KR101458060B1 - Bone filling composition comprising caffeic acid phenethyl ester, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균 골충진 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로폴리스의 활동성분인 카페인산에스테르(caffeic acid phenethyl ester)를 함유하는 것을 특징으로 하는 카페인산에스테르 함유 항균 골충진 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 항균 골 충진 조성물은 인체 내에 투여 시 발생할 수 있는 복귀돌연변이, 소핵시험 등의 안정성 문제가 확인된 항균, 항염 효과가 있는 천연 프로폴리스의 활동성분인 카페인산에스테르를 함유함으로써 별도의 항생제를 사용하지 않고도 수술시 발생되는 이차감염의 요인인 균류 발생을 방지할 수 있다.
The present invention relates to an antibacterial bone-filling composition and a method for preparing the same, and more particularly, to a caffeic acid ester-containing antibacterial bone-filling composition comprising a caffeic acid phenethyl ester as an active ingredient of propolis, And a method for producing the same.
The antibacterial bone-filling composition according to the present invention contains caffeic acid ester, which is an active ingredient of natural antibacterial and anti-inflammatory natural propolis, which has a problem of stability such as return mutation and micronucleus test, It is possible to prevent the generation of fungus which is a factor of secondary infection which occurs at the time of surgery.

Description

카페인산에스테르 함유 항균 골충진 조성물 및 이의 제조방법{BONE FILLING COMPOSITION COMPRISING CAFFEIC ACID PHENETHYL ESTER, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to antibacterial bone filling compositions containing caffeic acid esters, and methods for producing the same. [0002]

본 발명은 항균 골충진 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로폴리스의 활동성분으로 항균력이 있다고 알려져 있는 카페인산에스테르(caffeic acid phenethyl ester, 카페인산에스테르)를 함유하는 것을 특징으로 하는 카페인산에스테르 함유 항균 골충진 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an antibacterial bone-filling composition and a method for producing the same, and more particularly, to an antibacterial bone-filling composition comprising a caffeic acid phenethyl ester (caffeic acid ester), which is known to have antibacterial activity as an active ingredient of propolis Caffeic acid ester-containing antibacterial bone-filling composition and a method for producing the same.

종래, 골충진 조성물, 즉, 골 시멘트 조성물은 뼈의 결손부의 보전제, 또는 인공 고관절 등의 금속제 인공 관절을 주위의 뼈와 고정시키는 접착제 등으로서 전세계에서 널리 사용되고 있다. 척추 및 뼈의 파손 등으로 인하여 인공물을 체내에 삽입, 시술하는 방법이 사용되고 있을 뿐만 아니라 각종 관절부위, 척추 및 뼈의 손상으로 인하여 슬관절이나 고관절의 전치환술 및 재수술이 널리 시술되고 있는데, 이러한 수술시 골결손을 충진하는 역할을 위해 체내에 시술되는 인공물의 위치를 고정시키는데 골 시멘트가 사용되고 있다.Background Art [0002] Conventionally, a bone-filling composition, that is, a bone cement composition is widely used in the world as a preservative for a defective portion of a bone, or as an adhesive for fixing a metal artificial joint such as a hip joint to surrounding bone. In addition to the insertion of artifacts into the body due to fracture of the spine and bones, as well as the damage to various joints, spine and bones, total knee arthroplasty and reoperation are widely practiced. Bone cement is used to fix the location of artifacts in the body for filling bone defects.

이러한 골충진 조성물은, 통상, 분말부분과 액체부분으로 나누어져 있고, 수술중 등의 적용하기 직전에 혼련함으로써 단량체의 중합 반응을 개시시키고, 그 혼련물을 방치하는 것 등에 의해 점도가 어느 정도 높은 상태가 된 시점에서 핸들링 작업에 의해 적용 대상 부위에 적용되는 것 등으로 사용되고 있다.Such a bone filling composition is usually divided into a powder portion and a liquid portion. The polymerization reaction of the monomer is initiated by kneading just before application such as during operation, and the kneaded material is left to stand, And is applied to a part to be applied by a handling operation at the time when the state becomes a state.

분말의 주성분으로서는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)가 주종을 이루고 있으며 메타아크릴레이트 및 스티렌 등의 공중합체를 사용하는 상용 제품도 있다. As the main component of the powder, polymethylmethacrylate (PMMA) is the main type, and commercial products using a copolymer such as methacrylate and styrene are also available.

또한 분말의 보조성분으로서는 액상의 중합용 개시제로서 벤조일 페록사이드(benzoyl peroxide)가 첨가되며 X-ray에 대한 불투명성을 증진시키기 위하여 방사선 조영제인 황산바륨이나 산화지르코늄이 필러로 주로 사용된다. As an auxiliary component of the powder, benzoyl peroxide is added as a liquid phase polymerization initiator, and barium sulfate or zirconium oxide, which is a radiological contrast agent, is mainly used as a filler in order to improve the opacity to X-ray.

액상의 주성분은 단량체인 메틸메타아크릴레이트가 주종을 이루고 그 밖에 활성화제로서 N,N-디메틸-P-톨루이딘(또는 디메틸아미노페닐 에타놀)이 첨가되기도 하는데, N,N-디메틸-P-톨루이딘(또는 디메틸아미노페닐 에타놀)은 Free-radical activator로 작용하여 자유라디칼의 생성을 활성화시킨다. N-dimethyl-P-toluidine (or dimethylaminophenylethanol) may be added as an activating agent, and N, N-dimethyl-P-toluidine Or dimethylaminophenylethanol) acts as a free-radical activator to activate the production of free radicals.

추가적으로 골 시멘트를 보관 중에 중합 반응을 억제하는 안정화제로서 하이드로퀴논을 미량첨가한다.In addition, a small amount of hydroquinone is added as a stabilizer to inhibit the polymerization reaction during storage of the bone cement.

