KR101187555B1

KR101187555B1 - 골유도를 위한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴

Info

Publication number: KR101187555B1
Application number: KR1020110044747A
Authority: KR
Inventors: 정문환; 정경소; 김진선; 정찬; 지혁
Original assignee: 정문환; 정경소; 지혁; 정찬; 김진선
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-10-02

Abstract

본 발명은 골 이식을 위해 사용되는 골유도를 위한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴에 관한 것으로, 자가혈을 사용하여 보다 간단한 방법으로 골응괴를 제조하여 감염에 대한 염려가 없이 안전하면서도 비용이 들지않고 골유도능이 우수한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴를 제공할 수 있는 발명이다.

Description

골유도를 위한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴{Preparation method of osseous coagulum for osteoinduction}

본 발명은 골 이식을 위해 사용되는 골유도를 위한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴에 관한 것이다.

외상에 의해 손상된 골조직 뿐만 아니라 골의 형태가 선천적으로 기형일 경우 형태적 및 기능적 골수복을 위해서는 여러종류의 이식재료가 사용되는데 그 종류로는 자가골(augraft), 동종이형골(allograft), 이종이형골(xenograft), 합성골(alloplast)등이 있다. 그중 자가골은 자신의 골을 사용하므로, 가장 좋은 이식재료로 알려져 있으나, 골 채취를 위한 또다른 수술부위를 만들어야 하고, 충분한 양의 골 채취가 어려운 단점이 있다. 그래서 자가골을 대체 가능한 동종이형골, 이종이형골, 합성골과 같은 인공골 재료를 사용하고 있다. 이러한 이식 가능한 인공골 재료는 생체적합성이 있어야하고, 재생되는 자연골에 의해 부분적으로 혹은 완전히 대치될 수 있어야 하며, 골 유도능이 있어야 한다.

종래 골이식을 하는 경우 골이 뭉쳐지지 않아 골 재생 효과가 떨어졌다. 이에 골의 결손부분에 골이식재를 뭉치기 위해 개발된 방법으로는, 혈소판을 2회에 걸쳐 농축하여 염화칼슘 및 트롬빈과 혼합 후 골 이식재를 혼합하여 인공골을 제조하는 방식이 알려져 있다. 그러나 소에서 유래된, 트롬빈을 사용시, 광우병 등의 질병에의 감염 우려가 있으며, 비용이 높아지는 단점이 있다. 또한 혈소판 농축을 위해 혈액을 약 2000G 이상의 힘으로 다수 회에 걸쳐, 원심분리 해야 하므로 술식이 복잡해지고, 감염의 기회가 높아지는 단점이 있었다.

최근 이러한 점들을 개선하여 혈액을 보다 낮은 힘으로의 원심분리하여 피브린 메트릭스를 제조하는 방법이 개발되었다. 이것은 PRF(platelet-rich fibrin)로 알려져 있으며, 자가혈을 사용하면서 다른 첨가물 없이 조작되므로 감염이나 기타 법률적 제약에서 구애됨이 없이 임상에서 자유롭게 사용 가능한 제제이다. 이러한 PRF는 다량의 성장호르몬을 가지고 있어 임상에서는 골 이식부위에 PRF를 덮어줌으로써, 골 형성을 촉진시키는 역할을 한다. 그러나 PRF로 골 이식재를 수술부위에 사용하기 위해서는, 수화시켜 사용해야하므로, 기존에는 생리식염수에 혼합하여 수화된 골 이식재를 사용하였는데, 혈액이나 타액에 흘러내리는 등 조작이 매우 까다롭고 어려웠다. 이를 해결하기 위하여 조직 접착제인 섬유소 접착제를 이용하여 입자형태의 골 이식재를 응괴시켜 사용하였다. 하지만 이러한 방법으로 골 이식재의 응괴를 유도하는 경우 섬유소 접착제가 체내로 흡수되어버리거나, 골 이식재가 흩어지고 굳지 않는 문제가 있고, 또한 상기의 섬유소 접착제가 타인의 혈액에서 유래된 제제를 사용하는 것이므로 감염의 위험을 안고 있으며, 수입품이어서 가격이 비싼 단점이 있었다.

이에 본 발명은 자가혈을 사용하여 보다 간단한 방법으로 다량의 성장호르몬이 함유된, 골응괴를 제조하여 감염에 대한 염려가 없이 안전하면서도 비용이 들지않으며, 골유도능이 우수한, 골유도를 위한 골응괴 제조방법 및 그 방법으로 제조된 골응괴를 제공하고자 한다.

본 발명은 바람직한 일 구현예로, 혈액을 채취하여 300~500G 에서 5~20분간 원심분리하는 단계; 원심분리하여 분리된 버피코트(buffy coat)층과 혈장층을 포함하는 분리액을 수득하는 단계; 및 수득된 분리액과 골 이식재를 혼합하는 단계를 포함하는 골유도를 위한 골응괴 제조방법을 제공한다.

