KR101309528B1 - Preparing method for bone composite, bone composite prepared thereby, and artificial bone containing the bone composite - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing bone compositions, bone compositions prepared by the same, and an artificial bone including the same are provided to improve osteoconductivity and quality. CONSTITUTION: A method for preparing bone compositions comprises the following steps: preparing an organic-inorganic composite by mixing one or more carrier materials selected from a calcium aqueous solution, phosphoric acid, gelatin, collagen, chondroitin sulfate, and glycosaminoglycan with one or more bonding regulating materials selected from chitosan, dextrin, polyvinyl acrylate (PVA), polyacrylamide (PAA), and polymethyl methacrylate (PMMA) at pH 6.5-8.5; filtering and drying the organic-inorganic composite under carbon dioxide-free atmosphere. The organic-inorganic composite includes a compound including Ca and P, a carrier material, and a bonding regulating material.

Description

골 조성물의 제조방법, 이로써 제조된 골 조성물 및 이를 포함하는 인공골{Preparing method for bone composite, bone composite prepared thereby, and artificial bone containing the bone composite}Method for producing a bone composition, bone composition prepared thereby and artificial bone comprising the same {Preparing method for bone composite, bone composite prepared thereby, and artificial bone containing the bone composite}

본 발명은 골 조성물의 제조방법, 이로써 제조된 골 조성물 및 이를 포함하는 인공골에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 체내에 이식되었을 때 높은 기계적 강도와 화학적 안정성을 제공할 뿐만 아니라 골재생성(osteoconductivity)이 높고, 생물체 뼈조직과 유사한 다공질을 나타내어 인공골 등으로 이용되었을 때 우수한 품질을 나타내는 골 조성물의 제조방법, 이로써 제조된 골 조성물 및 이를 포함하는 인공골에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for preparing a bone composition, a bone composition prepared thereby, and an artificial bone including the same, and more particularly, to provide high mechanical strength and chemical stability when implanted into the body, as well as osteoconductivity. The present invention relates to a method for producing a bone composition having a high and similar porosity similar to that of biological bone tissue and used as an artificial bone, a bone composition prepared thereby, and an artificial bone including the same.

하이드록시아파타이트(Ca10(PO4)6(OH)2, 이하 HAp)는, 높은 생체적합성과 골 재생성(osteoconductivity)을 갖추어 치료용 골 대체재, 나아가 인공골의 기재로 매우 활발히 연구되어 왔다(W. B. BROWN, J. P. SMITH, J. R. REHR, A. W. FRAZIER, Nature 196 (1962) 1048., R. A.YOUNG, Clinical Orthopedics 113 (1975) 249-60., A. ASCENZI, G. H. BELL, in Bone as a Mechanical Engineering Problem, The Biochemistry and Physiology of Bone, Vol. 1 (Bone GH, editor. New York: Academic Press, 1972) pp. 311-52.). 뼈는 주성분으로 HAp 나노결정과 콜라겐 섬유를 포함하는 세포 외 매트릭스로서, 상기 HAp 나노결정은 상기 콜라겐 섬유의 방향과 나란히 배열된 결정축을 갖는다(B. B. DOYLE, Biopolymers 14 (1975;) 937., C. F. NAWROT, D. J. CAMPBELL, J Dent Res 56(8) (1977)1017-22.).Hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , hereinafter HAp) has been actively studied as a base material for therapeutic bone substitutes and artificial bones with high biocompatibility and osteoconductivity (WB). BROWN, JP SMITH, JR REHR, AW FRAZIER, Nature 196 (1962) 1048., RAYOUNG, Clinical Orthopedics 113 (1975) 249-60., A. ASCENZI, GH BELL, in Bone as a Mechanical Engineering Problem, The Biochemistry and Physiology of Bone, Vol. 1 (Bone GH, editor.New York: Academic Press, 1972) pp. 311-52.). Bone is an extracellular matrix comprising HAp nanocrystals and collagen fibers as the main component, which HAp nanocrystals have crystal axes aligned with the direction of the collagen fibers (BB DOYLE, Biopolymers 14 (1975;) 937., CF NAWROT , DJ CAMPBELL, J Dent Res 56 (8) (1977) 1017-22.).

생체 내 조골반응을 모방하여, HAp 나노결정과 수용성 젤라틴 매트릭스를 공침법으로 반응시켜, 인공적인 골 대체재로서 HAp-삽입된 젤라틴 나노조성물을 제조하는 기술이 개발되어 종래에 공지된 바 있다(M. C.CHANG, CC KO, W. H. DOUGLAS, Biomaterials 24(17) (2003) 2853-62., M. C. CHANG, W. H. DOUGLAS,J. TANAKA, J Mater Sci: Mater Med 17 (2006) 38796.).A technique for producing HAp-inserted gelatin nanocomposite as an artificial bone substitute by coprecipitation of HAp nanocrystals and water-soluble gelatin matrix by mimicking the osteoblast reaction in vivo has been developed and known in the art (MCCHANG, CC KO, WH DOUGLAS, Biomaterials 24 (17) (2003) 2853-62., MC CHANG, WH DOUGLAS, J. TANAKA, J Mater Sci: Mater Med 17 (2006) 38796.).

그러나 상기의 기술로서는 뼈를 대체할 수 있을 만큼 적합한 크기의 다공질을 구현하는데 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라, 만족스러울 만큼의 기계적 강도을 구현할 수도 없다.However, the above technique is not only difficult to implement a porous size of a suitable size to replace the bone, but also can not achieve a satisfactory mechanical strength.

생물체 뼈조직의 독특한 물성은, Ca 및 P 사이의 유기-무기 상호작용과, 콜라겐 섬유 또는 글루코사민 섬유와 같은 단백질 매트릭스의 특이적 구조에 기인한다. 따라서, 단백질 매트릭스, 칼슘 및 인을 포함하는 골 대체재의 품질은 뼈의 물리적 및 분자 구조를 얼마나 잘 모사하느냐, 그리고 여기에 얼마나 높은 기계적 강도를 구현할 수 있느냐에 달려있다.
The unique physical properties of biological bone tissue are due to the organic-inorganic interaction between Ca and P and the specific structure of the protein matrix, such as collagen fibers or glucosamine fibers. Thus, the quality of bone substitutes, including protein matrix, calcium and phosphorus, depends on how well they simulate the physical and molecular structure of bone and how high mechanical strength can be achieved there.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는, 체내에 이식되었을 때 높은 기계적 강도와 화학적 안정성을 제공할 뿐만 아니라 골재생성(osteoconductivity)이 높고, 생물체 뼈조직과 유사한 다공질을 나타내어 인공골 등으로 이용되었을 때 우수한 품질을 나타내는 골 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.The first problem to be solved by the present invention is not only to provide high mechanical strength and chemical stability when implanted in the body, but also has high osteoconductivity, and when used as an artificial bone because it exhibits a porosity similar to that of biological bone tissue. It is to provide a method for producing a bone composition showing excellent quality.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는, 상기 제조방법에 따라 제조되어 체내에 이식된 뒤 더욱 안정화되는 특성을 보유하고, 기계적 강도가 높으며, 골재생을 촉진하는 성질을 나타내는 골 조성물을 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide a bone composition which is manufactured according to the manufacturing method and retains the property to be more stabilized after implantation in the body, has a high mechanical strength and promotes bone regeneration. .

본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는, 상기 골 조성물을 포함함으로써 체내 이식 또는 골접합 시술에 있어서 현저히 개선된 활용도와 품질을 나타내는 인공골을 제공하는 것이다.
The third problem to be solved by the present invention is to provide an artificial bone exhibiting significantly improved utilization and quality in the implantation or bone bonding procedure by including the bone composition.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the first object of the present invention,

이산화탄소 비함유 분위기에서,In an atmosphere free of carbon dioxide,

칼슘 수용액; 인산; 담체물질; 및 결합조절물질;의 혼합물을 공침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골 조성물의 제조방법을 제공한다.Calcium aqueous solution; Phosphoric acid; Carrier material; And it provides a method for producing a bone composition comprising the step of coprecipitating a mixture of;

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to an embodiment of the present invention,

상기 이산화탄소 비함유 분위기는 질소 분위기, 불활성기체 분위기 또는 진공 상태일 수 있다.The carbon dioxide-free atmosphere may be a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere or a vacuum state.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 공침시키는 단계는 pH 6.5 내지 8.5에서 수행될 수 있다.The coprecipitation step may be performed at pH 6.5 to 8.5.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 공침시키는 단계는 35 내지 50 ℃에서 수행될 수 있다.The coprecipitation step may be performed at 35 to 50 ° C.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 칼슘 수용액은 칼슘이 과포화된 것일 수 있다.The calcium aqueous solution may be one in which calcium is supersaturated.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 칼슘 수용액은 산화칼슘의 수용액일 수 있다.The calcium aqueous solution may be an aqueous solution of calcium oxide.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 담체물질은,The carrier material is,

젤라틴, 콜라겐, 콘드로이친황산 및 글리코사미노글리칸으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질일 수 있다.It may be one or more substances selected from the group consisting of gelatin, collagen, chondroitin sulfate and glycosaminoglycans.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 결합조절물질은,The binding regulator is,

키토산, 덱스트린, 폴리비닐 아크릴레이트(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAA) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질일 수 있다.It may be at least one material selected from the group consisting of chitosan, dextrin, polyvinyl acrylate (PVA), polyacrylamide (PAA) and polymethyl methacrylate (PMMA).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 공침으로부터 생성된 수득물을 여과 또는 건조시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.Filtration or drying of the product obtained from the coprecipitation may be further included.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,According to another aspect of the present invention,

Ca 및 P를 포함하는 화합물; 담체물질; 및 결합조절물질;을 포함하고,Compounds comprising Ca and P; Carrier material; And binding modulators;

체내에 이식되었을 때 체액에 의해 탄산화되는 것을 특징으로 하는 골 조성물을 제공한다..Provided is a bone composition characterized in that when the body is implanted by the body fluid is carbonated.

