층 내에 클라리스로마이신이 함유되었음을 확인하였다.As shown in FIG. 6, Example 4 also detected absorption peaks corresponding to clarithromycin at wavelengths of 260 nm and 280 nm, as in Examples 1 to 3, thereby confirming that clarithromycin was contained in the calcium triphosphate composite coating layer. .

도 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 7로부터 200~450 nm 파장영역에서 각각의 항생제에 해당하는 흡수피크가 검출되어 복합 코팅층 내에 각각의 항생제가 함유되어 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 7, absorption peaks corresponding to the respective antibiotics were detected in the wavelength region of 200 to 450 nm from Examples 5 to 7 to confirm that the antibiotics were contained in the composite coating layer.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태를 제조하는 세라믹 복합 코팅 장치의 개략도;1 is a schematic view of a ceramic composite coating apparatus for producing one embodiment according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 일 실시형태의 X선 회절 그래프((a)생체 활성 세라믹-약물 혼합 분말, (b)실시예 1);2 is an X-ray diffraction graph of one embodiment according to the present invention ((a) bioactive ceramic-drug mixed powder, (b) Example 1);

도 3은 본 발명에 따른 일 실시형태의 단면을 촬영한 주사전자현미경 사진;3 is a scanning electron microscope photograph taken in cross section of an embodiment according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태의 단면을 촬영한 주사전자현미경 사진;4 is a scanning electron microscope photograph taken in cross section of an embodiment according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태의 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis)그래프((a)클라리스로마이신 (b)실시예 1, (c)실시예 2, (d)실시예 3);5 is an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis) graph ((a) Clariomycin (b) Example 1, (c) Example 2, (d) Example 3 of an embodiment according to the present invention. );

도 6는 본 발명에 따른 일 실시형태의 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis)그래프((a)클라리스로마이신 (b)실시예 4);및Figure 6 is an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis) graph ((a) clarithromycin (b) Example 4) of one embodiment according to the present invention; and

도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태의 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis) 분석 결과이다((a)실시예 5, (b)실시예 6, (c)실시예 7, (d)실시예 8, (e)실시예 9, (f)실시예 10, (g)실시예 11, (h)실시예 12).7 is a result of ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis) analysis of one embodiment according to the present invention ((a) Example 5, (b) Example 6, (c) Example 7, (d) Example 8, (e) Example 9, (f) Example 10, (g) Example 11, (h) Example 12).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 분말분산통 2: 진공실1: powder dispersion container 2: vacuum chamber

