KR101568146B1 - 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강성 생분해성 임플란트 - Google Patents

초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강성 생분해성 임플란트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 a) 글리콜리드, 반응개시촉매 및 촉매를 반응기에 투입하고 개환중합반응을 진행하여 중량평균분자량 10,000 내지 50,000의 폴리글리콜산 펠렛(A)를 얻는 단계; b) 상기 폴리글리콜산 펠렛(A)에 글리콜리드를 반응압출기에 투입하고 개환중합 및 사슬중축합반응을 진행하여 중량평균분자량 100,000 내지 1,000,000의 폴리글리콜산 펠렛(B)를 얻는 단계; 및 c) 상기 폴리글리콜산 펠렛(B)를 폴리글리콜산의 유리전이온도 이상 용융온도 이하의 온도 조건, 진공 또는 불활성기체 분위기 하에서 고상중합을 진행하여 중량평균분자량 1,000,000 내지 10,000,000 범위의 폴리글리콜산 펠렛(C)를 얻는 단계;를 포함하는 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조된 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산을 포함하는 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다.

Description

초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강성 생분해성 임플란트{Manufacturing method of ultra-high molecular weight poly glycol acid having biodegradable and implant having high stiffness and biodegradable manufacturing thereof}
본 발명은 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조되는 생분해성 임플란트에 관한 것으로, 상세하게는 탁월한 강성을 가지면서도 치유가 완료되면 체내에서 분해되는 새로운 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법 및 이로부터 제조된 의료 조직 고정용 부품, 유합보형재 등의 임플란트에 관한 것이다.
생분해성 고분자 소재는 고유한 분해 특성으로 인하여 의학, 농학, 환경 등 여러 분야에서 각광받고 있는 소재이다. 특히 의학 분야에서는, 생체의 치유를 돕고 그 기능을 다한 후 생체 내에서 신진대사를 통해 소멸되는 특성을 갖는 생분해성 고분자 소재가 사용되고 있다. 생분해성 고분자 소재는 금속, 세라믹, 그리고 일반 비분해성 고분자와는 달리 뼈의 치유 후 별도의 제거 수술이 필요 없으며, 특히 금속 및 세라믹을 사용할 때 나타나는 부식 문제점이 없다.
종래부터 정형외과, 성형외과, 치과, 악안면외과 등 의학 분야에서는 블록, 핀, 스크류, 플레이트, 케이지, 로드 등 여러 형태의 치료를 목적으로 한 조직 고정용 부품, 유합 보형재 등의 임플란트가 사용되고 있었다. 이들 임플란트는 주로 금속으로 이루어져 있는데 강성이 우수하고 가공성이 높기 때문이다. 그러나 금속 임플란트의 경우 낮은 생체적합성, 응력차폐현상, 이미지 왜곡, 임플란트 이동 등의 큰 단점이 있어왔다.
또한 최근에는 인체 삽입 시 골조직 형성을 가속시키고, 영률을 낮춰 응력 차폐 현상을 방지한 다공질의 금속 임플란트도 개발되었으나 이는 강성이 낮고 외부 충격에 매우 취약한 단점이 있다.
상기 금속 임플란트의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것이 세라믹 임플란트다. 그러나 이들 세라믹 임플란트는 생체적합성 측면에서는 금속 임플란트에 비해 우수하나 외부 충격에 쉽게 파손되며, 가공이 어려운 단점이 상존한다.
특히 상기 금속 임플란트와 세라믹 임플란트 경우는 인체 시술 후 평생 체내에 남아 염증이나 이물반응 등 여러 가지 부작용이 발생하는 문제가 있으며 아니면 추가적인 임플란트 제거 시술을 거쳐야 함에 따라 그만큼 환자의 고통이 수반되고 경제적 부담이 가중되는 문제점이 있다.