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to an embodiment of the present invention,

상기 Ca 및 P를 포함하는 화합물은,The compound containing Ca and P,

β-트리칼슘포스페이트, 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TTCP), 하이드록시아파타이트(HAp) 및 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질일 수 있다.β-tricalcium phosphate, anhydrous dicalcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetracalcium dihydrogen phosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TTCP), hydroxyapatite (HAp) and dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD) may be one or more substances selected from the group consisting of.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 담체물질은,The carrier material is,

젤라틴, 콜라겐, 콘드로이친황산 및 글리코사미노글리칸으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질일 수 있다.It may be one or more substances selected from the group consisting of gelatin, collagen, chondroitin sulfate and glycosaminoglycans.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 결합조절물질은,The binding regulator is,

키토산, 덱스트린, 폴리비닐 아크릴레이트(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAA) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질일 수 있다.It may be at least one material selected from the group consisting of chitosan, dextrin, polyvinyl acrylate (PVA), polyacrylamide (PAA) and polymethyl methacrylate (PMMA).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

상기 결합조절물질의 함량은 1 내지 25 중량%일 수 있다.The content of the binding regulator may be 1 to 25% by weight.

본 발명은 상기 세 번째 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the third object,

상기 골 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골을 제공한다.
It provides an artificial bone comprising the bone composition.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 체내에 이식되었을 때 높은 기계적 강도와 화학적 안정성을 제공하며, 골재생성(osteoconductivity)이 높고, 생물체 뼈조직과 유사한 다공질을 나타내어 인공골 등으로 적용되었을 때 우수한 품질을 나타내는 골 조성물을 제조 및 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 포함하는 인공골은 체내 이식 또는 골접합 시술에 있어서 현저히 개선된 활용도와 품질을 나타낸다.
As described above, the present invention provides high mechanical strength and chemical stability when implanted in the body, has high osteoconductivity, exhibits a porous similarity to biological bone tissue, and has excellent quality when applied to artificial bones. In addition to being able to make and use the bone compositions shown, artificial bones comprising them exhibit significantly improved utility and quality in implantation or bone bonding procedures.

도 1은 칼슘 수용액과 인산을 반응시켰을 때, pH 환경과 칼슘 농도환경에 따라 변화하는 물질들의 상평형 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따라 골 조성물을 제조하는 데에 사용될 수 있는 기재들의 예시 이미지이다.
도 4는 본 발명 실시예 및 비교예의 열적 분석(Thermal Analysis) 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명 실시예의 투과전자현미경(TEM) 이미지이다.
도 6은 본 발명 실시예의 투과전자현미경(TEM) 확대 이미지이다.
도 7은 본 발명 실시예 및 비교예의 FTIR 측정 그래프이다.
도 8은 본 발명 실시예 및 비교예의 FTIR 측정 그래프이다.
도 9는 본 발명 실시예 및 비교예의 FTIR 측정 그래프이다.
도 10은 본 발명 실시예 및 비교예의 PO4-FTIR 측정 그래프이다.
도 11은 본 발명 실시예 및 비교예의 FTIR 측정 그래프이다.
도 12는 본 발명 실시예 및 비교예의 XRD 측정 그래프이다.
도 13은 본 발명 실시예가 이산화탄소 환경에서 건조되었을 경우에 변화하는 XRD 패턴의 그래프이다.
1 is a phase equilibrium graph of materials that change depending on a pH environment and a calcium concentration environment when the aqueous calcium solution and phosphoric acid are reacted.
2 is a schematic diagram of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary image of substrates that can be used to prepare a bone composition in accordance with the present invention.
4 is a graph illustrating the results of thermal analysis of inventive examples and comparative examples.
5 is a transmission electron microscope (TEM) image of an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged transmission electron microscope (TEM) image of an embodiment of the present invention.
7 is a graph of the FTIR measurement of Examples and Comparative Examples of the present invention.
8 is a graph of the FTIR measurement of Examples and Comparative Examples of the present invention.
9 is a graph of the FTIR measurement of Examples and Comparative Examples of the present invention.
10 is a graph of PO4-FTIR measurement in Examples and Comparative Examples of the present invention.
11 is a graph of the FTIR measurement of Examples and Comparative Examples of the present invention.
12 is an XRD measurement graph of the Examples and Comparative Examples of the present invention.
13 is a graph of the XRD pattern that changes when an embodiment of the present invention is dried in a carbon dioxide environment.

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

본 발명은 먼저, 결합조절물질에 의해 담체물질 매트릭스-칼슘-인산 사이의 특이적인 유기-무기 상호작용을 이끌어내는 골 조성물의 제조방법을 제공한다. 상기 유기-무기 상호작용 및 미네랄화(mineralization)로 인하여 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 골 조성물은 뼈와 매우 유사할 뿐만 아니라 현저히 높은 강도특성을 보유하게 된다.The present invention first provides a method for preparing a bone composition which elicits a specific organic-inorganic interaction between the carrier substance matrix-calcium-phosphate by means of a binding modulator. Due to the organic-inorganic interaction and mineralization (mineralization), the bone composition prepared according to the manufacturing method of the present invention not only very similar to bone but also has a significantly high strength properties.

더욱 상세하게, 본 발명에 따른 골 조성물의 제조방법은 이산화탄소 비함유 분위기에서, 칼슘 수용액; 인산; 담체물질; 및 결합조절물질;의 혼합물을 공침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 공침 중에서 담체물질 매트릭스-칼슘-인산 사이의 특이적인 유기-무기 상호작용이 일어나는 것이며, 이로써 구현된 구조 및 분자특이적인 양상(실시예로써 더욱 후술하겠지만, 본 발명에서 공침 과정에서 나타나는 특이적 양상을 미네랄화(mineralization)라 통칭하기로 한다)에 따라 본 발명에 따른 골 조성물은 종래대비 현저히 우수한 강도특성 및 다공성 등의 골유사성을 나타내는 것이다.More specifically, the method for producing a bone composition according to the present invention, in a carbon dioxide-free atmosphere, calcium aqueous solution; Phosphoric acid; Carrier material; And co-precipitating a mixture of the binding modulators. Specific organic-inorganic interaction between the carrier material matrix-calcium-phosphate occurs in the coprecipitation, and thus the structure and the molecular specific aspect embodied therein (as will be described later in the examples) According to the mineralization (mineralization) will be referred to as a bone composition according to the present invention is to exhibit significantly superior strength characteristics and bone similarity such as porosity compared to the prior art.

또한, 상기 이산화탄소 비함유 분위기란, 당업계 통상적 지식과 같이 반응 공정 중에서 이산화탄소가 반응 또는 접촉하지 않는 분위기, 즉 질소 분위기, 불활성기체 분위기 또는 진공 상태임을 의미할 수 있다. 본 발명에 따라 제조공정 중 이산화탄소가 포함되거나, 접촉되거나 또는 반응하지 않음으로써, 추후 체내에 이식되었을 경우에야 비로소 탄산화 및 체내안정화되는, 종래 미구현의 특징을 보유하고 있는 골 조성물을 제조할 수 있는 것이며, 따라서 상기 이산화탄소 비함유 분위기는 본 발명의 일 특징을 구현할 수 있는 필요불가결한 조건이라 할 수 있다. 단, 상기 이산화탄소 비함유 분위기는 질소분위기, 불활성기체 분위기 또는 진공 상태뿐만 아니라 여타의 다른 방법에 의해서 구현될 수도 있는 바, 본 발명은 상기 명시된 대기 조건들에 의해서 한정되지는 아니한다.In addition, the carbon dioxide-free atmosphere may refer to an atmosphere in which carbon dioxide does not react or contact in a reaction process, that is, a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere, or a vacuum state as in the art. According to the present invention, the carbon composition is not included, contacted or reacted during the manufacturing process, so that the bone composition having the characteristics of the conventional non-implementation, which is carbonated and stabilized in the body only after implantation in the body, can be prepared. Therefore, the carbon dioxide-free atmosphere may be referred to as an indispensable condition for implementing one feature of the present invention. However, the carbon dioxide-free atmosphere may be implemented by a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere or a vacuum state as well as other methods, and the present invention is not limited by the above-described atmospheric conditions.