그 밖에 수술시 세균감염 예방을 위한 항생제로서 젠타마이신 등을 상기 분말 부분에 첨가한다. 그러나, 이러한 항생제는 과다 사용할 경우 내성을 키우게 되는 문제점이 있었다.
In addition, gentamicin or the like is added to the powder portion as an antibiotic for preventing bacterial infection at the time of surgery. However, such antibiotics have a problem in that they are resistant to overuse.

현대인들은 남녀노소 구분 없이 오염된 환경과 각종 유해물질들이 첨가된 음식물들로 인해 질병으로 부터 우리의 몸을 건강하게 유지시켜주는 면역력이 떨어져 비염, 아토피, 축농증, 암, 위장병 등 각종 질병에 시달리고 있으며 많은 사람들이 면역증강에 좋다고 하는 프로폴리스를 이용하려고 하고 있다. Contemporary people are suffering from various diseases such as rhinitis, atopy, sinusitis, cancer, gastrointestinal disease, etc. because of the immunity that keeps our body healthy from the disease due to contaminated environment and food with various harmful substances Many people are trying to use propolis, which is said to be good for immune enhancement.

현대인이 자주 복용하는 항생제의 경우 일부 세균에만 효과가 있으며, 오히려 인체의 자연성을 약화시켜 면역력을 더욱 떨어뜨리고 많은 부작용과 내성이 생기는 문제가 있다. 그런데, 벌집으로부터 추출한 프로폴리스는 항생제의 이러한 한계를 극복하여 거의 모든 균(바이러스, 세균, 곰팡이)을 직접 살균할 뿐 아니라, 자연 성분이므로 내성이 없고 부작용도 없으며 오히려 인체의 면역력을 강화하는 것으로 알려져 있다.
Antibiotics frequently used by modern humans are only effective against some bacteria. They weaken the naturalness of the human body, which further deteriorates the immune system and causes many side effects and tolerance. However, the propolis extracted from the honeycomb is not only resistant to almost all bacteria (viruses, bacteria, fungi) by overcoming the limit of antibiotics, but also because it is a natural component, has no resistance, has no side effects, and is said to enhance the immunity of the human body. have.

본 발명은 골충진 조성물에 있어서 항균 기능을 가지면서도 종래 항생제 사용으로 인한 부작용을 줄일 수 있는 천연 성분을 포함하는 새로운 골충진 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a new bone filling composition containing a natural component capable of reducing side effects due to the use of conventional antibiotics while having an antibacterial function in a bone filling composition.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 The present invention has been made to solve the above problems

아크릴레이트계 폴리머, 중합개시제 및 필러를 함유하는 분말 부분; 및 A powder portion containing an acrylate-based polymer, a polymerization initiator and a filler; And

아크릴레이트계 단량체, 중합촉진제, 중합금지제 및 카페인산에스테르를 함유하는 액상 부분;으로 구성되는 카페인산에스테르 함유 항균 골충진 조성물을 제공한다. A caffeic acid ester-containing antimicrobial bone-filling composition composed of an acrylate-based monomer, a polymerization promoter, a polymerization inhibitor, and a caffeic acid ester.

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 액상 부분은 상기 아크릴레이트계 단량체를 80 내지 99 중량부, 상기 중합개시제를 0.5 내지 3 중량부, 상기 중합금지제를 50 내지 200 ppm 의 비율로 포함하는 것을 특징으로 한다. In the antimicrobial bone filling composition according to the present invention, the liquid portion includes 80 to 99 parts by weight of the acrylate monomer, 0.5 to 3 parts by weight of the polymerization initiator, and 50 to 200 ppm of the polymerization inhibitor .

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 카페인산에스테르는 상기 액상 부분에 대해 10mM 내지 20 mM 의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 한다. In the antibacterial bone-filling composition according to the present invention, the caffeic acid ester is added to the liquid portion at a concentration of 10 mM to 20 mM.

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 분말 부분은 아크릴레이트계 폴리머를 70 내지 90 중량부, 상기 중합개시제를 0.5 내지 5 중량부, 상기 필러를 5 내지 20 중량부의 비율로 포함하는 것을 특징으로 한다. In the antimicrobial bone filling composition according to the present invention, the powder portion includes 70 to 90 parts by weight of an acrylate polymer, 0.5 to 5 parts by weight of the polymerization initiator, and 5 to 20 parts by weight of the filler .

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 필러는 황산바륨, 산화지르코늄 또는 이산화티탄인 것을 특징으로 한다.
In the antimicrobial bone filling composition according to the present invention, the filler is characterized by being barium sulfate, zirconium oxide or titanium dioxide.

이하에서는 본 발명에 의한 항균 골충진 조성물을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the antibacterial bone filling composition according to the present invention will be described in more detail.

본 발명에 있어서, 상기 카페인산에스테르는 프로폴리스의 활동성분 중 하나로, 항균 효과를 가지는 비타민 P 라고 알려져 있는 후라보노이드 계열 성분의 일종이며, 주로 프로폴리스 내에서 항균과 항염의 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 상기 카페인산에스테르의 분자식은 C17H16O4이며 화학적 구조는 아래 화학식 1과 같다. In the present invention, the caffeic acid ester is one of the active ingredients of propolis, and is known as a flavonoid-based ingredient known as vitamin P having an antibacterial effect, and is known to have antibacterial and anti-inflammatory actions mainly in propolis. The molecular formula of the caffeic acid ester is a C 17 H 16 O 4 The chemical structure is shown in formula (1) below.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013003265712-pat00001
Figure 112013003265712-pat00001

상기 카페인산에스테르는 인체 내에서 항세균, 항진균, 항바이러스 효과를 갖는다. 또한, 상기 카페인산에스테르는 염증을 일으키는 작용을 하는 효소의 분비를 차단함으로 염증발생을 억제한다. 특히, 수용성이므로 그 사용범위가 다양하고 과다 섭취하더라도 무독한 것이 특징이다. The caffeic acid ester has antibacterial, antifungal and antiviral effects in the human body. In addition, the caffeic acid ester inhibits the generation of inflammation by blocking the secretion of enzymes that cause inflammation. Particularly, it is water-soluble, so its use range is wide and it is characterized by its non-toxicity even when consumed in excess.

