KR101062381B1 - 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 및 그의 가공방법 - Google Patents

자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 및 그의 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 환자에게서 채취한 치아를 머리부와 뿌리부로 분리하는 단계 (b) 상기 머리부와 뿌리부의 신경 내 연조직과 법랑질을 제거하는 단계 (c) 상기 (b)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 세척하는 단계 (d) 상기 세척된 머리부와 뿌리부에 다공을 형성하는 단계 (e) 상기 다공이 형성된 머리부와 뿌리부를 탈수, 탈지 및 탈회하는 단계 (f) 상기 (e)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 블럭 형태로 잘라 블럭막 이식재를 형성하는 단계 및 (g) 상기 블럭막 이식재를 냉동건조하는 단계를 포함하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 및 그의 가공방법이다.
이로써 임프란트 시술의 안정성을 향상시킬 수 있고 자신의 치아를 사용함으로 동종, 이종(동물) 이식재의 전염성 질환의 전이를 예방하고, 추가 수술 없이 자가골 이식을 하여, 동일한 효과를 얻을 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

Description

자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 및 그의 가공방법 {BLOCK MEMBRANE IMPLANTS USING AUTOLOGOUS TOOTH AND MACHINING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 임프란트의 블럭막 이식재의 분야의 것이다. 더욱 상세하게는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 및 그의 가공방법에 관한 것이다.
이미 보편화 된 임프란트 시술은 최근 발치 후 즉시 식립과 기능을 하는 것으로 추이가 바뀌고 있다. 이 경우 손상된 치조골의 보존과 증강은 필수적이다. 많은 합성골, 이종골, 동종골 이식재가 사용되고 있으나 자가골을 능가하는 이식재는 없으며 모든 이식재는 자가골의 무기질, 유기질, 또는 그 성분의 일부를 합성하는 것으로 자가골 기능의 일부를 수행해 왔다.
또한 치조골이 선천적 또는 후천적으로 부족하거나 패인 환자인 경우, 픽스쳐를 단단하게 고정시키기 어렵다. 따라서 이 같은 경우에는 타인의 뼈나 인공구조물로 이루어진 골이식재를 치조골에 이식한 후 임프란트 시술을 한다.
그러나 타인의 뼈로 이루어진 골이식재의 경우, 면역의 문제가 발생하거나, 면역의 문제를 제거하기 위해 복잡한 처리과정을 거쳐야 하는 문제점이 있다. 또한 종래의 인공구조물로 이루어진 골이식재의 경우, 골형성단백질을 포함하고 있지 않아 치골생성속도가 낮은 문제점이 있다.
자가골을 이용하는 경우에도 부가적인 수술이 필요하고 양의 제한 등이 있어 자가골을 대치할 만한 이식재가 절실히 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 문제점을 해결한 결과 자기 또는 동종치아를 이용하는 블럭막 이식재를 제공하기 위한 목적이 있다.
본 발명의 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법은 (a) 환자에게서 채취한 치아를 머리부와 뿌리부로 분리하는 단계; (b) 상기 머리부와 뿌리부의 신경 내 연조직과 법랑질을 제거하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 세척하는 단계; (d) 상기 머리부와 뿌리부를 탈수, 탈지 및 탈회하는 단계; (e) 상기 (d)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 블럭 형태로 잘라 블럭막 이식재를 형성하는 단계 및 (f) 상기 블럭막 이식재를 냉동건조하는 단계; 를 포함한다.
상기 (c)단계를 거쳐 세척된 머리부와 뿌리부에 (c') 뿌리부에 다공을 형성 하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 냉동건조된 블럭막 이식재에 멸균하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (c')단계의 다공에 있어서, 지름이 1mm이하인 것을 특징으로 한다.
상기 (c) 단계에서의 세척은, 초음파를 이용한 탈염수세척과 초음파를 이용한 과산화수소 세척을 포함할 수 있다.
상기 (d)단계에서의 탈수, 탈지 및 탈회한 후, 상기 탈수, 탈지 및 탈회된 치아를 추가 세척하는 단계 및 상기 추가 세척한 치아를 추가 탈수 및 추가 탈지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (d)단계에서의 탈수는 에틸알콜을 이용할 수 있고, 상기 탈지는 에틸에테르를 이용할 수 있으며, 상기 탈회는 염산을 이용할 수 있다.