상기 구현예에서, 골 이식재에 분리액을 혼합하여 20 ~30분간 방치하는 것일 수 있다.

상기 구현예예서, 골 이식재는 입자크기가 0.4 ~2mm인 것일 수 있다.

상기 구현예에서, 분리액과 골 이식재는 1~5 : 1의 무게비로 혼합된 것일 수 있다.

상기 구현예에서, 원심분리하는 단계는 다른 성분이 코팅되지 않은 시험관을 사용하는 것일 수 있다.

본 발명은 바람직한 다른 구현예로, 상기의 일 구현예의 제조방법으로 제조된 골응괴를 제공한다.

상기 구현예에서, 골응괴는 골 결손부위에 적용된 후 피브린 매트릭스로 덮어주어 골을 유도하는 것일 수 있다.

본 발명은 혈액을 단 1회의 원심분리만으로 골형성을 촉진하는 성장호르몬을 함유하고 있는, buffy coat을 포함한 혈장용액을 동시에 얻을 수 있으며, 이를 사용하여 골의 응고가 이루어지도록 함으로써 제조과정을 용이하게 하고 조작이 간편하여 시술이 용이하고 비용을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명은 자가혈을 사용함으로 감염의 우려가 없이 안전한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 원심분리하여 분리된 혈액의 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 제조예에서 원심분리하여 피브린 매트릭스(PRF)가 형성된 상태의 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 형성된 골응괴를 나타낸 사진,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 제조예에서 원심분리하여 형성된 PRF의 사진,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 골응괴를 적용을 위한 임상증례1의 골이 부족한 부분을 보여주는 사진,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제조된 골응괴를 임상증례1에 적용한 사진,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제조된 골응괴를 적용한 후 제조예에서 제조된 PRF matrix를 덮어준 상태의 사진,
도 8의 상태 후 4개월이 경과된 후의 모습을 나타낸 사진,
도 9는 도 8의 상태에서 표본검사를 위해 이식한 부위의 골을 채취하는 모습을 나타낸 사진,
도 10은 본 발명의 골응괴가 적용된 임상증례1에서의 조직표본검사 결과를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 골응괴를 적용을 위한 임상증례2의 골이 부족한 부분을 보여주는 사진,
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제조된 골응괴를 임상증례2에 적용한 사진,
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제조된 골응괴를 적용한 후 제조예에서 제조된 PRF matrix를 덮어준 상태의 사진,
도 14는 본 발명의 골응괴가 적용된 임상증례2의 수술직후 임상사진,
도 15는 본 발명의 골응괴가 적용된 임상증례2의 수술후 2년 경과후 임상사진,
도 16은 본 발명의 골응괴가 적용된 임상증례2의 수술직후 치과용 CT사진,
도 17은 본 발명의 골응괴가 적용된 임상증례2의 수술후 2년 경과후 치과용 CT 사진이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 바람직한 제 일구현예로서 혈액을 채취하여 300~500G 에서 5~20분간 원심분리하는 단계; 원심분리하여 분리된 버피코트(buffy coat)층과 혈장층을 포함하는 분리액을 수득하는 단계; 및 수득된 분리액과 골 이식재를 혼합하는 단계를 포함하는 골응괴 제조방법을 제공한다.

항응고제를 첨가하지 않고 혈액을 채취하여 시험관에 담아 즉각 지체하지 않고 300~500G 에서 5~20분간 원심분리한다. 이러한 원심분리의 속도와 시간은 적절한 사이토카인을 얻기 위해 고려한 것이다.

상기 원심분리시, 종래 PRF 형성을 위해 원심분리시 혈소판의 반응촉매역할을 하는 실리카를 코팅한 플라스틱 시험관만을 사용하는 것과 달리, 본 발명에서는 실리카를 코팅한 플라스틱 시험관과 다른 성분이 코팅되지 않은 깨끗한 플라스틱 시험관을 사용한다.

상기 원심분리가 완료되면 다른 성분이 코팅되지 않은 깨끗한 플라스틱 시험관에서는 적혈구층, 혈소판 성분이 다량 존재하는 버피코트층 및 혈장층으로 분리되어 액체상태로 존재한다. 이때 분리된 버피코트층은 PRF가 가지고 있는 성분을 모두 갖고 있다.

버피코트층을 포함한 혈장층의 분리액은 입자형태의 골 이식재에 부어 혼합하면 시간이 경과함에 따라 서서히 굳어가는데, 20~30분 지나면 사용하기에 적당한 골 응괴가 형성된다.

상기 골 이식재는 골형성 능력을 가진 것이면 제한없이 사용가능하며, 적절히 응고되도록 입자크기가 0.4 ~2mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기의 분리액과 골 이식재는 충분히 수화될 수 있는 양이면 되며, 바람직하게는 1~5 : 1의 무게비로 혼합된 것일 수 있다.

이와 같이 제조된 골응괴는 골 결손부위에 적용하고 종래 제조방법으로 제조된 PRF matrix를 덮어주는 것만으로도 골유도능이 우수하다.