인체가 산성 체질이 되어 노폐물이 체내에 축적되면 노폐물이 세포 주변에 쌓이고 세포가 이 산성 찌꺼기에 의해 녹기 시작하고, 세포막과 노폐물의 연소 결과 류코 트리엔(LT), 프로스타글라딘(PG) 같은 세포독이 생성되어 발열, 통증 등의 염증 반응을 일으킨다. 상기 과정에서 세포독 성분, 즉 염증을 일으키는 류코 트리엔(LT), 프로스타글라딘(PG)를 만들기 위해서는 리폭시게나제와 사이클로옥시게나제 같은 효소가 필요하다. When the body becomes acidic and the waste accumulates in the body, wastes accumulate around the cells, the cells start melting by the acidic residue, and the burning of the cell membrane and waste products results in leucotriene (LT), prostaglandine (PG) Cytotoxicity is produced and causes inflammation such as fever and pain. In this process, enzymes such as lipoxygenase and cyclooxygenase are required to produce cytotoxic components, namely leucotriene (LT) and prostaglandine (PG), which cause inflammation.

프로폴리스의 활동 성분인 카페인산에스테르는 바로 이러한 류코 트리엔(LT), 프로스타글라딘(PG)을 생성시키는 두 효소인 리폭시게나제와 사이클로옥시게나제를 동시에 억제하기 때문에 항염증 활성을 나타내며, 일반 진통 소염제보다 더욱 강력하게 작용하게 된다. Caffeic acid ester, an active ingredient of propolis, exhibits anti-inflammatory activity because it inhibits both lipoxygenase and cyclooxygenase, which are two enzymes that produce leucotriene (LT) and prostaglandin (PG) , Which is more powerful than general analgesic anti-inflammatory agents.

본 발명에 의한 항균 골 충진재 조성물에 있어서, 상기 카페인산에스테르는 액상 부분에 포함되며, 상기 액상 부분에 대해서 10mM 내지 20 mM 의 농도로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 카페인산에스테르의 비율이 20 mM 이상인 경우 하기 실험예 2에서 보는 바와 같이 중합 시간이 너무 증가하여 골 충진 조성물로 사용하기 어렵게 되고, 상기 카페인산에스테르의 비율이 10 mM 이하인 경우 상기 카페인산에스테르 첨가 하더라도 항균 효능을 나타내지 못하는 문제점이 있다.
In the antimicrobial bone filler composition according to the present invention, the caffeic acid ester is contained in the liquid phase portion and is preferably added in a concentration of 10 mM to 20 mM to the liquid phase portion. When the ratio of caffeic acid ester is 20 mM or more, as shown in Experimental Example 2 below, the polymerization time becomes too long to be used as a bone filling composition. When the ratio of caffeic acid ester is 10 mM or less, the caffeic acid ester There is a problem that the antimicrobial effect can not be exhibited.

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물은 아크릴레이트계 폴리머, 중합개시제 및 필러를 함유하는 분말 부분과 아크릴레이트계 단량체, 중합촉진제, 중합금지제 및 항균특성을 가진 프로폴리스의 활동성분인 카페인산에스테르를 포함하는 액상 부분으로 구성되며, 환자에게 시술시 상기 액상 부분과 분말 부분을 혼합하여 사용한다. The antimicrobial bone filling composition of the present invention comprises a powder portion containing an acrylate polymer, a polymerization initiator and a filler, a caffeic acid ester as an active ingredient of an acrylate monomer, a polymerization promoter, a polymerization inhibitor and a propolis having antibacterial properties And the liquid portion and the powder portion are mixed with each other during the operation of the patient.

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물은 분말 부분과 액상 부분을 혼합하게 되면 분말 부분에 있는 중합개시제와 액체 부분의 아크릴레이트계 단량체가 반응하여 상기 아크릴레이트계 단량체의 고분자 중합 반응이 수행되며, 상기 중합촉진제가 상온에서 중합이 더 잘 일어날 수 있도록 반응을 촉진하는 작용을 한다.In the antibacterial bone filling composition of the present invention, when the powder portion and the liquid portion are mixed, the polymerization initiator in the powder portion reacts with the acrylate monomer in the liquid portion to perform the polymer polymerization reaction of the acrylate monomer, The accelerator acts to accelerate the reaction so that polymerization can occur more easily at room temperature.

본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 액상 부분은 상기 아크릴레이트계 단량체 80 내지 99 중량부, 상기 중합개시제 0.5 내지 3 중량부, 상기 중합금지제 50 내지 200 ppm 의 비율로 포함하고, 상기 액상 부분에 대해 상기 카페인산에스테르가 10 mM 내지 20 mM 의 농도로 첨가되는 것이 상기 골 충진 조성물을 골 충진에 적용한 후 카페인산에스테르의 방출 비율을 증가시킬 수 있다. In the antimicrobial bone filling composition according to the present invention, the liquid portion contains 80 to 99 parts by weight of the acrylate monomer, 0.5 to 3 parts by weight of the polymerization initiator, and 50 to 200 ppm of the polymerization inhibitor, The addition of the caffeic acid ester to the liquid portion at a concentration of 10 mM to 20 mM can increase the release rate of caffeic acid ester after applying the bone filling composition to bone filling.