이러한 단점을 개선하고, 인체 시술 후 생체 치유의 목적을 달성한 뒤 임플란트 제거 시술 과정이 필요 없이 생체 내에서 신진대사를 통해 소멸되는 특성을 가진 생분해성 고분자 임플란트에 대한 연구개발이 활발히 진행되어왔다. 가령 폴리락티드(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 락티드-글리콜산 공중합체(PLGA) 등 생분해성 고분자로 제조된 임플란트가 대표적인 예이다.
그러나 이러한 생분해성 고분자 임플란트는 강성이 낮은 것이 큰 결점으로 극히 일부분, 즉 작은 하중을 받는 부위로만 제한되어 있다. 그 예로서 발목, 무릎, 손 등의 고정에 사용되는 스크류(Linvatec사의 Bioscrew(등록상표), Arthrex사의 Arthrex(등록상표), Bionx사의 SmartScrew(등록상표) 등), 인대나 반월뼈 고정에 사용되는 택(tack)이나 핀(Bionx사의 SmartTack(등록상표), Bionx사의 Biofix(등록상표)), 봉합사 고정대, 두개 안면골의 고정에 사용되는 고정판 및 스크류 (Lorenz사의 LactoSorb(등록상표)) 등이 있다.
이러한 단점, 즉 고분자 임플란트의 강성을 높이기 위해서는 분자량을 1,000,000 이상으로 증가시키는 중합방법이 필요하나 중합 과정에서 분자량이 증가함에 따라 유동성이 크게 떨어지게 되며, 이는 열분해 및 해중합이 발생하는 큰 원인이 되었다.
특히 대한민국 공개특허 2001-0100249는 진공 압축 성형-고상 압출법의 2단계 공정을 사용하여 열분해에 따른 분자량 감소를 대폭 줄일 수 있는 생분해성 고분자 소재를 제공하고 있으나, 분자량 1,000,000 이상의 고분자 소재는 도저히 얻을 수 없고 따라서 여전히 대퇴골 등과 같이 상당한 하중을 지지해야 하는 곳에 사용할 만한 강성을 가지지 못하고 있어 높은 강성을 가진 신규의 생분해성 고분자 임플란트의 출현이 시급하고도 간절한 실정이다.
대한민국 공개특허 10-2001-0100249 (2001년 11월 14일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명은 탁월한 강성을 가지면서 치유가 완료되면 체내에서 분해되는 새로운 생분해성 폴리글리콜산 고분자의 제조방법 및 이로부터 제조된 의료 조직 고정용 부품, 유합보형재 등 임플란트를 제공하고자 한다.
본 발명은 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산(폴리글리콜리드)의 제조방법 및 이로부터 제조된 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는
a) 글리콜리드, 반응개시촉매 및 촉매를 반응기에 투입하고 개환중합반응을 진행하여 중량평균분자량 10,000 내지 50,000의 폴리글리콜산 펠렛(A)을 얻는 단계;
b) 상기 폴리글리콜산 펠렛(A)에 글리콜리드를 반응압출기에 투입하고 개환중합 및 사슬중축합반응을 진행하여 중량평균분자량 100,000 내지 1,000,000의 폴리글리콜산 펠렛(B)을 얻는 단계; 및
c) 상기 폴리글리콜산 펠렛(B)을 폴리글리콜산의 유리전이온도 이상 용융온도 이하의 온도 조건, 진공 또는 불활성기체 분위기 하에서 고상중합을 진행하여 중량평균분자량 1,000,000 내지 10,000,000 범위의 폴리글리콜산 펠렛(C)을 얻는 단계;
를 포함하는 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법에 관한 것이다.