상기 (e)단계에서 골막의 형태로 가공할 수 있다.
상기 (e)단계에서 골판의 형태로 가공할 수 있다.
상기 (e)단계에서 자르지 않은 완성된 뿌리부를 치근형태로 가공할 수 있다.
상기 멸균은 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 (e) 단계에서 골막 형태의 블럭막 이식재를 형성하고, (e') 치아의 섬유질을 물리적 기재로 풀어 헤치는 단계; (e'') 상기 섬유질을 일정한 두께로 압축, 가공하는 단계; 더 포함할 수 있다.
상기 물리적 기재는 롤러 또는 프레스 압착기를 사용할 수 있다.
본 발명의 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재는 상기 가공방법으로 가공될 수 있다.
본 발명은 자가 또는 동종 치아의 이용으로 뼈이식 재료의 양을 늘릴 수 있고, 임프란트 시술의 안정성을 향상시킬 수 있고 자신의 치아를 사용함으로 이종(동물) 이식재의 전염성 질환의 전이를 예방하고, 추가 수술 없이 자가골 이식과 같은 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 자가 치아는 면역 거부 반응 없는 안전하고, 경제적인 시술을 할 수 있다.
치아의 구성성분은 두경부(머리-턱뼈포함)와 같은 섬유질로 형성되어 있어 다른 인체 부분에서 자가골 이식을 하는 것보다 훨씬 좋은 예후를 예상 할 수 있다.
본 발명은 자기 또는 동종 치아를 이용하여 부위별, 용도별로 기능에 맞게 사용할 수 있는 블럭막 이식재 및 그의 가공방법에 관한 것이다. 블럭막 이식재는 골막, 골판, 치근의 모양으로 형성된 것으로 구성되어 있으며, 이는 결손부의 모양과 형태에 따라 조직절편기를 이용하여 만들 수 있다.
치아의 성분은 대부분 자가골과 유사하나 부위별로 약간 다른 구성 성분과 물리적 성질이 달라 각각 다른 가공 및 처리를 하여 자가뼈이식의 용도에 맞게 사용할 수 있으며 사용가능한 치아는 법랑질과 상아질이다. 본 발명에서는 법랑질을 제거한 상아질을 이용한 블럭막 이식재에 대해 언급하고자 한다.
이하에서는 골막과 골판, 치근의 형태로 가공하는 방법에 대해서 구체적으로 알아보기로 한다.
우선 본 발명의 기본재료가 되는 치아를 환자로부터 발치한다(S100). 발치된 치아는 알코올, 생리 식염수, 증류수 등에 담가 냉장 보관한다.
냉장 보관하였던 치아를 머리부와 뿌리부의 경계면(CEJ: cemento enamel junction)에서 잘라 두 부위로 분리한다(S200). 도 1을 참조하면 치아가 머리부와 뿌리부로 분리된 형태를 관찰할 수 있다.
머리부는 법랑질과 신경내 연조직을 모두 제거(trimming)하여 상아질만 남겨놓는다(S300). 도 2를 참조하면 상아질만 남겨진 머리부를 관찰할 수 있다.
상아질만 남은 머리부를 세척한 후 (S400) 각 면에 지름 1mm 이하의 관통 다공을 뚫는다(S500). 도 3을 참조하면 다공을 가진 머리부를 관찰할 수 있다.
뿌리부도 상기 머리부와 같은 동일한 과정을 거치게 된다.
뿌리부는 연조직을 제거(trimming)하고, 신경조직을 제거한다(S300). 이는 도 4를 참조하면 연조직과 신경조직을 제거하여 상아질만 남은 뿌리부를 관찰할 수 있다.
위와 같은 방법 다듬어진 뿌리부의 끝 부분을 1-2mm 수평으로 제거하여 편평하게 한다. 그리고 반경 1mm의 작은 구멍을 일정하게 관통하여 뚫는다(S500). 도 5를 참조하면 다공이 뚫려있는 뿌리부를 관찰할 수 있다.