또한, 본 발명에 의한 항균 골충진 조성물에 있어서, 상기 분말 부분은 아크릴레이트계 폴리머를 70 내지 90 중량부, 상기 중합개시제를 0.5 내지 5 중량부, 상기 필러를 5 내지 20 중량부의 비율로 포함하는 것이 본 발명에 의한 골 충진 조성물로 제조된 골 충진 부분의 강도가 가장 높아 바람직하다.
In the antimicrobial bone filling composition according to the present invention, the powder part preferably contains 70 to 90 parts by weight of an acrylate polymer, 0.5 to 5 parts by weight of the polymerization initiator, and 5 to 20 parts by weight of the filler It is preferable that the strength of the bone-filling part made of the bone-filling composition according to the present invention is the highest.

[[ 아크릴레이트계Acrylate series 폴리머Polymer ]]

본 발명의 항균 골 충진 조성물의 필수 성분인 아크릴레이트계 폴리머는 PMMA 폴리머(폴리메틸 메타아크릴레이트), 폴리메틸아크릴레이트, 폴리스타일렌, 및 이들의 공중합체로 구성된 그룹에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 아크릴레이트계 폴리머가 액상 부분에 예비 용해되기 때문에 상기 아크릴레이트계 폴리머는 10 내지 100 μm의 비드 형태가 바람직하다.
The acrylate-based polymer which is an essential component of the antimicrobial bone filling composition of the present invention is preferably selected from the group consisting of PMMA polymer (polymethylmethacrylate), polymethyl acrylate, polystyrene, and copolymers thereof, Since the acrylate-based polymer is preliminarily dissolved in the liquid phase portion, the acrylate-based polymer preferably has a bead shape of 10 to 100 μm.

[중합 [polymerization 개시제Initiator ]]

본 발명의 항균 골 충진 조성물의 필수 성분인 중합 개시제로는, 예를 들어 과산화벤조일, 과산화 tert-부틸, 과산화라우로일, 아조비스이소부티로니트릴 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는, 상기 액상 부분에 포함되는 아크릴레이트계 단량체의 중합 반응이 빠르게 개시되고, 또한 그 반응을 지속시키기 쉽다는 점에서, 과산화벤조일을 사용하는 것이 바람직하다.As the polymerization initiator which is an essential component of the antibacterial bone filling composition of the present invention, for example, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxide, lauroyl peroxide, azobisisobutyronitrile and the like can be used. Of these, benzoyl peroxide is preferably used in that polymerization reaction of the acrylate monomer contained in the liquid phase portion starts quickly and the reaction can be continued easily.

상기 분말 부분에는 상기 중합 개시제가 0.5 내지 5 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 중합 개시제의 함유 비율이 과소한 경우에는, 아크릴레이트계 단량체의 중합 반응이 진행되기 어려워질 우려가 있다. 중합 개시제의 함유 비율이 과대한 경우에는, 아크릴레이트계 단량체가 중합함으로써 형성되는 폴리머에 중합 개시제가 잔존하는 문제점이 있다.
The powder part preferably contains 0.5 to 5 parts by weight of the polymerization initiator. If the content of the polymerization initiator is too low, the polymerization reaction of the acrylate monomer may be difficult to proceed. When the content of the polymerization initiator is excessive, there is a problem that the polymerization initiator remains in the polymer formed by polymerization of the acrylate monomer.

[[ 필러filler ]]

필러로는 이산화티탄, 인산칼슘 (하이드록시아파타이트, 인산 3 칼슘), 황산바륨, 산화규소 (실리카), 산화알루미늄 (알루미나), 산화지르코늄 (지르코니아) 등의 무기물로 이루어지고, 이들 무기물을 단독 또는 2 종 이상을 적절히 선택하여 조합하여 이루어지는 것을 사용하는 것이 가능하며, 이들 중에서는, X 선 조영 효과를 갖는 산화지르코늄이나 황산바륨을 사용하는 것이 바람직하다.
The filler is made of an inorganic material such as titanium dioxide, calcium phosphate (hydroxyapatite, tricalcium phosphate), barium sulfate, silicon oxide (silica), aluminum oxide (alumina), zirconium oxide (zirconia) It is possible to use a combination of two or more of them suitably selected from among them. Of these, zirconium oxide or barium sulfate having an X-ray imaging effect is preferably used.

[([( 메트Mat )) 아크릴레이트계Acrylate series 단량체] Monomer]

본 발명에 있어서, 상기 골시멘트 조성물의 분말 성분으로서 필수 성분인 아크릴레이트계 단량체는 골 시멘트의 기재 형성용 성분을 구성하는 것으로서 상기 중합성 단량체인 아크릴레이트계 단량체가 중합함으로써 당해 골시멘트 조성물이 경화되고, 그 결과, 경화체가 얻어지게 된다.In the present invention, the acrylate-based monomer, which is an essential component as a powder component of the bone cement composition, constitutes a base-forming component of the bone cement. The acrylate-based monomer as the polymerizable monomer is polymerized, As a result, a cured product is obtained.

본 발명의 아크릴레이트계 단량체로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, N-이소프로필(메타)아크릴아미드, 히드록시에틸메타 아크릴레이트 및 아크릴로니트릴 중에서 선택된 1종 이상이 바람직하다.
Examples of the acrylate monomer of the present invention include monomers such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, ) Acrylate, N-isopropyl (meth) acrylamide, hydroxyethyl methacrylate, and acrylonitrile.

[중합 촉진제][Polymerization accelerator]

또한, 본 발명의 골시멘트 조성물에는, 아크릴레이트계 단량체의 중합 반응을 보다 더 빠르게 진행시킬 목적에서, 중합 개시제와 함께 중합 촉진제가 함유되어 있는 것이 바람직하다.The bone cement composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator together with a polymerization initiator for the purpose of accelerating the polymerization reaction of the acrylate monomer more rapidly.

중합 촉진제로는, 예를 들어 N,N-디메틸-p-톨루이딘, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는, 아크릴레이트계 단량체의 중합 반응이 빠르게 진행되는 점에서, N,N-디메틸-p-톨루이딘을 사용하는 것이 바람직하다.As the polymerization accelerator, for example, N, N-dimethyl-p-toluidine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol and the like can be used. Of these, N, N-dimethyl-p-toluidine is preferably used because the polymerization reaction of the acrylate monomer proceeds rapidly.