상기 제조방법에서 반응개시촉매는 탄소수 12 내지 18의 지방성 알코올일 수 있으며, 상기 촉매는 주석계, 티타늄계, 3차 아민 화합물 및 이들의 유사체로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 중량평균분자량이 1,000,000 내지 10,000,000의 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산을 포함하는 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 폴리락틱산, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부틸레이트, 폴리히드록시발레레이트, 폴리트리메틸렌카보네이트, 폴리디옥사논, 폴리펩티드, 폴리글루탐산, 폴리류신에서 선택되는 어느 하나 이상의 고분자; 또는
글리콜리드, 락티드, 카프로락톤, 히드록시부티레이트, 히드록시발레레이트, 트리메틸렌카보네이트, 디옥사논, 글루탐산, 류신으로 구성된 군에서 선택된 둘 이상의 단량체로부터 얻어진 공중합체 5 내지 100 중량부를 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 칼슘-인 화합물 또는 칼슘-알루미네이트 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 칼슘화합물 입자 0.01 내지 30 중량부를 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다.
이때 상기 칼슘화합물은 히드록시아파타이트, 트리칼슘포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 칼슘포스페이트, α-트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 비정질 칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 무수 디칼슘포스페이트, 디칼슘포스페이트 2수화물, 무수 모노칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트 모노수화물 및 칼슘설페이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 또한 상기 칼슘 화합물은 평균입경이 0.01 내지 5㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 탄소섬유 1 내지 50 중량부 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다. 이때 상기 탄소섬유는 직경 1 내지 50㎛, 길이 5 내지 150㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 0.1 내지 10 중량부 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트에 관한 것이다. 이때 상기 탄소나노튜브는 직경 5 내지 30㎚, 길이 0.001 내지 10㎜, 종횡비가 300 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산 제조방법은 열분해나 해중합 없이 중량평균분자량 1,000,000 내지 10,000,000의 폴리글리콜산을 제조할 수 있으며, 이를 포함하는 임플란트는 탁월한 강성을 가지면서 동시에 치유가 완료되면 체내에서 분해되는 생분해성을 가질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 임플란트는 블록, 핀, 스크류, 플레이트, 케이지, 로드 등의 여러 의료분야에 폭넓게 사용될 수 있다.
이하 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명에 따른 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산 제조방법 및 이를 포함하는 임플란트를 얻기 위해 신규로 도입한 기술의 핵심 착안점은 크게 네 가지를 들 수 있다.
첫 번째는 초고분자량의 생분해성 고분자를 도입한 것이다. 합성 고분자중 강성이 극도로 탁월하고 생체적합성이 우수해 뼈를 대체하는 인공관절 등의 의료용 소재로 오래전부터 널리 사용되는 것은 중량평균분자량 기준 1,000,000 이상의 초고분자량 폴리에틸렌(가령, Ticona사의 상품명 GUR)이다. 동일한 폴리에틸렌이지만 분자량이 점점 커갈수록 사출물, 섬유, 병, 필름, 드럼통 등 순서로 용도가 확장되고 특히 중량평균분자량 기준 1,000,000 이상 초고분자량이 되면 강성이 매우 탁월하게 되어 드럼통, 인공관절 등 용도에도 적용된다는 점에 착안하여 생분해성 고분자중 적당한 것을 선정하여 초고분자량으로 제조가 가능하면 고강성 및 생분해성을 동시에 요구하는 고분자 기반 임플란트가 얻어질 수 있다.
두 번째는 여러 생분해성 고분자 중 폴리글리콜산을 채택한 것이다. 통상 분자량이 크면 생분해성이 떨어지는 경향이 있어 초고분자량이 되면 그만큼 생분해성이 떨어질 우려가 있기 때문에 폴리글리콜산, 폴리락틱산, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시발레레이트, 폴리트리메틸렌카보네이트, 폴리디옥사논, 폴리펩티드, 폴리글루탐산, 폴리류신 등 여러 후보가 있지만 치유가 완료되면 체내에서 빠르게 분해되어야 하는 생분해성을 가져야 하는 임플란트 요구 특성에 부합한 것으로 폴리글리콜산을 채택하였다.