상기 공침 단계에서는 또한, 칼슘과 인산의 상호작용으로 인한 Ca-P화합물이 생성된다. 이러한 화합물은 β-트리칼슘포스페이트, 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TTCP), 하이드록시아파타이트(HAp) 또는 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)일 수 있는데, Ca-P화합물, 담체물질, 그리고 결합조절물질의 바람직한 유기-무기 상호작용 및 미네랄화를 이끌어내어 전술한 다공성 및 높은 기계적 강도를 구현하는 데에는 상기 Ca-P화합물 중 하이드록시아파타이트(이하, HAp)가 주성분인 것이 가장 효율적이며, 따라서 본 발명에 따른 골 조성물의 제조공정은 pH 6.5 내지 8.5에서 수행되는 것이 바람직하다는 것을 본 발명자는 안출한 것이다.In the coprecipitation step, Ca-P compounds are also produced due to the interaction of calcium and phosphoric acid. Such compounds include β-tricalcium phosphate, anhydrous dicalcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetracalcium dihydrogen phosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TTCP), hydroxyapatite (HAp) or dicalcium phosphate di Hydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD), which can be used to achieve desirable porosity and high mechanical strength by eliciting desirable organic-inorganic interactions and mineralization of Ca-P compounds, carrier materials, and binding regulators. Among the Ca-P compounds, hydroxyapatite (hereinafter referred to as HAp) is the most efficient component, and the present inventors suggest that the process of preparing a bone composition according to the present invention is preferably performed at pH 6.5 to 8.5. .

도 1에는 과포화된 칼슘 및 인산이 상호작용하여 Ca-P화합물을 형성할 때, pH 조건에 따라서 달라지는 Ca-P화합물의 주 수득물질이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 칼슘이 과포화된 칼슘 수용액과 인산이 반응하여 Ca-P화합물이 합성될 때, pH 6.5~8.5인 경우에서는 HAp가 주산물로 수득되고, pH 4.2~4.8의 범위에서는 β-TCP, HAp, 옥타칼슘 포스페이트(OCP), α트리칼슘포스페이트(α-TCP) 및 테트라 칼슘 포스페이트(TTCP)의 혼합상이 형성되며, pH 4.2 이하에서는 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)가 가장 안정한 상으로서 최다량 형성된다. 즉, 본 발명에 따른 제조방법을 실시함에 있어서, pH는 6.5~8.5인 것이 가장 바람직하다. 아울러 이에 제한되지는 않으나, 상기 칼슘 수용액은 준비된 산화칼슘(CaO)의 용해에 의해 제조된 것일 수 있다.Figure 1 shows the main obtainable material of the Ca-P compound, depending on pH conditions, when supersaturated calcium and phosphoric acid interact to form a Ca-P compound. As shown, when Ca-P compound is synthesized by reacting calcium supersaturated aqueous solution with phosphoric acid, HAp is obtained as a main product in the case of pH 6.5-8.5, β-TCP in the range of pH 4.2-4.8, A mixed phase of HAp, octacalcium phosphate (OCP), αtricalcium phosphate (α-TCP) and tetracalcium phosphate (TTCP) forms, and below pH 4.2, dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD) The largest amount is formed as the most stable phase. That is, in carrying out the production method according to the present invention, the pH is most preferably 6.5 ~ 8.5. In addition, the present invention is not limited thereto, but the aqueous calcium solution may be prepared by dissolving prepared calcium oxide (CaO).

본 발명에 따른 골 조성물의 제조방법은 상기 Ca-P화합물이 합성되는 단계를 포함한다. 즉, 칼슘과 인산이 상호작용하여 Ca-P화합물이 합성되는 단계; 및 상기 Ca-P화합물, 담체물질, 및 결합조절물질이 상호작용하여 복합체상의 골 조성물이 공침되는 단계;는 각각 동시에, 또는 순차적으로 일어날 수 있고, 상기에서 명시한 '칼슘 수용액; 인산; 담체물질; 및 결합조절물질;의 혼합물을 공침시키는 단계'란 이들 모두를 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.Method for producing a bone composition according to the invention comprises the step of synthesizing the Ca-P compound. That is, the step of the interaction of calcium and phosphoric acid to synthesize a Ca-P compound; And the step of co-precipitating the bone composition on the complex by the interaction of the Ca-P compound, the carrier material, and the binding regulator, each of which may occur simultaneously or sequentially, as described above in the 'calcium aqueous solution; Phosphoric acid; Carrier material; And the step of co-precipitating a mixture of a binding modulator; should be understood as a concept including all of them.

상기 담체물질은, 바람직하게는 섬유상 매트릭스를 형성할 수 있는 단백질, 더욱 바람직하게는 젤라틴, 콜라겐, 콘드로이친황산 또는 글리코사미노글리칸일 수 있고, 결합조절물질은 바람직하게는 음이온성 고분자(macromolecule), 더욱 바람직하게는 키토산, 덱스트린, 폴리비닐 아크릴레이트(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAA) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)일 수 있다. 그러나 이들 소재의 선택은 어디까지나 예시에 불과한 것으로서, 상기 공침 반응 중 유기-무기 상호작용에 의하여 생체 뼈와 유사한 분자구조 및 물리구조를 구현할 수 있는 것이라면 본 발명을 제한하지 않는다.The carrier material is preferably a protein capable of forming a fibrous matrix, more preferably gelatin, collagen, chondroitin sulfate or glycosaminoglycan, and the binding regulator is preferably an anionic polymer (macromolecule), More preferably, it may be chitosan, dextrin, polyvinyl acrylate (PVA), polyacrylamide (PAA) or polymethyl methacrylate (PMMA). However, the selection of these materials is only an example, and the present invention does not limit the molecular structure and the physical structure similar to the biological bone by the organic-inorganic interaction during the coprecipitation reaction.

상기 결합조절물질은, 상기 담체물질 매트릭스에 함입되어 이에 음이온성 잔기를 도입하는 역할을 한다. Ca-P화합물 및 담체물질이 유기-무기 상호작용하여 다공성 구조를 형성하면서 경화되는 미네랄화(mineralization) 과정에 있어서, 담체물질에 도입된 음이온성 잔기는 상기 미네랄화를 더욱 촉진하는 역할을 수행하며, 이로써 신속하게 경화된 본 발명에 따른 골 조성물은 공침 중 입자의 밀도가 필요 이상으로 높아지기 이전에 경화되어 바람직한 다공성 및 높은 강도특성을 보유하게 되는 것이다. 이러한 미네랄화 과정에 관련하여, 본 발명을 재현 또는 구현하는 온도로서는 35 내지 50 ℃인 것이 바람직한데, 이는 온도 역시 상기 미네랄화 과정에 따라 형성되는 골 조성물의 결정화에 영향을 끼치는 요소이기 때문으로, 50 ℃ 를 초과하는 온도에서는 결정성이 지나치게 높아져 만족스러울 만큼의 다공성을 획득할 수 없고, 35℃ 미만의 온도에서는 반대로 결정성이 지나치게 떨어져 입자간의 간격이 너무 짧아져, 이 역시 만족스러울 만큼의 다공성을 획득할 수 없게 된다.The binding regulator is incorporated into the carrier matrix and serves to introduce an anionic moiety thereto. In the mineralization process in which the Ca-P compound and the carrier material are cured while forming an porous structure by organic-inorganic interaction, the anionic moiety introduced into the carrier material serves to further promote the mineralization. In this way, the bone composition according to the present invention, which is rapidly cured, is cured before the density of the particles during coprecipitation becomes higher than necessary to have desirable porosity and high strength properties. Regarding this mineralization process, the temperature for reproducing or embodying the present invention is preferably 35 to 50 ° C, since the temperature is also a factor that affects the crystallization of the bone composition formed according to the mineralization process. At temperatures exceeding 50 ° C., crystallinity is too high to obtain satisfactory porosity. On the other hand, at temperatures below 35 ° C., crystallinity is too low and the spacing between particles is too short, which is also satisfactory porosity. Cannot be obtained.

본 발명 중 공침 단계에서의 혼합물은 슬러리 또는 현탁액의 양상을 나타내고, 이들이 모두 가라앉아 상청액이 형성된 상태의 수득물을 여과 또는 건조함으로써, 분말 또는 고형물 상으로 본 발명에 따른 골 조성물을 이용할 수도 있다는 것은 주지의 사실이므로 건조 또는 여과 공정에 대한 설명은 생략하기로 한다.The mixture in the coprecipitation step of the present invention exhibits an aspect of slurry or suspension, and it is also possible to use the bone compositions according to the invention on powders or solids by filtration or drying of the obtained products in which they have all subsided to form a supernatant. Since it is a well known fact, the description of the drying or filtration process will be omitted.