뿌리부의 끝 부분을 제거하는 것은 블럭막 이식재를 임프란트 시술에 적용시에 올바른 위치에 정착을 시켜 외부(주위의 뼈)의 영향을 받지 않기 위함이다.
상기에서 형성한 다공은 세척 내지는 탈지, 탈수, 탈회과정을 용이하고 효과적으로 수행하기 위해서 형성하는 것이다.
위와 같은 과정을 거친 머리부와 뿌리부는 세척하여 부착된 오염물 및 잔여 연조직을 제거한다.
세척은 머리부와 뿌리부를 탈염수(demineralized water) 또는 과산화 수소에 넣은 후 초음파 세척기를 이용할 수 있다(S400). 탈염수-초음파 세척기를 이용할 경우 약 5~10분씩 3회, 과산화수소-초음파를 이용해 약 10~30분씩 3회, 다시 탈염수-초음파를 이용하여 약 5~10분간 3회씩 시행한다. 과산화수소의 농도는 5% 내지 7%이고 탈염수 대신 멸균증류수를 사용할 수도 있다. 세척과정 중 상층에, 부유된 지방은 에테르로 씻어낸다. 세척액의 부피는 치아 상아질의 5 내지 10배를 사용한다.
세척한 머리부와 뿌리부를 탈수, 탈지하면 소독이 용이하고, 오염 가능성을 줄인다(S600). 탈수 및 탈지과정을 거치면 지방이 제거되어 골형성에 유리한 무기질과 유기질과 콜라젠만 남아 면역 거부 반응이 전혀 없는 이식재 역할을 하게 된다. 탈수는 세척된 머리부의 상아질과 뿌리부의 약 5-10배 부피의 에탄올(에틸알코올)로 약 10분 내지 1시간 동안 시행한다. 탈지는 탈수한 머리부와 뿌리부의 약 5-10배 부피의 에틸 에테르로 10분 내지 1시간 동안 시행한다.
상기 머리부와 뿌리부를 0.2N 내지 0.7N 염화 수소(HCl) (20배 부피) 용액에 12-72시간 탈회한다. 탈회 후 잔존 칼슘 양은 8% 이하가 될 수 있다. 염산용액은 탈지한 상아질 1g당 약 5ml씩 사용할 수 있다.
탈회한 머리부와 뿌리부는 추가 세척과정을 거칠 수 있으며(S610), 탈염수-초음파를 사용하여 5~10분씩 3회 실시될 수 있다. 추가 세척과정 후 머리부와 뿌리 부는 추가 탈수 및 탈지 과정을 거칠 수 있다(S620). 추가 탈수는 에탄올로 10분 내지 1시간 동안 시행하고, 추가 탈지도 에틸에테르로 10분 내지 1시간 동안 시행한다.
도 12를 살펴보면, 추가 세척과정과 탈수, 탈지과정이 적용된 블럭막 이식재가 임프란트 시술에 적용되는 과정을 살펴볼 수 있다.
상기 머리부와 뿌리부를 조직절편기(microtome knife)를 이용하여 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 mm (1mm이하의 여러두께) 두께로 잘라 골막으로 이용할 수 있다(S700). 도 6을 참조하면 조직절편기로 머리부를 자른 골막을 관찰할 수 있다. 도 8의 참조하면 뿌리부로 골막을 만든 형태를 관찰할 수 있다. 골막에는 다공이 있는 골막을 관찰할 수 있는데 골막의 모양은 이에 구속되지 아니하고 결손부의 모양과 형태에 따라 변경될 수 있다.
골막으로 형성한 경우 물리적인 방법으로 치아의 섬유질을 풀어 헤칠 수 있다. 상기 섬유질을 물리적인 기재를 이용하여 일정한 두께로 가공할 수 있다. 이렇게 가공된 골판을 규격에 맞게 재단하여 결손부위에 적합한 골막을 제조, 가공할 수 있다.