세 번째는 배치(batch) 반응기 중합(1단계)-반응압출기 중합(2단계)-고상중합(3단계)의 새로운 3단계 중합방법을 통해 초고분자량 폴리글리콜산을 얻게 된 것이다. 대표적인 수술용 봉합사로 널리 쓰이는 폴리글리콜산은 글리콜산의 탈수중축합, 글리콜산알킬에스테르의 탈알코올 중축합, 글리콜산염의 탈염중축합 등에 의해 제조할 수 있으나, 통상 글리콜산의 이분자간 환형 에스테르(「환형 이량체」라고도 함)인 글리콜리드를 합성하고 이 글리콜리드를 개환중합하는 방법(이 때문에 폴리글리콜산을「폴리글리콜리드」라고도 함)이 고분자량을 얻기에 용이하다는 장점 때문에 널리 채택되고 있는데 그 분자량이 중량평균분자량 기준 수만 수준 정도이고 통상 배치 반응기에서 제조한다.
그러나 종래 기술처럼 배치 반응기에서 촉매 종류 및 양, 반응시간, 반응온도 등 여러 조건을 변경해가며 분자량을 늘리려고 많은 시도를 하였지만 분자량이 수만 정도만 되어도 높아진 점도 때문에 임펠러 회전도 원활하지 않고 더 이상 분자량이 높아지지 않으며 특히 흐름이 정체된 공간에서 극심한 열분해 및 해중합이 일어나 큰 난관에 봉착하였다. 여기서 새롭게 도입한 것이 반응압출에 의한 분자량 증가 방법이다. 즉 L/D가 매우 큰 단축 또는 이축스크류 압출기 경우 높은 점도에도 불구하고 정체된 공간이 거의 없이 개환중합 및 사슬증축반응이 진행될 수 있는 분위기 및 충분한 반응시간을 제공하게 되어 종래 배치 반응기에서 한계였던 중량평균분자량 기준 1,000,000 이상 높은 분자량을 가지는 펠렛 형태의 폴리글리콜산을 얻게 되었다.
그러나 중량평균분자량이 1,000,000 수준을 넘어서자 반응압출기에서 펠렛으로 토출이 되지 않는 문제가 발생하여 또 한 번의 난관에 봉착하였다. 이의 해결 수단으로 중량평균분자량 기준 1,000,000 이하 수준까지만 반응압출기로 반응시켜 펠렛을 얻고, 얻어진 펠렛 상의 폴리글리콜산을 진공 또는 불활성기체 상태에서 고상중합을 함으로써 중량평균분자량 기준 1,000,000 이상의 초고분자량 폴리글리콜산 펠렛을 얻는데 성공하였다.
네 번째는 얻어진 초고분자량 폴리글리콜산 중 분자량이 중량평균분자량 기준 1,000,000 이상 10,000,000 이하 범위일 때 통상 3개월 내지 6개월의 치유 기간(강성 유지 기간) 동안에는 탁월한 고강성을 유지하고 있다가 치유가 완료되면 체내에서 빠른 시간 내, 좋기로는 6개월 내지 12개월 내에 분해되는 가장 적합한 생분해성을 갖는다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하는데 성공한 것이다.
본 발명에 따른 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법은 크게 세 단계를 포함할 수 있다. 첫 번째 단계는 a) 글리콜리드, 반응개시촉매 및 촉매를 반응기에 투입하고 개환중합반응을 진행하여 중량평균분자량 10,000 내지 50,000의 폴리글리콜산 펠렛(A)을 얻는 단계이다.