상기와 같은 방법에 의해 제조된, 본 발명에 따른 골 조성물은 전술한 특징들에 따라 Ca 및 P를 포함하는 화합물(즉, Ca-P화합물); 담체물질; 및 결합조절물질;을 포함하고, 체내에 이식되었을 때 체액에 의해 탄산화되는 것을 특징으로 한다. The bone composition according to the present invention, prepared by the above method, comprises a compound comprising Ca and P according to the above-mentioned characteristics (ie, Ca-P compound); Carrier material; And a binding regulator; characterized in that carbonated by the body fluid when implanted in the body.

부정비형(nonstoichimetric) 아파타이트를 인공골의 재료로 사용하는 경우에, 합성 중에 이산화탄소(CO2)가 존재한다면 아파타이트 생성 및 유기물과의 결합반응 중 CO3 2-기로 아파타이트 결정구조 내로 들어가게 되고, 이는 이후 아파타이트 복합체의 강도를 늘리는 반면 안정화를 이루어 골융해성을 현저히 떨어트린다. 즉, 인체골로 골화합물이 융합되고 나서는(이식 시술이 이루어진 이후에는) 이 반응이 물성적인 측면에서 바람직하나, 인체골과 융합되기 전에는 이산화탄소와 반응하지 않는 것이 좋다. 본 발명에서는 이를 고려하여, 제조공정 중에 CO2 비함유 분위기를 부여함으로써 CO3 2- 기가 인공골 중에 융합되어있지 않는 인공골 제조시스템을 개발한 것이다.In the case of using nonstoichimetric apatite as a material for artificial bone, if carbon dioxide (CO 2 ) is present during the synthesis, it will enter into the apatite crystal structure with CO 3 2- group during apatite formation and bonding reaction with organics. While increasing the strength of the apatite complex, stabilization significantly reduces osteolysis. That is, after the bone compound is fused into the human bone (after the transplantation is performed), this reaction is preferable in terms of physical properties, but it is better not to react with carbon dioxide until it is fused with the human bone. In consideration of this, in consideration of this, by providing a non-CO 2 atmosphere in the manufacturing process, the artificial bone manufacturing system is not developed in which the CO 3 2- group is not fused in the artificial bone.

제조공정 중의 화학적 조성이 그대로 유지되는 공침 공정의 특성에 따라, 이들 구성성분에 대한 상세한 설명은 전술된 것으로 갈음하기로 한다. 단, 본 발명을 재현 또는 구현하려는 자는, Ca 및 P를 포함하는 화합물(즉, Ca-P화합물); 담체물질; 및 결합조절물질; 사이의 조성비를 임의로 설정할 수 있으나, 결합조절물질의 함량이 지나치게 높아질 경우에는 생체 내에 이식하였을 때 염증 반응을 불러일으킬 수 있으므로 그 함량은 1 내지 25 중량% 이내에서 실시되는 것이 바람직하다는 것을 유의하는 것이 좋다.Depending on the nature of the coprecipitation process in which the chemical composition in the manufacturing process remains the same, the details of these components will be replaced with those described above. However, a person who intends to reproduce or implement the present invention, a compound containing Ca and P (that is, Ca-P compound); Carrier material; And binding modulators; Although the composition ratio can be arbitrarily set, it should be noted that if the content of the binding regulator is too high, it may cause an inflammatory response when implanted in vivo, so that the content is preferably performed within 1 to 25% by weight. good.

본 발명에 따른 골 조성물은, 1) 체내에 이식되었을 경우 체액 내 탄산과 접촉하여 탄산화 및 화학적 안정화되고, 2) 포함하는 분자들 사이의 독특한 상호작용에 의해서 매우 높은 기계적 강도를 제공하며, 3) 생체 뼈와 유사한 다공성을 제공함으로써, 이식 시술 등의 구체적 응용에 있어서 매우 효율적이고 높은 골재생성(osteoconductivity)을 제공함을 특징으로 한다. 따라서 본 발명에 따른 골 조성물이 특히 인공골에 포함되었을 경우, 그 인공골은 골절 또는 골성장 장애 등의 골질환을 치료하는데 있어 현저히 개선된 신소재로 이용될 수 있다.The bone composition according to the present invention, 1) is carbonated and chemically stabilized in contact with carbonic acid in body fluids when implanted in the body, 2) provides very high mechanical strength by unique interactions between the comprising molecules, 3) By providing porosity similar to living bone, it is characterized in that it provides very efficient and high osteoconductivity in specific applications such as transplantation procedures. Therefore, when the bone composition according to the present invention is particularly included in artificial bone, the artificial bone can be used as a novel material significantly improved in the treatment of bone diseases such as fracture or bone growth disorder.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 어디까지나 예시에 불과한 것으로, 본 발명이 이들에 의해서 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. However, these examples are only examples, and it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited thereto.

제조예 : 산화칼슘(CaO), 칼슘 수용액 및 인산의 제조Preparation Example: Preparation of calcium oxide (CaO), calcium aqueous solution and phosphoric acid

CaCO3를 1050 ℃에서 공기 중 2 시간 이상 하소하여 CaO 분말을 얻었다. 이를 300 ℃까지 서냉한 후 이산화탄소 비함유 분위기의 3구 플라스크로 옮겨 스터링 바와 스터링 챔버를 이용하여 혼련시켰다. 여기에 2차 증류수를 서서히 첨가하였다. 이에 따라 일어나는 격렬한 발열반응의 시간 경과, 첨가되는 증류수의 양 및 속도에 따라 반응기 내부 온도가 변화하였다. 실시예의 실행 두 시간 전부터 이 생석회 분해반응을 진행하여 충분한 양의 Ca2+ 자유이온 및 OH- 자유이온이 용해된 수용액을 제조하였다.CaCO 3 was calcined at 1050 ° C. for 2 hours or more in air to obtain CaO powder. This was slowly cooled to 300 ° C. and transferred to a three-necked flask without a carbon dioxide atmosphere, followed by kneading using a stir bar and a stir chamber. Second distilled water was slowly added thereto. The internal temperature of the reactor was changed according to the time course of the vigorous exothermic reaction occurring, the amount and rate of distilled water added. Two hours prior to the execution of the example, this quicklime decomposition reaction was performed to prepare an aqueous solution in which a sufficient amount of Ca 2+ free ions and OH free ions were dissolved.

상기 3구 플라스크의 이산화탄소 비함유 분위기는 N2 가스의 퍼징(purging) 및 KOH를 통과하여 탈탄산화된 공기의 주입으로 이루어졌다. 즉, CaO를 3구 플라스크에 옮긴 후 바로 고무마개를 닫은 뒤, 마개에 연결된 호스와 Schlenk line 을 이용하여 질소가스로 3 회 이상 퍼징하였고, 이어서 KOH 플라스크를 통과시킨 공기를 공급하였다.The carbon dioxide free atmosphere of the three necked flask consisted of purging N 2 gas and injecting decarbonized air through KOH. That is, CaO was transferred to a three-necked flask, and the rubber stopper was immediately closed, followed by purging with nitrogen gas three times or more using a hose connected to the stopper and a Schlenk line, followed by supplying air passed through a KOH flask.

또 다른 3구 플라스크용기에 적정량의 H3PO4용액을 투입하고 초순수증류수로 채운 후, 연결된 에어호스를 앞서와 마찬가지로 질소퍼징한 뒤 KOH 플라스크를 통과시킨 공기가 공급되는 호스와 연결하였다.
Another three-necked flask vessel was charged with an appropriate amount of H 3 PO 4 solution and filled with ultrapure distilled water, and the connected air hose was purged with nitrogen as before, and then connected with a hose supplied with air passed through a KOH flask.

참고예 1:Reference Example 1:

도 2에는 본 발명의 참고예 또는 실시예에 따른 제조공정의 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 이러한 제조공정에 사용된 기재들의 이미지가 도시되어 있다. Figure 2 is a schematic diagram of a manufacturing process according to a reference example or an embodiment of the present invention, Figure 3 is an image of the substrates used in this manufacturing process.