중합 촉진제의 함유 비율이 과소한 경우에는, 아크릴레이트계 단량체의 중합 반응이 진행되기 어려워질 우려가 있다. 한편, 중합 촉진제의 함유 비율이 과대한 경우에는, 아크릴레이트계 단량체가 중합함으로써 형성되는 경화체에 중합 촉진제가 잔류하여 부작용을 일으키기 쉬워진다.
If the content of the polymerization promoter is excessively low, the polymerization reaction of the acrylate monomer may be difficult to proceed. On the other hand, when the content of the polymerization accelerator is excessive, the polymerization accelerator remains in the cured product formed by polymerization of the acrylate monomer, and side effects are likely to occur.

[중합 [polymerization 금지제Prohibition ]]

본 발명에 의한 항균 골 충진 조성물의 중합 금지제로는 니트로벤젠, 1,3,5-트리-니트로벤젠, 파라-벤조퀴논, 클로라닐, DPPH, CuCl2, 산소, 아닐린,페놀, 황 및 하이드로퀴논 중에서 선택된 1종 이상이 바람직하다.
Examples of the polymerization inhibitor of the antimicrobial bone filling composition according to the present invention include nitrobenzene, 1,3,5-tri-nitrobenzene, para-benzoquinone, chloranil, DPPH, CuCl 2 , oxygen, aniline, phenol, sulfur and hydroquinone Is preferable.

본 발명에 의한 항균 골 충진 조성물은 인체 내에 투여 시 발생할 수 있는 복귀돌연변이, 소핵시험 등의 안정성 문제가 확인된 항균, 항염 효과가 있는 천연 프로폴리스의 활동 성분인 카페인산에스테르를 함유함으로써 별도의 항생제를 사용하지 않고도 수술시 발생되는 이차감염의 요인인 균류 발생을 방지할 수 있다.
The antibacterial bone-filling composition according to the present invention contains caffeic acid ester, which is an active ingredient of natural antibacterial and anti-inflammatory natural propolis, which has a problem of stability such as return mutation and micronucleus test, It is possible to prevent the generation of fungus which is a factor of secondary infection which occurs at the time of surgery.

도 1은 본 발명의 항균특성을 가진 프로폴리스 활동성분인 카페인산에스테르를 첨가한 항균 골 충진 조성물의 제조과정을 도시한 것이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로폴리스의 활동성분인 카페인산에스테르의 UV-Vis. 분석 스펙트럼과 프로폴리스의 활동성분인 카페인산에스테르 용액에 대한 검량선 그래프이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 골 충진 조성물의 카페인산에스테르 첨가량에 따른 방출 카페인산에스테르의 양을 농도와 시간에 따라 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 골 충진 조성물의 카페인산에스테르 첨가량에 따른 중합시간의 변화를 확인한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 골 충진 조성물의 카페인산에스테르 첨가량에 따른 항균력의 차이를 확인한 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 골 충진 조성물의 카페인산에스테르 첨가량에 따른 형광현미경 측정 결과이다.
FIG. 1 shows a process for preparing an antibacterial bone-filling composition containing caffeic acid ester, which is a propolis active ingredient having antibacterial properties of the present invention.
Figures 2 (a) and 2 (b) are graphs showing UV-Vis of the caffeic acid ester, the active ingredient of propolis according to one embodiment of the present invention. This is a calibration curve for the caffeic acid ester solution, which is an active ingredient of the analytical spectrum and propolis.
3 is a graph showing the amount of released caffeic acid ester according to concentration and time according to the addition amount of caffeic acid ester in the antibacterial bone filling composition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing changes in polymerization time according to the addition amount of caffeic acid ester in the antibacterial bone filling composition according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a graph showing the difference in antibacterial activity depending on the amount of caffeic acid ester added in the antibacterial bone filling composition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a fluorescence microscope measurement result according to the addition amount of caffeic acid ester in an antibacterial bone filling composition according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1> 항균성  1> Antimicrobial activity 골충진재의Of bone filler 제조 및 혼합 Manufacturing and Mixing

본 발명에 의한 항균성 골충진재의 제조 공정 및 혼합 공정을 도 1에 도시하였다. The manufacturing process and the mixing process of the antibacterial bone filler according to the present invention are shown in Fig.

분말 부분은 PMMA, BPO, 및 BaSO4 를 사용하였다. 본 실시예에 의한 항균 골 충진재 조성물의 분말 부분을 구성하는 성분 구조를 하기 화학식으로 설명하였다.PMMA, BPO, and BaSO 4 were used for the powder part. The constituent constituent constituting the powder portion of the antimicrobial bone filler composition according to the present Example was described by the following formula.

[화학식 2](2)

Figure 112013003265712-pat00002
Figure 112013003265712-pat00002

먼저 분말 부분을 구성하는 PMMA, BPO, 및 BaSO4 를 각 성분의 중량부에 맞게 칭량하고 혼합될 수 있도록 관으로 된 믹서기에서 3시간 동안 교반하였다. 발명에서 사용된 분말성분인 PMMA, BaSO4, BPO는 화학약품회사인 시그마 알드리치 사의 제품을 사용하였다. 이 후 분말을 20g씩 나누어 포장한다. 포장된 분말을 감마선(γ-ray)으로 멸균하였다. First, PMMA, BPO, and BaSO 4 constituting the powder portion were weighed to the weight of each component, and stirred in a blender mixer for 3 hours so that they could be mixed. The powder components PMMA, BaSO 4 and BPO used in the invention were products of Sigma Aldrich, a chemical company. The powder is then divided into 20 g portions and packed. The packed powder was sterilized by gamma-ray.