본 발명에 따른 폴리글리콜산 펠렛(A)을 얻는 중합방법으로는 글리콜산의 탈수중축합, 글리콜산알킬에스테르의 탈알코올 중축합, 글리콜산염의 탈염중축합, 글리코리드의 개환중합 등 여러 방법 중 자유롭게 선택할 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니나, 글리콜리드의 개환중합방법이 짧은 중합시간 내에 높은 수율로 얻을 수 있다는 점에서 가장 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 반응기는 중합방법에 따라 자유롭게 선택할 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니나, 배치 반응기에서 진행하는 것이 공정 상 여러 조건들을 자유롭게 조절할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 반응개시촉매는 탄소수 12 내지 18개의 지방성 알코올을 사용할 수 있으며, 혼합 지방산 또는 이의 에스테르를 촉매로 환원하거나 올레핀에 일산화탄소와 수소를 촉매반응하여 얻을 수 있는 비환식알코올의 혼합물이다.
본 발명에 따른 반응개시촉매의 바람직한 일예는 라우릴 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 올레일 알코올, 미리스틸 알코올, 팔미틸 알코올 등을 들 수 있다.
상기 반응개시촉매는 반응기에 투입되는 글리콜리드 100 중량부에 대하여 0.0005 내지 0.05 중량부, 더 좋게는 0.001 내지 0.01 중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 촉매는 중합속도의 향상을 위하여 투입되는 것으로 제조되는 고분자의 물성을 해치지 않는 범위 내에서 종류에 한정하지 않는다. 예를 들어, 틴 옥테이트, 틴 스테아레이트, 디부틸틴 디옥토에이트, 디부틸틴 디올레일말레에이트, 디부틸틴 디부틸말레에이트, 디부틸틴 디라우레이트, 1,1,3,3-테트라부틸-1,3-디라우릴옥시카르보닐디스탄옥산, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸틴디아세틸아세토네이트, 디부틸틴 비스(o-페닐페녹시드), 디부틸틴 옥시드, 디부틸틴비스(트리에톡시실리케이트), 디부틸틴 디스테아레이트, 디부틸틴 비스(이소노닐-3-머캡토프로피오네이트), 디부틸틴 비스(이소옥틸 티오글리콜레이트), 디옥틸틴 옥시드, 디옥틸틴 디라우레이트, 디옥틸틴 디아세테이트, 디옥틸틴 디베르사테이트 등과 같은 주석계 촉매, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라이소프로폭시 티타늄, 디부톡시디아세토아세톡시 티타늄, 테트라부틸티타네이트 등과 같은 티타늄계 촉매, 및 트리에틸아민, 트리페닐아민, 트리메틸아민, N,N-디메틸아닐린, 피리딘 등 3차 아민 화합물 및 그들의 유사체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 이 중 틴 옥테이트, 디부틸틴 디옥토에이트가 바람직하다.
본 발명에 따른 촉매는 반응기에 투입되는 글리콜리드 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.05 중량부 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.03 중량부 투입하는 것이 좋다.
상기 a) 단계는 반응 조건으로 120 내지 220℃, 더욱 좋게는 140 내지 200℃의 온도에서 진공 분위기를 유지하면서 반응시키는 것인 반응속도 및 중합도를 효과적으로 올릴 수 있어 바람직하다.
첫 번째 단계에서 가장 중요한 것은 제조되는 폴리글리콜산의 중량평균분자량을 10,000 내지 50,000 범위로 조절하는 것이다. 중량평균분자량이 10,000 미만인 경우 두 번째, 세 번째 단계에서 원하는 초고분자량 수준까지 분자량을 올리기 어려우며, 50,000을 초과하는 경우 반응기 내의 조성물 점도가 상승하여 교반속도가 떨어지고 중합체의 균일성이 떨어질 수 있으며, 무엇보다도 흐름이 정체된 공간에서 심한 열분해 및 해중합이 발생하여 황변이 일어날 위험성이 크다.
두 번째로 상기 폴리글리콜산 펠렛(A)에 글리콜리드를 반응압출기에 투입하고 개환중합 및 사슬중축합반응을 진행하여 중량평균분자량 100,000 내지 1,000,000의 폴리글리콜산 펠렛(B)를 얻는 단계이다.