상기의 물리적인 기재는 압착, 압력 등을 이용한 기계로서 롤러 또는 프레스 압착기 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 적합한 실시예로 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 mm 두께로 잘라 골판으로 이용할 수 있다(S700). 도 7을 참조하면 조직절편기로 머리부를 골판의 형태로 자른 모양을 관찰할 수 있다. 또한 도 9를 참조하면 뿌리부를 골판의 형태 로 자른 모양을 관찰할 수 있다. 다공이 있는 골판도 관찰할 수 있는데 골판의 모양은 이에 구속되지 아니하고 결손부의 모양과 형태에 따라 변경될 수 있다.
블럭막 이식재에서 치근의 형태로 이용하는 경우에는 뿌리부를 그대로 사용하여 발치한 원래 치조골자리에 이식하여 손상된 치조골을 원형대로 복구하기 위한 것이다(S710). 이에 대한 제조 방법은 치아에서 분리한 뿌리부를 내부 신경 및 연조직을 제거한 후(S300), 지름 1mm 이하의 다공을 관통하여 형성한 후(S500) 상기에서 언급한 탈지, 탈수 및 탈회과정을 거친 후(S600), 다시 0.2-0.7N 염화수소(HCl)를 녹인 염산 용액에서 약 12-72시간 탈회과정을 거치게 된다. 이 후 다시 세척 과정을 거쳐 완성되는데, 골막, 골편과는 달리 자르지 않은 완성된 뿌리부를 그대로 원위치에 이식하여 치조골을 복원하거나 임프란트에 장착하여 사용하는 특징이 있다. 도 10을 참조하면 치근의 형태로 만들어진 블럭막 이식재를 관찰할 수 있다.
또한 도 13을 참조하면 치근의 형태를 가진 블럭막 이식재를 가공하는 방법부터 이를 이용하여 임프란트시술에 도입하는 과정을 살펴볼 수 있다.
상기의 골막, 골판, 치근은 경우에 따라 다른 블럭으로 잘라 모양과 형태를 갖추어 블럭막 이식재를 만들 수 있다. 자르는 방향은 치아의 수평이나 수직 방향으로 용도에 맞게 자른다. 상기 모양을 형성한 블럭막 이식재를 냉동건조한다(S800). 냉동건조는 조직의 물성을 유지하며 수분 함량을 감소시킨다.
냉동건조 이후 시술이전에 멸균단계를 한 단계 더 첨가할 수 있다(S900). 상기 냉동건조된 치아의 경우 환자의 임프란트가 시술될 치조골에 적용시켜(S1000) 임프란트를 시술하는 단계에 이용할 수 있다(S1100).
도 11을 참조하면 본 발명인 블럭막 이식재를 임프란트 시술에 적용하는 방법을 설명하고 있다.
본 발명은 과거 발치 후 버리던 치아를 자가골 이식과 동일한 기능과 효력을 지니는 이식재로 변화시키는 기술인데 골막의 경우 천연 자가 치조골과 동일한 성분의 콜라젠과 골형성 유도 단백질을 함유하고 골개조에 포함되는 흡수능력을 가지고 있어 기존 골유도 재생술에 최적이며 골편(골블럭)의 경우 골유도재생술과 수직증강술을 동시에 하는 능력을 보유하며 뿌리부의 경우 손실된 치아를 원형으로 재생하는 골분말, 골막, 골블럭의 능력을 보유하게 된다.
또한 치아는 뼈가 가지고 있는 성분이 거의 동일하고 특히 치조골과 경조직 연조직의 구성 성분과 작용이 동일하여 자가뼈 이식과 동일한 기능을 할 수 있도록, 우선 치아 경조직과 연조직을 보존하고, 연조직에 포함된 뼈 형성 인자도 구성성분과 작용이 동일하므로 이식시 이들이 기능을 하도록 보존하면 자가골과 동일한 기능을 유지할 수 있고, 알맞은 소독으로 면역 거부 반응이 없도록(자가 치아 조직이므로) 처리하여 발명을 진행하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 목적은 일반 이식재가 가지는 단점 즉, 이종(동물) 이식재의 전염성 질환의 전이, 염증, 등 일부분에 국한된 기능을 보완하여 자가골과 동일한 안전한 이식재를 제조한다는 것이다.
또한 자가골과 동일한 능력을 가지는 이식재를 부가적인 수술없이 버리던 치아를 사용하여 그 양과 질을 동시에 해결하고자 함에 있다.