액상 부분은 MMA, DMPT, HQ, 항균특성을 가진 프로폴리스 활동성분인 카페인산에스테르의 원료를 사용하였다. 본 실시예에 의한 항균 골 충진재 조성물의 액상 부분을 구성하는 각 성분의 구조를 하기 화학식으로 설명하였다.The liquid phase was composed of MMA, DMPT, HQ and caffeic acid ester, which is a propolis active ingredient with antimicrobial properties. The structure of each component constituting the liquid phase portion of the antimicrobial bone filler composition according to the present example was described by the following formula.

[화학식 3](3)

Figure 112013003265712-pat00003
Figure 112013003265712-pat00003

액상 부분은 MMA, DMPT, HQ, 항균특성을 가진 프로폴리스 활동성분인 카페인산에스테르의 원료를 각 %로 칭량하고, 불순물이 포함되지 않도록 항균 필터링(0.2μm)을 거친 후 8.5g씩 포장하고, 포장된 액상 부분을 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide, EO)가스로 멸균하였다. 액상성분 중 DMPT 역시 시그마 알드리치 사의 제품을 사용하였고 MMA는 준세이의 제품을 마지막으로 HQ는 Riedel-Dehaen의 제품을 사용하였다.The liquid phase was obtained by weighing the raw materials of caffeic acid ester (MMA, DMPT, HQ, propolis active ingredient having antimicrobial activity) per each%, filtering it by antibacterial filter (0.2μm) so as not to contain impurities, The packed liquid portion was sterilized with ethylene oxide (EO) gas. Among the liquid phase components, DMPT was also manufactured by Sigma-Aldrich, MMA used Junsei's product, and HQ used Riedel-Dehaen's product.

상기 액상 부분에 첨가되는 카페인산에스테르의 농도가 2mM, 4mM, 6mM, 8mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM 및 100mM 인 샘플을 제조하였다. Samples were prepared in which the concentration of caffeic acid ester added to the liquid portion was 2 mM, 4 mM, 6 mM, 8 mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM and 100 mM.

이와 같이 제조된 항균성 골충진재의 분말 부분과 액상 부분을 상온(23±2℃) 분위기에서 혼합하였다. 분말 20g과 카페인산에스테르가 첨가된 액상을 8.5 ℃에서 약 6(±2)분 동안 골고루 섞어 주면 죽상의 형태를 띠게 되는데 이 상태를 주사기에 주입하여 시료를 제작한다. The powder portion and the liquid portion of the antimicrobial bone filler thus prepared were mixed at room temperature (23 ± 2 ° C) atmosphere. 20 g of powder and caffeic acid ester are added to the liquid phase at 8.5 ° C for 6 (± 2) minutes. This condition is injected into a syringe to form a sample.

중합되는 과정에 열이 발생하게 되며 열의 온도는 70(±10)℃ 이다. 중합이 완료되는 시간은 국제표준화기구 규격 조건 중 ISO 5833 기준인 15분 안에 속하는 12분 30초 (±1분 30초) 정도를 보인다.
During the polymerization process, heat is generated and the temperature of the heat is 70 (± 10) ° C. The time for completing the polymerization is 12 minutes 30 seconds (± 1 minute 30 seconds) belonging within 15 minutes of the ISO 5833 standard of the International Standardization Organization specifications.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 카페인산에스테르Caffeic acid ester 함유 항균성  Containing antimicrobial activity 골시멘트의Of bone cement 카페인산에스테르Caffeic acid ester 방출 거동 확인 Identification of release behavior

<< 실험예Experimental Example 1-1>  1-1> 카페인산에스테르Caffeic acid ester 에 대한 검량선 측정 Calibration curve measurement for

상기 실시예 1에서 제조된 프로폴리스 활동성분인 카페인산에스테르를 함유한 항균성 골시멘트의 생체 내 약물 방출 정도를 확인하기 위해 약물 방출 거동 확인 테스트를 수행하였다. In order to confirm the release of the drug in the vivo of the antibacterial bone cement containing the caffeic acid ester, the propolis active ingredient prepared in Example 1, Tests were conducted.

본 방출 테스트를 위한 용매로서 PBS(Phosphate Buffer Calculator로 Monobasic monohydrate : 1.1832g, Dibasic ACS reagent : 8.1572g) 0.01M를 제조하였으며, pH는 7.4로 조절하였다. 0.01M of PBS (Monobasic monohydrate: 1.1832g, Phosphate Buffer Calculator: Dibasic ACS reagent: 8.1572g) was prepared as the solvent for this release test and the pH was adjusted to 7.4.

카페인산에스테르에 대한 검량선은 JASCO V-550 UV-Vis Spectrometer(Wavelength Range: 200900nm; Bandwidth Selectable: 0.5nm; Scanning Speed: 400nm/min; Data Pitch: 1nm)를 사용하여 흡광도를 측정하여 얻었으며 그 결과를 도 2에 나타내었다. The calibration curve for caffeic acid ester was obtained by measuring absorbance using a JASCO V-550 UV-Vis Spectrometer (Wavelength Range: 200900nm; Bandwidth Selectable: 0.5nm; Scanning Speed: 400nm / min; Data Pitch: 1nm) Is shown in Fig.

도 2에 나타난 검량 곡선식은 하기와 같았다.The calibration curves shown in FIG. 2 were as follows.

y = 2.226x + 0.012 y = 2.226x + 0.012

(x는 카페인산에스테르의 농도, y는 흡광도를 나타낸다. )
(x is concentration of caffeic acid ester, and y is absorbance).

<< 실험예Experimental Example 1-2>  1-2> 카페인산에스테르Caffeic acid ester 방출 거동 확인 Identification of release behavior

본 발명에 의한 항균성 골충진재에 함유된 카페인산에스테르가 생체 내에서 어느 정도의 시간 내에 방출되는지를 알아보기 위해 방출 거동을 확인하였다. The release behavior of the caffeic acid ester contained in the antimicrobial bone filler according to the present invention was examined to see how long the caffeic acid ester was released in vivo.