상기 반응압출기에 투입되는 폴리글리콜산 펠렛(A) 및 글리콜리드의 배합비는 폴리글리콜산 펠렛(A) 100 중량부에 대하여 글리콜리드 10 내지 100 중량부 첨가하는 것이 좋다. 10 중량부 미만인 경우 분자량 증가가 미흡할 수 있으며, 100 중량부를 초과하는 경우 미반응하는 글리콜리드가 증가하거나 저분자량의 폴리글리콜산이 다량 발생할 수 있다. 또한 반응압출기에 a) 단계와 동일한 촉매를 사용할 수 있으며, 첨가하는 글리콜리드 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.05 중량부 첨가하는 것이 좋다.
상기 반응압출기는 단축 또는 이축압출기 어느 것도 무방하나 이축압출기가 더욱 효율적이다. 또한 L/D는 70 내지 200 범위가 적당한데, 70 미만일 경우 충분한 반응시간을 부여하지 못해 원하는 분자량 확보가 어려울 수 있고, 200을 초과할 경우는 장시간 스크류-배럴 간의 마찰열에 의한 열분해가 일어날 우려가 있다.
두 번째 단계에서도 가장 중요한 것은 얻어지는 폴리글리콜산의 중량평균분자량을 100,000 내지 1,000,000 범위로 조절하는 것이다. 중량평균분자량이 100,000 미만인 경우 세 번째 단계에서 원하는 수준의 분자량을 가지는 폴리글리콜산을 얻기 어려우며, 1,000,000을 초과하는 경우 반응압출기에서 토출이 원활하지 않아 펠렛으로 만들기 어려울 수 있고, 열분해에 의해 황변이 발생할 우려도 크다.
세 번째(c) 단계) 단계는 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B)을 폴리글리콜산의 유리전이온도 이상 용융온도 이하의 온도 조건, 진공 또는 불활성기체 분위기 하에서 고상중합을 진행하여 중량평균분자량 1,000,000 내지 10,000,000 범위의 폴리글리콜산 펠렛(C)을 얻는 것이다.
본 발명에 따른 c) 단계는 일반적인 고상 중합방법을 적용하여 진행할 수 있다. 일예로, 진공펌프 등이 연결된 원통형 반응기에 상기 폴리글리콜산 펠렛(B)을 넣고 반응기 내부를 진공으로 만든 후, 반응기를 수평으로 하고 회전시키는 폐쇄 배치방식 또는 불활성기체(질소, 아르곤 등)를 순환하면서 폴리글리콜산 펠렛(B)을 끊임없이 반응기 내부로 일정 속도로 주입하면서 일정 시간 동안 반응기 하부 쪽으로 쌓여 내려오면서 반응기 하부를 통해 고상중합된 펠렛이 반응기를 빠져나가는 개방 연속방식 등이 있다. 다만 개방 연속방식의 경우 극미량 남아있을 수 있는 미반응 글리콜리드 또는 저분자량 폴리글리콜산의 제거가 어려우므로 폐쇄 배치방식이 더 바람직하다.
세 번째 단계를 통해 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(C)의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000일 수 있다. 중량평균분자량이 1,000,000 미만인 경우 원하는 고강성의 임플란트를 얻을 수 없으며, 10,000,000 초과인 경우 적절한 생분해성 확보가 어려울 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 고강성 생분해성 임플란트는 상기 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산을 단독으로 포함할 수도 있으나, 이외에 다른 생분해성 고분자, 기타 보강재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 폴리락틱산, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부틸레이트, 폴리히드록시발레레이트, 폴리트리메틸렌카보네이트, 폴리디옥사논, 폴리펩티드, 폴리글루탐산, 폴리류신에서 선택되는 어느 하나 이상의 고분자; 또는
글리콜리드, 락티드, 카프로락톤, 히드록시부티레이트, 히드록시발레레이트, 트리메틸렌카보네이트, 디옥사논, 글루탐산, 류신으로 구성된 군에서 선택된 둘 이상의 단량체로부터 얻어진 공중합체 5 내지 100 중량부 더 포함할 수도 있으며, 좋기로는 10 내지 50 중량부 첨가할 수 있다. 이는 사용 목적에 따라 요구되는 임플란트의 물성이 다 다르며, 더불어 요구 강성 및 생분해 속도에 차이가 있을 수 있기 때문이다. 특히 긴 치유기간이 필요한 경우에는 강성 유지기간을 길게, 즉 생분해 속도를 다소 느리게 조절할 필요가 있는데 이 때 적절한 생분해성 수지, 가령 폴리락티드를 첨가하면 좋다.