도시된 바와 같이, 스터링 챔버에 연결되며, 질소 퍼징 이후 CO2-free 공기가 채워진 메인 반응용기를 칼슘 수용액이 담긴 용기 및 인산이 담긴 용기에 연결한 뒤(칼슘 수용액과 인산의 농도 및 용량은 생성되는 HAp가 약 10 g 이 되도록 계산되었으며), 이들 용액을 Masterflex 펌프 및 실리콘 튜브를 이용하여, 상기 메인 반응용기에서 혼합하였다. 이들 혼합상의 pH를 7.5로, 온도를 약 37 ℃로 유지하면서 침전반응을 진행한다. 침전반응으로 미세한 나노침전물이 형성되고, 칼슘 수용액 또는 인산이 다 소모되면 메인 반응용기의 온도를 37 ℃로 유지하되 약 24 시간 동안 방치시켜 침전물과 상청액으로 분리시켰다. 다음으로, 침전물을 여과한 뒤 25 ℃ 및 이산화탄소 비함유 분위기에서 약 6 시간 동안 건조시켜 케이크(cake) 상의 침전물을 형성한 뒤, 이를 분쇄하여 골 조성물을 제조하였다.
As shown, after the purge of nitrogen, the main reaction vessel filled with CO 2 -free air after nitrogen purging is connected to a vessel containing aqueous calcium solution and a vessel containing phosphoric acid (concentrations and capacity of aqueous calcium solution and phosphoric acid are generated). HAp was calculated to be about 10 g), and these solutions were mixed in the main reaction vessel using a Masterflex pump and a silicone tube. The precipitation reaction proceeds while maintaining the pH of these mixed phases at 7.5 and the temperature at about 37 ° C. When the fine nano-precipitate was formed by the precipitation reaction, and the calcium aqueous solution or phosphoric acid was used up, the temperature of the main reaction vessel was maintained at 37 ° C. but left for about 24 hours to separate the precipitate and the supernatant. Next, the precipitate was filtered and dried at 25 ° C. and carbon dioxide-free atmosphere for about 6 hours to form a precipitate on a cake, and then ground to prepare a bone composition.

참고예 2:Reference Example 2:

메인 반응용기에서 CO2-free 공기 대신 일반 공기를 흘리는 것과,건조 과정에서 일반 공기 분위기 하에서 수행하는 것을 제외하고 참고예 1과 동일하게 골 조성물을 제조하였다.
A bone composition was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except for flowing general air instead of CO 2 -free air in the main reaction vessel and performing the same under a general air atmosphere during drying.

실시예 1: 골 조성물의 제조Example 1: Preparation of Bone Composition

참고예 1에서 메인 반응용기에 혼합되는 인산 용액에 젤라틴 분말이 2 g, 키토산 분말이 1 g을 용해시킨 것을 제외하고는, 참고예 1과 동일하게 실시예 1 골 조성물을 제조하였다.
A bone composition was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that 2 g of gelatin powder and 1 g of chitosan powder were dissolved in the phosphoric acid solution mixed in the main reaction container in Reference Example 1.

실시예 2Example 2

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및 키토산 분말 0.1 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2를 제조하였다.
Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 g of gelatin powder and 0.1 g of chitosan powder were used in the phosphoric acid solution.

실시예 3Example 3

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및 키토산 분말 0.3 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 3을 제조하였다.
Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 g of gelatin powder and 0.3 g of chitosan powder were used in the phosphoric acid solution.

실시예 4Example 4

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및 키토산 분말 0.5 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 4를 제조하였다.
Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 g of gelatin powder and 0.5 g of chitosan powder were used in the phosphoric acid solution.

실시예 5Example 5

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및, 키토산 대신 콘드로이친황산 분말 0.5 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 5를 제조하였다.
Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 g of gelatin powder and 0.5 g of chondroitin sulfate powder were used instead of chitosan in the phosphoric acid solution.

비교예 1Comparative Example 1

인산 용액에 젤라틴 분말이 2 g 은 첨가하되, 키토산 분말이 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1을 제조하였다.
Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 2 g of gelatin powder was added to the phosphoric acid solution, but no chitosan powder was added.

비교예 2Comparative Example 2

인산 용액에 젤라틴 분말이 2 g 은 첨가하되, 키토산 분말이 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 참고예 2과 동일한 방법으로 비교예 1을 제조하였다.
Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that 2 g of gelatin powder was added to the phosphoric acid solution, but no chitosan powder was added.

비교예 3Comparative Example 3

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및 키토산 분말 0.1 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 참고예 2와 동일한 방법으로 비교예 3을 제조하였다.
Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that 3 g of gelatin powder and 0.1 g of chitosan powder were used in the phosphoric acid solution.

비교예 4Comparative Example 4

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및 키토산 분말 0.5 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 참고예 2와 동일한 방법으로 비교예 4를 제조하였다.
Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that 3 g of gelatin powder and 0.5 g of chitosan powder were used in the phosphoric acid solution.

비교예 5Comparative Example 5

인산 용액에 젤라틴 분말 3 g 및, 키토산 대신 콘드로이친황산 분말 0.5 g이 사용된 것을 제외하고는, 상기 참고예 2와 동일한 방법으로 비교예 5를 제조하였다.
Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that 3 g of gelatin powder and 0.5 g of chondroitin sulfate powder were used instead of chitosan in the phosphoric acid solution.

시험예 1: 열적 분석(Thermal Analysis)Test Example 1: Thermal Analysis

상기 실시예 1 및 비교예 1에 대한 열적 분석(TG-DTA TG8120, USA)이 수행되었다. 상기 열적 분석은 대기조건 및 백금 판 위에서, 25 내지 1100 ℃의 온도에서 10 ℃/min의 속도로 승온하였다.Thermal analysis (TG-DTA TG8120, USA) for Example 1 and Comparative Example 1 was performed. The thermal analysis was elevated at a rate of 10 ° C./min at temperatures between 25 and 1100 ° C., on atmospheric conditions and on platinum plates.

도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 TG-TGA 패턴을 보여준다. 발열성 피크 이후, 80 ℃ 가량의 온도에서 흡열성의 피크가 관찰되었다. 300~550 ℃에서는, 온도 증가에 따라 실시예 1 및 비교예 1의 유기 단위체(component)가 분리되었다. 790 ℃ 이상에서는 HAp의 탄산염으로부터 이산화탄소가 방출되었다. 도시된 바와 같이, 320 ℃ 및 351 ℃에서 열분해에 의한 질량 변화가 현저히 나타나는 비교예 1에 비해 키토산이 추가된 실시예 1의 경우는 그 온도가 347 ℃ 및 362 ℃로서, 이는 실시예 1이 비교예 1에 비해 추가적인 결합력을 포함하고 있었음을 시사한다. 이는 TEM, SEM 이미지 및 FTIR 분석을 통해 추가적으로 토의될 수 있다.
Figure 4 shows the TG-TGA pattern of Example 1 and Comparative Example 1. After the exothermic peak, an endothermic peak was observed at a temperature of about 80 ° C. At 300 to 550 ° C., the organic components of Example 1 and Comparative Example 1 were separated with increasing temperature. Above 790 ° C, carbon dioxide was released from the carbonate of HAp. As shown, in the case of Example 1, in which chitosan was added, compared to Comparative Example 1, in which mass change due to thermal decomposition was remarkably shown at 320 ° C and 351 ° C, the temperatures were 347 ° C and 362 ° C, which is compared with Example 1. It suggests that it included additional binding force compared to Example 1. This can be further discussed through TEM, SEM images and FTIR analysis.

시험예 2: 마이크로 이미지Test Example 2: Micro Image

상기 실시예 1의 골 조성물을 전자현미경(JEOL, Japan)으로 촬영하였다.The bone composition of Example 1 was taken with an electron microscope (JEOL, Japan).

도 5 및 도 6에는 실시예의 TEM 이미지가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 도 5에서는 실시예 1 구성 성분 간의 마이크로 단위 복합 네트워크가 관찰되었다. 도 5의 확대된 이미지인 도 6에서는, 상기 네트워크가 바늘 형태의 HAp 결정상으로서 형성된 것이고, 상기 결정상은 너비가 약 3 나노미터, 길이는 약 20 나노미터임을 확인할 수 있다. 이러한 나노 단위 결정상의 복합 네트워크 구조체는 실시예의 더욱 높은 강도를 시사한다.
5 and 6 show a TEM image of an embodiment. As shown, in FIG. 5 a micro-unit composite network between the Example 1 components was observed. In FIG. 6, which is an enlarged image of FIG. 5, the network is formed as a needle-shaped HAp crystal phase, and the crystal phase has a width of about 3 nanometers and a length of about 20 nanometers. The composite network structure of such nano-unit crystal phases suggests higher strength of the examples.

시험예 3: 분산 반사도 FTIRTest Example 3: Dispersion Reflectance FTIR

실시예 내 HAp, 젤라틴 및 키토산 사이의 유기-무기 상호작용은 FTIR에 의해 더욱 분석되었다. 또한, 젤라틴 및 키토산 사이에서의 유기-유기 상호작용은 GRAMS AI(7.0)에 기반한 FTIR에 의해 분석되었다. 먼저, 실시예에 분산 반사도 FTIR(Magna 750R, Nicolet, U.S.A) 법을 시행하였다.Organic-inorganic interactions between HAp, gelatin and chitosan in the examples were further analyzed by FTIR. In addition, organic-organic interactions between gelatin and chitosan were analyzed by FTIR based on GRAMS AI (7.0). First, the dispersion reflectance FTIR (Magna 750R, Nicolet, U.S.A) method was performed in the Examples.