상기 실시예 1에서 제조된 카페인산에스테르의 첨가 농도가 2mM, 4mM, 6mM, 8mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM 및 100mM 인 각각의 샘플 1g을 담고 0.01M의 PBS 용액을 피펫을 이용하여 5 mL씩 넣었다. 1 g of each sample in which the concentration of caffeic acid ester prepared in Example 1 was added was 2 mM, 4 mM, 6 mM, 8 mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM and 100 mM, Was added by 5 mL using a pipette.

각 시료를 쉐이커(shaker)에 투입하고, 약 100 시간 동안 5mL씩 피펫을 이용하여 6시간 단위로 추출하였다. 이후 5mL의 PBS 용액을 투입하고 쉐이커에 넣었으며, 이때 온도는 체내의 온도와 비슷한 36.5℃로 맞추어 카페인산에스테르 방출양을 0 ~ 100 시간 동안 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. Each sample was put into a shaker and extracted with a pipette every 6 hours for about 100 hours. Then, 5 mL of PBS solution was added thereto and placed in a shaker. At this time, the caffeic acid ester release was measured for 0 to 100 hours at a temperature of 36.5 DEG C, which is similar to the temperature in the body, and the result is shown in FIG.

도 3에서 체내와 거의 동일한 환경 내에서 약 48시간 동안 카페인산에스테르가 방출되는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 체내에 들어간 카페인산에스테르 포함 골충진재의 항균, 항염력이 약 이틀 정도 유지되는 것을 예상할 수 있다.
In Fig. 3, it was confirmed that caffeic acid ester was released for about 48 hours in a substantially same environment as the body. It is anticipated that the antibacterial and anti-inflammatory properties of the bone filler containing caffeic acid ester contained in the body will be maintained for about two days.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> 카페인산에스테르Caffeic acid ester 함유 농도에 따른 중합시간 확인 Determination of polymerization time according to concentration

상기 실시예 1에서 제조된 카페인산에스테르를 2mM, 4mM, 6mM, 8mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM 및 100mM 의 농도로 함유한 항균성 골충진재 조성물에 있어서, 카페인산에스테르 함유농도에 따른 중합 시간의 변화를 확인하였다. In the antibacterial bone filler composition containing the caffeic acid ester prepared in Example 1 at a concentration of 2 mM, 4 mM, 6 mM, 8 mM, 10 mM, 20 mM, 40 mM, 60 mM, 80 mM and 100 mM, And the change of the polymerization time according to the contained concentration was confirmed.

일반적인 골충진재의 중합시간은 15분 내로 국제표준화기구에서 정한 ISO 5833에 부합되어야 한다. The polymerization time of a typical bone filler should be in accordance with ISO 5833, established by the International Organization for Standardization within 15 minutes.

실시예 1 에서 제작된 시료를 상온(23±2℃)에 놓아둔 뒤 몇 분 혹은 몇 시간 내에 중합되는지 확인하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. The sample prepared in Example 1 was placed at room temperature (23 ± 2 ° C), and it was confirmed whether it polymerized in a few minutes or a few hours. The results are shown in FIG.

도 4에서 카페인산에스테르가 포함되지 않은 경우 및 카페인산에스테르가 2mM, 4mM, 6mM, 8mM, 10mM 포함된 경우는 국제규격에 맞는 15분 내에 중합이 되지만, 카페인산에스테르가 20mM 이상 함유되는 경우 중합 시간이 하루 이상 소요되는 것을 확인 할 수 있다.
In Fig. 4, when caffeic acid ester is not contained and caffeic acid ester is contained in 2mM, 4mM, 6mM, 8mM, and 10mM, polymerization is carried out within 15 minutes in accordance with international standards. However, when caffeic acid ester is contained in 20mM or more, It can be confirmed that the time takes more than one day.

< 실험예 3> 카페인산에스테르의 함유 골충진재 조성물의 항균성 확인 < Experimental Example 3> Confirmation of antimicrobial activity of the bone filler composition containing caffeic acid ester

상기 실시예에서 제조된 항균성 골 충진 조성물의 항균력을 Shake flask 법으로 쉐이커 내에서 세포 성장(cell growth)을 시키고 균주의 성장을 UV-Vis.로 측정하여 확인하는 방법으로 측정하였다. The antimicrobial activity of the antimicrobial bone-filling composition prepared in the above Example was measured by Shake flask method for cell growth in a shaker and the growth of the strain was measured by UV-Vis.

항균력은 공시균주로 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)을 사용하여, 37.1 ℃, 24시간 배양한 후 JASCO V-550 UV-Vis Spectrometer(Wavelength Range: 200900nm; Bandwidth Selectable: 0.5nm; Scanning Speed: 400nm/min; Data Pitch: 1nm)를 사용하여 UV-Vis. 를 측정하여 공시균주의 변화를 측정하고 그 결과를 도 5에 나타내었다. The antimicrobial activity was determined using a JASCO V-550 UV-Vis Spectrometer (wavelength range: 200900nm; Bandwidth Selectable: 0.5nm; Scanning Speed: 400nm / min; Data Pitch: 1nm). The results are shown in FIG. 5.

도 5 에서 카페인산에스테르의 농도가 10mM일 때 13.76%의 균주가 감소하였고 20mM일 때 35.79%, 40mM일 때 36.44%, 60mM일 때 38.06%, 80mM일 때 38.10% 마지막으로 100mM일 때 41.13%가 감소하는 것을 확인 할 수 있다. In Fig. 5, the concentration of caffeic acid ester was decreased by 13.76% when the concentration of caffeic acid ester was 10 mM, 35.79% at 20 mM, 36.44% at 40 mM, 38.06% at 60 mM, 38.10% at 80 mM, and 41.13% at 100 mM It can be confirmed that it decreases.