상기 냉동건조된 블럭막 이식재를 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하여 멸균한다. 이 경우는 잔존 하이드록시아파타이트와 유기질의 콜라젠, 골형성인자를 사용할 수 있으므로 자가골과 더욱 유사한 기능을 가지게 된다.
위와 같은 과정을 거치는 본 발명은 자가 또는 동종 치아의 이용으로 뼈이식 재료의 양을 늘릴 수 있고, 임프란트 시술의 안정성을 향상시킬 수 있고 자신 또는 동종의 치아를 사용함으로 이종(동물) 이식재의 전염성 질환의 전이를 예방하고, 추가 수술 없이 자가골 이식을 하여, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 면역 거부 반응 없는 안전하고, 경제적인 시술을 할 수 있다.
도 1은 치아를 머리부와 뿌리부로 잘라놓은 사진.
도 2는 신경 내 연조직과 법랑질을 모두 제거하고 상아질만 남은 머리부의 사진.
도 3은 다공을 형성한 머리부의 사진.
도 4는 신경내 연조직과 법랑질을 모두 제거하고 상아질만 남은 뿌리부의 사진.
도 5는 다공을 형성한 머리부의 사진.
도 6은 조직절편기(microtome knife)와 이를 사용하여 머리부를 얇은 막으로 자른 블럭막 이식재 사진.
도 7은 조직절편기(microtome knife)와 이를 사용하여 머리부를 블럭형태로 자른 블럭막 이식재 사진.
도 8은 조직절편기(microtome knife)와 이를 사용하여 뿌리부를 얇은 막으로 자른 블럭막 이식재 사진.
도 9는 조직절편기(microtome knife)와 이를 사용하여 뿌리부를 블럭형태로 자른 블럭막 이식재 사진.
도 10은 치근의 형태로 사용하는 블럭막 이식재 사진.
도 11은 블럭막 이식재의 가공방법과 임프란트 시술적용과정.
도 12는 블럭막 이식재의 가공방법과 임프란트 시술적용과정 중에서 세척과 탈수, 탈지 및 탈회하는 2차단계가 부가된 시술적용과정.
도 13은 블럭막 이식재 중에서 치근 형태를 가진 블럭막 이식재의 가공방법 과 임프란트 시술적용과정.

Claims (14)

  1. (a) 환자에게서 채취한 치아를 머리부와 뿌리부로 분리하는 단계;
    (b) 상기 머리부와 뿌리부의 신경 내 연조직과 법랑질을 제거하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 세척하는 단계;
    (d) 상기 머리부와 뿌리부를 탈수, 탈지 및 탈회하는 단계;
    (e) 상기 (d)단계를 거친 머리부와 뿌리부를 블럭 형태로 잘라 블럭막 이식재를 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 블럭막 이식재를 냉동건조하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 (d)단계에서의 탈수, 탈지 및 탈회한 후, 상기 탈수, 탈지 및 탈회된 치아를 추가 세척하는 단계 및 상기 추가 세척한 치아를 추가 탈수 및 추가 탈지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 냉동건조된 블럭막 이식재를 멸균하는 단계를 더 포함하는, 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계 이후 (d)단계 이전에
    (c') 상기 세척된 머리부와 뿌리부에 다공을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 (c')단계의 다공은 그 지름이 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서의 세척은, 초음파를 이용한 탈염수세척과 초음파를 이용한 과산화수소 세척을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (d)단계에서의 탈수는 에틸알콜을 이용할 수 있고, 상기 탈지는 에틸에테르를 이용할 수 있으며, 상기 탈회는 염산을 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 골막의 형태로 가공하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 골판의 형태로 가공하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 자르지 않은 완성된 뿌리부를 치근형태로 가공하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 멸균은 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 골막 형태의 블럭막 이식재를 형성하고,
    (e') 치아의 섬유질을 물리적 기재로 풀어 헤치는 단계; 및
    (e'') 상기 섬유질을 일정한 두께로 압축, 가공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 물리적 기재는 롤러 또는 프레스 압착기를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재 가공방법.
  14. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항, 또는 제 7항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 블럭막 이식재 가공방법으로 가공된 자기 또는 동종치아를 이용한 블럭막 이식재.
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