참조로써, 키토산 단독분자 FTIR의 경우 도 7에 도시된 바와 같이 3450~3100 cm1의 넓은 OH 스트레칭 흡수 밴드, 그리고 2990~2850 cm-1의 지방족 C-H 스트레칭 흡수 밴드가 나타난다. OH 스트레칭 밴드와 지방족 C-H 스트레칭 밴드가 나란히 늘어서 있는 부분에서 볼 수 있듯, 이는 3450~2850 cm-1 범위의 넓은 스펙트럼이다. 또 다른 주 흡수 밴드인 1220~1020 cm-1는, 키토산의 주 작용기인 글루코사민 C2 위치에서의 자유 프라이머리(primary) 아미노 그룹(-NH2)을 나타낸다. 1647 cm-1 위치에서의 피크는 키틴의 아세틸화된 아미노 그룹을 나타내며, 이는 키토산 샘플이 완전히 탈아세틸화되지는 않았음을 시사한다. 1384 cm-1 위치에서의 피크는 프라이머리 알코올 그룹(-CH2-OH)의 C-O 스트레칭을 나타낸다.As a reference, the chitosan molecule alone FTIR case 7 with a 3450-3100 cm 1 broad OH stretch of the absorption band, and aliphatic CH stretching absorption band in 2990 ~ 2850 cm -1 appears as shown in Fig. As can be seen in the side-by-side line of OH stretching bands and aliphatic CH stretching bands, this is a broad spectrum ranging from 3450-2850 cm -1 . Another major absorption band, 1220-1020 cm -1, represents a free primary amino group (-NH 2 ) at the glucosamine C2 position, which is the main functional group of chitosan. The peak at the 1647 cm −1 position represents the acetylated amino group of chitin, suggesting that the chitosan sample was not fully deacetylated. The peak at the 1384 cm −1 position represents the CO stretching of the primary alcohol group (—CH 2 —OH).

도 8은 실시예들은 비교예 1과 비교적 유사한 FTIR 스펙트럼을 나타낸다. 그러나 국소적 및 상세적으로 관찰된 결과로써, HAp, 젤라틴 및 키토산 사이의 유기-무기 상호작용을 설명할 수 있다.8 shows FTIR spectra relatively similar to Comparative Example 1. FIG. However, as observed locally and in detail, the organic-inorganic interaction between HAp, gelatin and chitosan can be explained.

도 9(도 8의 확장 스펙트럼)에 도시된 바와 같이, 아마이드 I, II, III 밴드들이 실시예들 및 비교예 1에서 발견된다. 비교예 1의 1335 cm-1 밴드는 Ca-COO- 복합체의 공명을 시사하는 스펙트럼 패턴이다. 이는, 프롤린 사이드 체인이 HAp와 공유 결합을 형성하면서 발현되는 세로 진동에 기인한 것이다. 또한 젤라틴을 포함함으로써 1339 cm-1에서 공통적인 밴드가 나타내고, 이 밴드는 HAp-젤라틴 조성물의 적색 편이(red-shift) 현상을 시사한다. 젤라틴 1339 cm-1에서의 낮은 화학적 쉬프트는, 젤라틴 분자에 결합된 매우 작은 HAp 결정에 기인된 것으로, 결국 프롤린 사이드 체인의 낮은 에너지 진동(wagging)을 시사한다.As shown in FIG. 9 (extended spectrum of FIG. 8), amide I, II, III bands are found in Examples and Comparative Example 1. FIG. The 1335 cm -1 band of Comparative Example 1 is a spectral pattern suggesting resonance of the Ca-COO- complex. This is due to the longitudinal vibrations that are expressed while the proline side chains form covalent bonds with HAp. The inclusion of gelatin also reveals a common band at 1339 cm −1 , which suggests a red-shift phenomenon of the HAp-gelatin composition. The low chemical shift at gelatin 1339 cm −1 is due to very small HAp crystals bound to the gelatin molecules, which in turn suggests a low energy wagging of the proline side chains.

실시예들의 밴드 피크는, 도 9에 도시된 바와 같이 1339.4 cm-1로 나타나며, 이는 키토산 및 젤라틴 매트릭스 사이의 강한 유기-유기 상호작용을 나타낸다. 즉, 이러한 관찰 결과는 젤라틴과 키토산에 의해 고분자 복합체 매트릭스로서 HAp/젤라틴-키토산 나노조성물이 제조되었음을 확인시킨다.The band peaks of the examples are shown as 1339.4 cm −1 as shown in FIG. 9, which indicates a strong organic-organic interaction between the chitosan and the gelatin matrix. That is, these observations confirm that HAp / gelatin-chitosan nanocomposite was prepared as a polymer composite matrix by gelatin and chitosan.

실시예의 경우, 키토산의 포함으로 인하여 공침 반응이 진행되는 동안 Ca2+와 상호작용하는 더 많은 양의 카보닐기가 존재하게 된다. 이로써 실시예들의 아마이드 I 및 II 스펙트라 밴드는 비교예 1에 비해 더 현저히 나타난다. 실시예들의 아마이드 II 밴드 스펙트라는 1547 및 1512 cm-1에서 나타났으며, 이는 보다 복잡하고 섬세한 양상으로서 젤라틴-키토산 사이의 유기-유기 상호작용을 시사한다.In the case of the examples, the inclusion of chitosan results in a greater amount of carbonyl groups interacting with Ca 2+ during the coprecipitation reaction. This makes the amide I and II spectra bands of the examples more pronounced than in Comparative Example 1. The amide II band spectra of the examples appeared at 1547 and 1512 cm −1 , suggesting an organic-organic interaction between gelatin-chitosan as a more complex and delicate aspect.

이는 또한 도 10의 PO4 스펙트라로써 설명될 수도 있다. PO4 v3 및 v1 스펙트라는 HAp 또는 HAp 포스페이트에 기인된 밴드들과 연관된다. 실시예의 PO4 v3로 나타나는 부드러운 스펙트라 패턴은, HAp 단독샘플 또는 비교예 1에 비해 더욱 많은 양의 조직적 반응을 시사한다.This may also be described as the PO4 spectra of FIG. 10. PO4 v3 and v1 spectra are associated with bands due to HAp or HAp phosphate. The gentle spectra pattern represented by PO4 v3 in the examples suggests a greater amount of tissue response compared to HAp alone samples or Comparative Example 1.

0.1 g의 키토산을 3 g의 젤라틴 매트릭스에 첨가한 실시예 2의 경우에도, 젤라틴과 키토산 사이의 유기-유기 상호작용은 상당히 강력하였다. 젤라틴 분자 내에 포함된 키토산 및 이들의 결합은 매우 높은 수준으로 조직된 HAp 샘플을 결과한다.Even in Example 2, where 0.1 g of chitosan was added to 3 g of gelatin matrix, the organic-organic interaction between gelatin and chitosan was quite strong. Chitosans contained within the gelatin molecules and their binding resulted in very high levels of organized HAp samples.

도시하지는 않았으나, 실시예의 부드러운 스펙트라는 키토산을 제외하고 5 g의 젤라틴을 이용한 샘플과 매우 흡사하다. 수득 과정 중에 나타나는 슬러리의 양상은 매우 끈적하였으며, 건조되었을 경우 매우 좋은 강도특성이 나타났다. 도 9에 도시된 CO3 v3 및 v1의 밴드에서 볼 수 있듯이, 실시예는 비교예 1에 비하여 훨씬 덜 탄산염화되었으며, 이는 공침반응 중 HAp 및 젤라틴-키토산 매트릭스 사이의 높은 활성 상호작용과 함께 HAp의 더 낮은 탄산염화를 시사한다.Although not shown, the soft spectra of the examples are very similar to the samples using 5 g of gelatin except for chitosan. The appearance of the slurry during the obtaining process was very sticky and, when dried, showed very good strength properties. As can be seen in the bands of CO3 v3 and v1 shown in FIG. 9, the example was much less carbonateized than Comparative Example 1, which showed high activity interaction between HAp and gelatin-chitosan matrix during coprecipitation. Suggests lower carbonates.

즉, 공침과정 중에서 유기-무기 상호작용이 매우 활성화되고, 이는 젤라틴-키토산 사이의 유기-유기 상호작용으로 인해 더욱 강화되는 것으로 생각된다. 젤라틴-키토산 사이의 유기-유기 상호작용은 화학적으로 Ca2+ 및 인산과 상호작용하여 HAp를 형성하는 데에도 더욱 긍정적인 효과를 끼친다.That is, the organic-inorganic interaction is very active during the coprecipitation process, which is thought to be further strengthened due to the organic-organic interaction between the gelatin-chitosan. The organic-organic interaction between gelatin-chitosan has a more positive effect on the formation of HAp by chemically interacting with Ca 2+ and phosphoric acid.