도 5에서 20mM의 카페인산에스테르를 함유한 골시멘트와 100mM의 카페인산에스테르를 함유한 골시멘트의 항균력의 차이는 5.34% 의 차이가 있음을 알 수 있다. 또한, 0mM의 카페인산에스테르가 포함되지 않은 골 충진재 조성물의 세포 활성(cell viability)보다 첨가되는 카페인산에스테르 의 농도가 증가할수록 세포 활성(cell viability)가 감소하여 첨가되는 카페인산에스테르의 농도가 증가할수록 항균력이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
In FIG. 5, it can be seen that the difference in antibacterial activity between bone cement containing 20 mM caffeic acid ester and bone cement containing 100 mM caffeic acid ester is 5.34%. In addition, as the concentration of caffeic acid ester added increases more than the cell viability of the bone filler composition not containing 0 mM caffeic acid ester, the cell viability decreases and the concentration of caffeic acid ester added increases It is possible to confirm that the antimicrobial activity is increased.

<< 실험예Experimental Example 4> 형광현미경 관찰 4> Fluorescence microscopy observation

상기 실험예 4에서 항균력을 시험하기 위한 균주들을 형광 현미경을 이용하여 관찰하였다. 항균특성을 가진 카페인산에스테르의 농도가 높으면 살아있는 균주가 감소하게 되는데 항균성 골시멘트의 표면에 붙은 균주가 살아있는지 혹은 죽었는지를 확인하기 위해 LIVE/DEADBacLight™를 이용하였다. The strains for testing the antimicrobial activity in Experimental Example 4 were observed using a fluorescence microscope. A higher concentration of caffeic acid ester with antimicrobial properties resulted in a decrease in viable strains. LIVE / DEADBacLight ™ was used to determine if the strains attached to the surface of the antimicrobial bone cement were alive or dead.

균주는 상기 실험예 3의 황색포도상구균 (ATCC 6538)을 이용하였으며 균주에 사용된 염색제로는 Invitrogen사의 LIVE/DEADBacLightBacterial Viability Kit for microscopy and quantitative assays를 사용하였다. Staphylococcus aureus (ATCC 6538) of Experimental Example 3 was used as the strain, and LIVE / DEADBacLightBacterial Viability Kit for microscopy and quantitative assays of Invitrogen Inc. was used as a stain agent used in the strain.

페트리디쉬를 카페인산에스테르의 함유농도별로 구분하고, 배양된 균주를 접종한 후, 24시간동안 인큐베이터(37℃) 안에서 배양하였다. 24시간 후 각 샘플을 3차수 1mL로 세척하고 염색제인 LIVE/DEADBacLight™인 Green과 Red 두 가지를 1mL 0.3% DMSO에 3μL mix dye를 섞었다. 15분 정도 호일로 감싸 어두운 곳에서 반응시킨 후 형광현미경으로 관찰한다. 형광현미경은 Olympus IX71(Exfo 120 xenon-Hg excitation light coupled by optic fiber, fast remote controlled excitation filter wheel, mono-, trippel- and quarto- emission filters, polarization filter, phase contrast, objectives with magnification ranging from 4X to 60X, high sensitivity monochrome CCD camera XM10, color CCD camera XC30)를 이용하였고 측정된 결과를 도 6에 나타내었다. Petri dishes were classified according to the concentration of caffeic acid ester, and the cultured strains were inoculated and cultured in an incubator (37 ° C) for 24 hours. Twenty-four hours later, each sample was washed with 1 mL of third order, and 2 L / DEADBacLight ™ dyes Green and Red were mixed with 1 mL 0.3% DMSO and 3 μL mix dye. Cover with foil for about 15 minutes, react in the dark, and observe with fluorescence microscope. The fluorescence microscope is equipped with the Olympus IX71 (exfo 120 xenon-Hg excitation light coupled by optic fiber, fast remote controlled excitation filter wheel, mono-, trippel- and quarto-emission filters, polarization filter, phase contrast, objectives with magnification ranging from 4X to 60X , high sensitivity monochrome CCD camera XM10, and color CCD camera XC30). The measured results are shown in FIG.

도 6에서 녹색은 아직 살아있는 균주, 빨간색은 죽은 균주를 나타낸다. 도 6에서 항균 특성을 가진 카페인산에스테르의 첨가 농도가 증가할수록 빨간색의 죽은 균주가 늘어나 카페인산에스테르의 항균 활성이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
In Fig. 6, green represents a still-living strain and red represents a dead strain. In FIG. 6, as the concentration of caffeic acid ester having antibacterial properties is increased, it is confirmed that the antioxidant activity of caffeic acid ester is increased due to the increase of red dead strain.

Claims (5)

분말 부분을 기준으로 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 70 내지 90 중량부, 벤조일 페록사이드(BPO) 0.5 내지 5 중량부 및 황산바륨(BASO4) 5 내지 20 중량부를 함유하는 분말 부분; 및 액상 부분을 기준으로 메틸메타아크릴레이트(MMA) 80 내지 99 중량부, N,N-디메틸-p-톨루이딘(DMPT) 0.5 내지 3 중량부, 하이드로퀴논(HQ) 50 내지 200 ppm및 카페인산페네틸에스테르를 함유하는 액상 부분으로 구성되고,
상기 카페인산페네틸에스테르는 상기 액상 부분에 대해 10mM 내지 20mM의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는 카페인산페네틸에스테르 함유 항균 골충진 조성물.






A powder portion containing 70 to 90 parts by weight of polymethylmethacrylate (PMMA), 0.5 to 5 parts by weight of benzoyl peroxide (BPO) and 5 to 20 parts by weight of barium sulfate (BASO 4 ) based on the powder portion; And 80 to 99 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 0.5 to 3 parts by weight of N, N-dimethyl-p-toluidine (DMPT), 50 to 200 ppm of hydroquinone (HQ) And a liquid portion containing a nitrile ester,
Wherein the caffeic acid phenetyl ester is added to the liquid portion at a concentration of 10 mM to 20 mM.






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