상기 고분자의 첨가량이 5 중량부 미만일 경우 임플란트의 요구 강성 및 생분해 속도를 충분히 조절할 수 없고 100 중량부를 초과할 경우는 강성이 너무 떨어질 우려가 높다.
또한 본 발명에 따른 고강성 생분해성 임플란트는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 칼슘-인 화합물 또는 칼슘-알루미네이트 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 칼슘화합물 입자를 더 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리글리콜산은 생체 내에서 분해되어 산이 발생하여 pH가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있는데, 상기 입자를 첨가할 경우 시술 후 입자가 서서히 용해 분해되면서 pH를 높여 중화시키는 효과, 강도의 보강효과 및 칼슘 화합물이 뼈 성분과 유사성이 있다는 이유로 골형성 반응 속도를 더욱 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
상기 칼슘화합물의 바람직한 일예로는 히드록시아파타이트, 트리칼슘포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 칼슘포스페이트, α-트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 비정질 칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 무수 디칼슘포스페이트, 디칼슘포스페이트 2수화물, 무수 모노칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트 모노수화물 및 칼슘설페이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 칼슘화합물은 본 발명에서 제한하는 것은 아니나 평균입경이 0.01 내지 5㎛일 수 있으며, 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부 첨가하는 것이 좋다. 0.01 중량부 미만인 경우 상기와 같은 물성 개선 효과를 기대하기 어려우며, 30 중량부를 초과하는 경우 내충격성이 떨어질 우려가 있다. 또한 평균입경이 0.01㎛ 미만인 경우 입자의 균일한 분산이 어려워지며, 5㎛ 초과인 경우 내충격성이 떨어질 수 있다.
또한 상기 고분자 임플란트의 강성을 증가시키기 위해 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 탄소섬유 1 내지 50 중량부 더 첨가할 수 있다. 상기 탄소섬유는 제조방법 및 원료 등에 한정하지 않으며, 직경 1 내지 50㎛, 길이 5 내지 150㎛ 범위의 장섬유가 기계적인 물성 향상에 보다 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 고분자 임플란트를 구성하는 조성물에 탄소나노튜브를 더 첨가할 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집 모양의 흑연 면(plate)이 나노 크기의 직경으로 둥글게 말린 형태를 가리키고 있으며, 크기나 형태에 따라 독특한 물리적 성질을 갖는 거대 분자이다. 말려진 형태에 따라서 단층벽 나노튜브(single walled nanotube, SWNT), 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube, MWNT), 다발형 나노튜브(rope nanotube)로 구분되기도 하는데 상대적으로 가격이 저렴하고 분산이 용이한 다중벽 나노튜브를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브는 본 발명에서 제한하는 것은 아니나, 직경 5 내지 30㎚, 길이 0.001 내지 10㎜, 종횡비가 300 이상인 것이 보다 큰 강성 향상을 위해 바람직하다. 또한 첨가량은 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부일 수 있는데, 0.1 중량부 미만이면 이러한 목적을 달성하기 어려우며, 10 중량부 초과 첨가하면 용융된 조성물의 점도가 높아져 가공이 어려울 수 있으며 제조 원가가 상승하여 비경제적이다.