실시예에서 명시한 바와 같이, 공침을 시행하기 전에 37 ℃의 H3PO4의 수용액에 젤라틴 분말 및 키토산 분말을 용해시켰다. 용해가 진행되는 동안, 젤라틴과 키토산 분자가 인산화되면서 이들 사이의 분자 네트워크가 형성되었다. 인산화 및 복합화된 분자들은 HAp 첨가에 의한 미네랄화를 위한 매트릭스가 된다.As indicated in the examples, gelatin powder and chitosan powder were dissolved in an aqueous solution of H 3 PO 4 at 37 ° C. prior to coprecipitation. During the dissolution, the gelatin and chitosan molecules were phosphorylated to form a molecular network between them. Phosphorylated and complexed molecules become a matrix for mineralization by HAp addition.

HAp의 공침 반응이 진행되는 동안, HAp의 Ca-P 이온성 클러스터들은 화학적으로 결합된 젤라틴-키토산 분자들과 복합화한다. 이로써, HAp/젤라틴-키토산 나노조성물이 제조된다.During the coprecipitation reaction of HAp, Ca-P ionic clusters of HAp complex with chemically bound gelatin-chitosan molecules. This produces a HAp / gelatin-chitosan nanocomposite.

도 10에서는, HPO4 2- 밴드 스펙트라의 세기가 HAp에서 상대적으로 강하고, 비교예 1에서는 보통 수준이며, 실시예 1 내에서는 매우 약하다는 것을 알 수 있는데, 이는 HPO4 2- 및 젤라틴-키토산 매트릭스 사이에 활발한 화학적 반응이 진행되었음을 시사한다.In FIG. 10, it can be seen that the strength of HPO 4 2- band spectra is relatively strong in HAp, moderate in Comparative Example 1 and very weak in Example 1, which is HPO 4 2- and gelatin-chitosan matrix. It suggests that an active chemical reaction has taken place.

증류수에 H3PO4를 용해시키는 동안, 3-양성자성 인산이 역학적으로 형성된다(모노베이직(H2PO4-), 바이베이직(HPO4 2-) 또는 트라이베이직(PO4 3-) 인산염). 이러한 염기성 이온들은 젤라틴 고분자 내 아마이드의 사이드 체인과 상호작용한다.During the dissolution of H 3 PO 4 in distilled water, 3-protic phosphoric acid is formed dynamically (monobasic (H 2 PO 4- ), bibasic (HPO 4 2- ) or tribasic (PO 4 3- ) phosphate ). These basic ions interact with the side chains of the amides in the gelatinous polymer.

키토산은 설페이트 사슬에 카복실 그룹을 포함한다. 따라서 Ca2+-COO- 결합 형성을 위한 상호작용이 일어날 수 있다. 이는 1339.4 cm-1 밴드에서 판독되며, 결과적으로 Ca-COO 결합을 나타낸다. 실시예 1의 1339.4 cm-1 밴드는 비교예 1에 비해 매우 강하다.Chitosan includes carboxyl groups in the sulfate chain. Thus interactions for Ca 2+ -COO - bond formation can occur. It is read in the 1339.4 cm −1 band, resulting in Ca-COO binding. The 1339.4 cm -1 band of Example 1 is very strong compared to Comparative Example 1.

통상적으로 903 cm-1에서의 HPO4 2- 밴드는 미네랄화 과정 중 OCP(옥타칼슘 포스페이트)의 존재를 시사한다. 비교예 1 샘플은 FTIR 및 TEM 관찰로써 HPO4 2- 밴드 스펙트라와 OCP 이미지를 보인다. 반면, 실시예 1의 경우 OCP는 관찰되지 않았다. 이는, 젤라틴의 분자 구조는 키토산에 의해 촉발된 유기적인 상호작용에 의해 조절되고, 증류수 내 단일 이온성의 Ca2+가 젤라틴 및 키토산 분자에서 유래된 COO- 부위와의 상호작용에 의해 매우 빠르게 소비되며, HAp가 PO4 3-과의 반응에 의해 형성되고, 반응속도론적으로 Ca-P로써 HPO4 2- 생성되지 않기 때문이다. 이것은 인산용액 중 활성화된 젤라틴 및 키토산 분자 사이 유기-유기 상호작용의 또 다른 증거이다.HPO 4 2- bands typically at 903 cm −1 suggest the presence of OCP (octacalcium phosphate) during the mineralization process. Comparative Example 1 Samples show HPO 4 2- band spectra and OCP images by FTIR and TEM observations. In contrast, in Example 1, no OCP was observed. This means that the molecular structure of the gelatin is controlled by organic interactions triggered by chitosan, and very ionic Ca 2+ in distilled water is consumed very quickly by interaction with COO- sites derived from gelatin and chitosan molecules. This is because, HAp is formed by reaction with PO 4 3- and not reactively produced HPO 4 2 -as Ca-P. This is another evidence of organic-organic interactions between activated gelatin and chitosan molecules in phosphate solutions.

도 11은 실시예 1 및 비교예 1의 또 다른 FTIR 스펙트라이다. 이는 PO4 스펙트라 패턴이 키토산 도입에 의해 매우 크게 변화하였다는 점으로써 주목된다. 즉, 1 g의 키토산으로 인하여 2 g의 젤라틴 매트릭스 분자가 화학적으로 함입 및 연결되었고, 이로써 PO4 패턴은 매우 잘 조직된 나노조성물을 형성하였음을 관찰할 수 있다. 즉, HAp/젤라틴-키토산 매트릭스는, 잘 조직화된 Ca-P 상의 증거로서 부드러운 FTIR 패턴을 유발하였다.
11 is another FTIR spectra of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. This is noted by the fact that the PO4 spectra pattern has changed greatly by the introduction of chitosan. That is, it can be observed that 1 g of chitosan chemically incorporated and linked 2 g of gelatin matrix molecules, whereby the PO4 pattern formed a very well-organized nanocomposite. That is, the HAp / gelatin-chitosan matrix elicited a smooth FTIR pattern as evidence of well organized Ca-P.

시험예 4: X선 회절 패턴 분석Test Example 4: X-ray Diffraction Pattern Analysis

도 12에 도시된 바와 같이, 키토산에 의해 조절된 HAp/젤라틴 나노조성물(실시예 1 내지 4)의 XRD 패턴은 비교예 1과 유사하다. 실시예들은 HAp와 젤라틴-키토산 매트릭스의 혼성 조성물이고, 그 패턴 중 (002) 피크의 쉬프트는 젤라틴과 키토산 고분자의 HAp 미네랄화에 의한 것으로 보인다. 표준 HA의 X-레이 분말 회절 패턴(Tucker et al 1996, Fig 5b)은 Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS)의 File No. 9-432에 기록되어 있다.As shown in FIG. 12, the XRD pattern of HAp / gelatin nanocompositions (Examples 1 to 4) controlled by chitosan is similar to Comparative Example 1. The examples are a hybrid composition of HAp and gelatin-chitosan matrix, wherein the shift of the (002) peak in the pattern appears to be due to HAp mineralization of gelatin and chitosan polymers. The X-ray powder diffraction pattern of standard HA (Tucker et al 1996, Fig 5b) is described by File No. of Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS). Recorded at 9-432.

잘 분석되어 날카로운 양상을 나타내는 회절 피크는 인회석 특유의 패턴을 일부 나타내는데, 이는 본 발명의 높은 결정도를 시사한다. 이들 피크는 헥사고날 시스템에 기반하여 색인되었다. 또한, 단위 파라미터는 색인된 피크들의 d-스페이싱을 이용하여 계산되었다.
Diffraction peaks that are well analyzed and show sharp patterns exhibit some patterns unique to apatite, suggesting the high crystallinity of the present invention. These peaks were indexed based on the hexagonal system. In addition, the unit parameter was calculated using the d-spaced of the indexed peaks.

시험예 5: 이산화탄소와의 반응Test Example 5: Reaction with Carbon Dioxide

본 발명에 따른 실시예들은 모두 이산화탄소 비함유 환경에서 제조되어 CO3 2-를 포함하고 있지 않다. 이러한 화학적 특성으로써 본 발명에 따른 골 조성물은 체내에 이식되었을 경우에야 비로소 체액의 탄산 이온에 의해 탄산화되며, 전술한 바와 같이 아파타이트를 포함하는 본 발명에 따른 골 조성물은 탄산화와 동시에 안정화되어 더욱 높은 강도특성이 부여된다.The examples according to the invention are all prepared in a carbon dioxide free environment and do not contain CO 3 2- . Due to these chemical properties, the bone composition according to the present invention is carbonated by carbonate ions of body fluid only when implanted into the body, and as described above, the bone composition according to the present invention containing apatite is stabilized at the same time as carbonation and has higher strength. Characteristics are given.

상기의 기작을 증명하기 위해, 실시예 1에 따른 골 조성물을 이산화탄소를 포함하는 통상의 대기에 방치하고, 추가 건조하는 공정(가열 또는 비가열)을 수행하였다. 도 13에는 그 결과물의 XRD 패턴 그래프가 도시되어 있다.To prove the above mechanism, the bone composition according to Example 1 was left in a common atmosphere containing carbon dioxide and further dried (heated or unheated). Figure 13 shows the XRD pattern graph of the result.