3: 노즐부 4: 기판3: nozzle part 4: substrate

5: 진공펌프 6: 모터 스테이지5: vacuum pump 6: motor stage

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 극미세 입자들로 이루어진 생체 활성 세라믹 분말을 1,000 - 1,300 ℃범위의 온도에서 열처리하는 단계(단계 1);Heat-treating the bioactive ceramic powder consisting of the ultrafine particles at a temperature in the range of 1,000-1,300 ° C. (step 1); 상기 단계 1에서 얻어진 분말에 기계적 충격력을 가함으로써 분쇄하여 분말입자들의 평균입경을 0.1 - 5 ㎛범위로 마련하는 단계(단계 2);Pulverizing by applying a mechanical impact force to the powder obtained in step 1 to prepare an average particle diameter of the powder particles in the range of 0.1 to 5 μm (step 2); 상기 단계 2에서 얻어진 생체 활성 세라믹 분말을 약물과 건식 혼합법으로 혼합시키는 단계(단계 3); 및Mixing the bioactive ceramic powder obtained in step 2 with a drug by dry mixing (step 3); And 상기 단계 3에서 얻어진 약물을 포함하는 생체 활성 세라믹 분말을 상온의 진공 분위기에서 금속 재료, 또는 세라믹 재료표면에 코팅하는 단계(단계 4)를 포함하는, 치밀도 95%이상, 두께 0.1 - 100 ㎛이며, 복합코팅층 전체 중량에 대하여 1 - 30 중량%의 약물을 포함하되 약물의 농도 및 방출 속도의 제어가 가능한 생체 활성 세라믹 복합 코팅층의 제조방법.The bioactive ceramic powder containing the drug obtained in step 3 is coated with a metal material or the surface of the ceramic material in a vacuum atmosphere at room temperature (step 4), the density is greater than 95%, thickness 0.1-100 ㎛ , 1 to 30% by weight of the drug based on the total weight of the composite coating layer, the method of manufacturing a bioactive ceramic composite coating layer capable of controlling the concentration and release rate of the drug. 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서, 상기 약물의 농도 제어는 복합 코팅층의 두께를 조절하여 제어하는 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the concentration control of the drug is controlled by controlling the thickness of the composite coating layer. 제9항에 있어서, 상기 약물의 농도제어는 생체 활성 세라믹 분말과 약물의 혼합비율을 조절하여 제어하는 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the concentration control of the drug is controlled by controlling the mixing ratio of the bioactive ceramic powder and the drug. 제9항에 있어서, 상기 약물 방출속도의 제어는 약물과 혼합되는 생체 세라믹 재료의 용해도에 의존하는 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the control of drug release rate is dependent on the solubility of the bioceramic material mixed with the drug. 제9항에 있어서, 상기 약물 방출 속도의 제어는 약물과 용해도가 상이한 생체 세라믹 재료의 조합을 선택함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the control of the drug release rate is performed by selecting a combination of a bioceramic material having a different solubility from the drug. 제9항에 있어서, 상기 생체 활성 세라믹 복합 코팅층을 구성하는 생체 활성 세라믹 재료는 수산화 인회석(Hydroxy Apatite; HA), 불소 함유 수산화 인회석(Fluoridated Hydroxy Apatite, FHA), 삼인산칼슘(Tri-calcium phosphate; TCP), 바이오글래스 또는 이들의 혼합 세라믹 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.The bioactive ceramic material constituting the bioactive ceramic composite coating layer comprises: hydroxyapatite (HA), fluorine-containing hydroxyapatite (FHA), tri-calcium phosphate (TCP) ), Bioglass or a method for producing a bioactive composite coating layer comprising a mixed ceramic powder thereof. 제9항에 있어서, 약물은 항생 소염제인 베타락탐계 항생물질(페니실린류, 세팔로스포린류), 아미노글리코사이드계 항생물질(카나마이신, 겐타마이신, 리보스타마이신, 토브라마이신, 스트렙토마이신, 아미카신, 네오마이신), 테트라사이클린류 항생물질(테트라사이클린, 메타사이클린, 독시사이크린, 미노사이클린), 린코사이드계 항생물질(린코마이신, 클린다마이신), 마크로라이드계 항생물질(스피라마이신, 미데카마이신, 조사마이신, 에리스로마이신, 클라리스로마이신), 반코마이신, 세파렉신, 세파클러, 세파만돌, 세파로딘, 아목실린, 카베니실린, 에티드로네이트 등의 항생물질과 헤파린, 파크리탁셀, 티클로피린 등의 항혈전제, 시롤리무스(라파마이신)의 면역억제제인 것을 특징으로 하는 생체 활성 복합 코팅층의 제조방법.The drug according to claim 9, wherein the drug is an antibiotic anti-inflammatory beta-lactam antibiotics (penicillins, cephalosporins), aminoglycoside antibiotics (kanamycin, gentamycin, ribostamycin, tobramycin, streptomycin, ah Micacin, neomycin), tetracycline antibiotics (tetracycline, metacycline, doxycycline, minocycline), lincoside antibiotics (lincomycin, clindamycin), macrolide antibiotics (spiramycin, midecamycin) Antibiotics such as heparin, paclitaxel, and ticlochlorine, e.g., mycomycin, erythromycin and clarithromycin) An antithrombotic agent such as pyrine and an immunosuppressive agent of sirolimus (rapamycin).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060134160A1 (en) * 2002-09-13 2006-06-22 The University Of British Columbia Calcium phosphate coated implantable medical devices and processes for making same
KR100751505B1 (en) * 2006-09-28 2007-08-23 한국기계연구원 Hydroxyapatite coatings with excellent bio-compatibility and preparation method thereof

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