이하, 본 발명을 실시예에 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

실습생의 혈액을 10cc 채혈하여 깨끗한 시험관에 투입하고 400G 값으로 10분간 원심분리하였다. 원심분리된 상태는 도 1과 같다.

여기서 혈장층과 버피코트층의 분리액을 3~5cc 채득하여 입자 크기가 0.4~2mm인 입자형태의 골 이식재(TuTOGEN사 TUTODENT) 1cc에 분리액을 혼합하여 잘 섞어주고, 그대로 상온에서 방치하였으며 20~30분 후 골 이식재로 사용할 수 있는 정도의 골응괴가 형성된 것을 확인할 수 있었다(도 3).

< 제조예 1>

실습생의 혈액을 10cc 채혈하여 실리카가 코팅된 플라스틱 시험관(BD Vacutainer. CAT REF 367896)에 투입하고 400G 값으로 10분간 원심분리하였다. 원심분리된 상태는 도 2와 같다. 원심분리가 끝나는 즉시 피브린 덩어리의 PFR matrix가 형성되었다(도 4).

<임상 증례 1>

수술시 도 5의 사진과 같이 골이 부족하여 임플란트 매식체의 나사선이 드러나 있었다. 실시예 1에서 형성된 골응괴를 도 6의 사진과 같이 적용하였다. 이후 제조예 1에서 형성된 PRF matrix를 거즈로 압착하여 내부 혈청을 제거하고 골응괴 위에 덮어주었다(도 7). 4개월이 경과 된후 골이 잘 형성되어, 노출되었던 임플란트 매식체의 나사선이 새로 형성된 골에 의해 덮여 있는 것을 볼 수 있었다(도 8).

이식한 부위의 골을 채취하여(도 9), 서울대학교 구강병리학과에 보내 조직표본 검사를 한 결과 양호한 신생골이 형성되는 것을 볼 수 있었다(도 10).

<임상 증례 2>

수술시 도 10의 사진과 같이 골이 부족하여 임플란트 매식체의 나사선이 드러나 있었다. 실시예 1에서 형성된 골응괴를 도 11의 사진과 같이 적용하였다. 이후 제조예 1에서 형성된 PRF matrix를 거즈로 압착하여 내부 혈청을 제거하고 골응괴 위에 덮어주었다(도 13).

2009년 2월 5일 수술 직후의 임상 사진을 도 14에 나타내었으며, 수술 후 약 2년이 경과 된 후 2011년 2월 21일의 안정된 상태의 임상 사진을 도 15에서 볼 수 있었다.

또한 도 16은 2009년 2월 5일 수술 직후의 치과용 CT 사진이며, 이를 보면 기존골의 부족으로 인한 임플란트 매식체의 나사선 노출과 그 상부에 이식한 골을 볼 수 있다. 도 17은 수술 후 약 2년이 경과된 후인 2011년 2월 21일의 치과용 CT사진으로, 노출 되었던 나사선에 자연골과 동일한 방사선 불 투과성의 건강한 골이 덮여 있는 것을 볼 수 있었다.

Claims

골응괴와 피브린 매트릭스를 포함하는 골유도 재료 제조방법에 있어서,
시험자의 혈액을 채취하여 다른 성분이 코팅되지 않은 시험관을 사용하여 300~500G 에서 5~7분간 1회 원심분리하는 단계와, 원심분리하여 분리된 버피코트(buffy coat)층과 혈장층을 포함하는 분리액을 수득하는 단계 및 수득된 상기 분리액과 입자크기가 1.1~2mm인 골 이식재를 1~5 : 1의 무게비로 혼합하여 20~30분간 방치하여 골응괴를 형성하는 단계; 및
상기 시험자의 상기 혈액을 채취하여 실리카가 코팅된 플라스틱 시험관을 사용하여 400G 에서 10분간 원심분리하여 피브린 매트릭스를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골유도를 위한 골유도 재료 제조방법.
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시험자의 혈액을 채취하여 다른 성분이 코팅되지 않은 시험관을 사용하여 300~500G 에서 5~7분간 1회 원심분리하는 단계;
원심분리하여 분리된 버피코트(buffy coat)층과 혈장층을 포함하는 분리액을 수득하는 단계;
수득된 분리액과 입자크기가 1.1~2mm인 골 이식재를 1~5 : 1의 무게비로 혼합하여 20~30분간 방치하여 골응괴를 형성하는 단계;
상기 시험자의 상기 혈액을 채취하여 실리카가 코팅된 플라스틱 시험관을 사용하여 400G 에서 10분간 원심분리하여 피브린 매트릭스를 형성하는 단계; 및
상기 생성된 골응괴를 골 결손부위에 적용하기 위하여 상기 골응괴 위에 상기 형성된 피브린 매트릭스로 덮어줄 때 상기 형성된 피브린 매트릭스를 거즈로 압착하여 내부 혈청을 제거하고 상기 골응괴 위에 덮어주는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골응괴와 피브린 매트릭스를 이용한 골유도 방법.