도시된 바와 같이, 이산화탄소와 접촉하지 않은 실시예 1에 비했을 때, 이산화탄소와 접촉 및 건조된 경우에는 26도 밴드 강도가 건조에 따라 비례적으로 증가하고 있다. 이는 본 발명에 따른 골 조성물이 CO2와 접촉하면 급격히 이를 흡수하여 탄산기가 함유된(CO3 2-) 아파타이트상을 형성하며 안정화 및 강화됨을 시사한다.As shown, when compared with Example 1, which is not in contact with carbon dioxide, the 26-degree band intensity increases proportionally with drying when contacted with and dried. This suggests that the bone composition according to the present invention rapidly absorbs when it comes into contact with CO 2 to form a (CO 3 2- ) apatite phase containing carbonic acid and to stabilize and strengthen.

상기의 기작으로 인하여, 본 발명에 따른 골 조성물을 사용 전에 보관하는 경우에도 이산화탄소와의 접촉을 피해야 하고, 이산화탄소와의 접촉 및 반응은 이식시술 후 체내에서 이루어지는 것이 바람직하다.
Due to the above mechanism, even when the bone composition according to the present invention is stored before use, contact with carbon dioxide should be avoided, and contact and reaction with carbon dioxide are preferably performed in the body after the implantation procedure.

인공골용 골 조성물에 마이크로 사이즈의 다공질을 도입하기 위해서는 포함된 성분들 사이의 유기-유기 상호작용 및 유기-무기 상호작용을 적절히 조절해야 한다. 유기-무기 상호작용은 상기 나노조성물 중 강도 및 밀도의 조절에 영향을 끼치고, 유기-유기 상호작용은 매트릭스 유기체의 점도와 형성되는 다공질의 정도에 영향을 끼친다. 본 발명에 따라 이들을 조절하는 한편, 탄산이 비함유된 조성을 구현함으로써 더욱 나은 강도 및 다공질을 나타내는 골 조성물을 이용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 나노구조물은 인공골로 이용될 경우에 현저히 우수한 강도특성을 나타내는 한편, 적절히 조절된 유기-유기 상호작용 및 유기-무기 상호작용으로 인해 생체골과 유사한 분자 및 물리구조를 나타낸다.
In order to introduce micro-sized pores into the bone composition for artificial bone, organic-organic interactions and organic-inorganic interactions between the contained components must be properly controlled. Organic-inorganic interactions affect the control of strength and density in the nanocomposites, and organic-organic interactions affect the viscosity of the matrix organisms and the degree of porosity formed. While controlling these according to the invention, one can use bone compositions that exhibit better strength and porosity by implementing compositions free of carbonic acid. In other words, the nanostructures according to the present invention exhibit remarkably excellent strength characteristics when used as artificial bones, while exhibiting molecules and physical structures similar to living bones due to properly controlled organic-organic interactions and organic-inorganic interactions.

시험예 6: 압축강도Test Example 6: Compressive Strength

참고예 1 및 2, 실시예 2, 4 및 5, 비교예 1 내지 5의 골 조성물을 페이스트로 제조하고, 주사기를 이용하여 로드형 시편을 만들어 이를 자연건조 후 직경 1.9cm, 높이 3.3cm의 시편으로 가공하여 만능시험기[대산ENG, DS-UTM-1000] Instron 10ton으로 압축강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The bone compositions of Reference Examples 1 and 2, Examples 2, 4 and 5, and Comparative Examples 1 to 5 were prepared as a paste, and rod-shaped specimens were made using a syringe, and after drying naturally, specimens having a diameter of 1.9 cm and a height of 3.3 cm. The compressive strength was measured with a universal testing machine [Dasan ENG, DS-UTM-1000] Instron 10ton and the results are shown in Table 1.

구분division 분위기atmosphere 젤라틴gelatin 키토산Chitosan 콘드로이친Chondroitin 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 참고예1Reference Example 1 CO2 freeCO2 free 미함유Free 미함유Free 미함유Free 0.4±0.20.4 ± 0.2 참고예2Reference Example 2 일반공기General air 미함유Free 미함유Free 미함유Free 0.2±0.20.2 ± 0.2 실시예2Example 2 CO2 freeCO2 free 함유contain 함유contain 미함유Free 5.6±0.25.6 ± 0.2 실시예4Example 4 CO2 freeCO2 free 함유contain 함유contain 미함유Free 7.8±0.27.8 ± 0.2 실시예5Example 5 CO2 freeCO2 free 함유contain 미함유Free 함유contain 2.1±0.22.1 ± 0.2 비교예1Comparative Example 1 CO2 freeCO2 free 함유contain 미함유Free 미함유Free 1.6±0.21.6 ± 0.2 비교예2Comparative Example 2 일반공기General air 함유contain 미함유Free 미함유Free 1.0±0.21.0 ± 0.2 비교예3Comparative Example 3 일반공기General air 함유contain 함유contain 미함유Free 2.5±0.22.5 ± 0.2 비교예4Comparative Example 4 일반공기General air 함유contain 함유contain 미함유Free 4.5±0.24.5 ± 0.2 비교예5Comparative Example 5 일반공기General air 함유contain 미함유Free 함유contain 1.9±0.21.9 ± 0.2

Claims (15)

이산화탄소 비함유 분위기에서, 칼슘 수용액; 인산; 젤라틴, 콜라겐, 콘드로이친황산 및 글리코사미노글리칸으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 담체물질; 및 키토산, 덱스트린, 폴리비닐 아크릴레이트(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAA) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 결합조절물질;의 혼합물을 pH 6.5 내지 8.5에서 공침시켜 유무기 복합체를 제조하는 단계; 및
상기 공침으로부터 생성된 유무기 복합체를 이산화탄소 비함유 분위기에서, 여과 또는 건조시키는 단계;를 포함하고,
상기 유무기 복합체는 Ca 및 P를 포함하는 화합물, 담체물질 및 결합조절물질을 포함하여 이루어지며,
상기 Ca 및 P를 포함하는 화합물은 하이드록시아파타이트(HAp)를 포함하고, 상기 하이드록시아파타이트(HAp)와 함께 β-트리칼슘포스페이트, 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TTCP) 및 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 이상의 물질을 포함하는 혼합물이고,
체내에 이식되었을 때 체액에 의해 탄산화되는 유무기 복합체를 포함하는 골 조성물의 제조방법.
In a carbon dioxide-free atmosphere, an aqueous calcium solution; Phosphoric acid; At least one carrier material selected from the group consisting of gelatin, collagen, chondroitin sulfate and glycosaminoglycan; And a mixture of chitosan, dextrin, polyvinyl acrylate (PVA), polyacrylamide (PAA) and polymethyl methacrylate (PMMA), at least one binding modulator selected from the group consisting of: Preparing an organic-inorganic complex; And
And filtering or drying the organic-inorganic complex produced from the co-precipitation in a carbon dioxide-free atmosphere.
The organic-inorganic complex is composed of a compound containing a Ca and P, a carrier material and a binding regulator,
Compounds containing Ca and P include hydroxyapatite (HAp), and together with the hydroxyapatite (HAp) β-tricalcium phosphate, anhydrous dicalcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetracalcium dihydrogen A mixture comprising at least one substance selected from the group consisting of phosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TTCP) and dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD),
A method for producing a bone composition comprising an organic-inorganic complex that is carbonated by body fluid when implanted in the body.
제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 비함유 분위기는 불활성기체 분위기 또는 진공 상태인 것을 특징으로 하는 골 조성물의 제조방법.
The method of claim 1,
The carbon dioxide-free atmosphere is a method for producing a bone composition, characterized in that the inert gas atmosphere or vacuum.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공침시키는 단계는 35 내지 50 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 골 조성물의 제조방법.
The method of claim 1,
The coprecipitation step is a method for producing a bone composition, characterized in that carried out at 35 to 50 ℃.
제1항에 있어서,
상기 칼슘 수용액은 칼슘이 과포화된 것을 특징으로 하는 골 조성물의 제조방법.
The method of claim 1,
The calcium aqueous solution is a method for producing a bone composition, characterized in that supersaturated calcium.
제1항에 있어서,
상기 칼슘 수용액은 산화칼슘의 수용액인 것을 특징으로 하는 골 조성물의 제조방법.
The method of claim 1,
The calcium aqueous solution is a method for producing a bone composition, characterized in that the aqueous solution of calcium oxide.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 골 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골.Claims 1, 2 and 4 to 6 artificial bones, characterized in that it comprises a bone composition prepared by the method of any one of claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080113013A (en) * 2005-12-06 2008-12-26 에텍스 코포레이션 Porous calcium phosphate bone material
KR101207873B1 (en) * 2012-07-11 2012-12-04 군산대학교산학협력단 Preparation method of calcium phosphate for bone cement

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