상기 첨가제들은 형태에 따라 다양한 첨가 방법을 적용할 수 있다. 일예로 펠렛 상태의 다른 고분자들은 펠렛 상태의 폴리글리콜산에 드라이 블렌딩하여 사용할 수도 있으나, 칼슘화합물 입자, 탄소섬유, 탄소나노튜브 등의 경우, 그 분산상태가 매우 중요하므로 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등에 의해 미리 혼련시켜 사용할 필요가 있으며, 바람직하게는 고농도로 마스터배치를 제조하여 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 고강성 생분해성 임플란트는 제조되는 임플란트의 사용목적 및 치료 형태에 따라 다양한 성형방법을 적용할 수 있으며, 예를 들어 사출성형, 압축성형, 고상압출성형 등 방법에 의해 블록, 핀, 스크류, 플레이트, 케이지, 로드 등 여러 형태로 제조될 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 고분자 시료에 대한 중량평균분자량을 다음과 같이 측정하였고 또한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 임플란트 시료의 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성 유지기간 및 완전 생분해시간을 다음과 같이 평가하였다.
1. 중량평균분자량(Mw)
고분자 시료 약 10㎎을 잘라내고, 이 시료를 5mM의 트리플루오로 아세트산나트륨을 용해시킨 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) 용액 10㎖에 용해시켰다. 이 시료 용액을 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 멤브레인 필터로 여과 후, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC) 장치에 주입하고, 중량평균분자량을 측정하였다. 한편 시료는 용해 후 30분 이내에 GPC 장치에 주입하였다.
<GPC 측정 조건>
장치 : SHOWA DENKO K.K. 제조 "Shodex-104"
칼럼 : HFIP-606M, 2개(직렬 접속) 및 프리칼럼,
칼럼 온도 : 40℃,
용리액 : 5mM의 트리플루오로 아세트산 나트륨을 용해시킨 HFIP 용액,
유속 : 0.6 ㎖/분,
검출기 : RI(Refractive Index : 시차 굴절율) 검출기,
분자량 교정 : 분자량이 서로 다른 표준 폴리메타크릴산 메틸 5종을 이용하였다.
2. 인장강도 및 인장탄성율
플레이트 형태 임플란트 시료를 제작하여 강성에 대한 평가 수단으로 ASTM D790에 의거 인장강도(MPa) 및 인장탄성율(GPa)을 측정하였다.
3. 생체적합성
ISO 10993에 의거 생체적합성을 평가하였다.(적합 또는 부적합)
4. 강성유지 기간 및 완전생분해 시간
ASTM F 1635에 의거 플레이트 형태 임플란트 시료를 생리학적 온도(37℃) 조건 하에서 완충생리식염수에 담가둔다. 시료를 주기적으로 일정 간격으로 꺼내어 외관 및 중량평균분자량을 평가한다. 초기부터 중량평균분자량이 10% 감소하는 시점까지를 강성유지 기간(달)으로 하고 완전하게 분해되어 외관상 없어지는 시점까지를 완전생분해 시간(달)으로 평가하였다.
[실시예 1]
먼저 글리콜리드, 반응개시촉매로 라우릴 알코올, 촉매로 틴 옥테이트를 준비하였다. 임펠러가 장착된 180ℓ 배치반응기에 글리콜리드 100㎏, 라우릴 알코올 0.006㎏, 틴 옥테이트 0.02kg을 투입하고 170℃, 0.3 torr 진공 하에서 2시간동안 반응을 시켜 중량평균분자량 23,000의 폴리글리콜산 펠렛(A-1)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(A-1) 100 중량부, 글리콜리드 10 중량부 및 촉매 틴 옥테이트 0.0015 중량부의 배합비로 L/D 80의 2축 스크류 반응압출기에 투입하고 230/235/245/240℃ 온도 조건하에서 개환중합 및 사슬증축반응을 진행시켜 중량평균분자량 330,000의 폴리글리콜산 펠렛(B-1)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B-1)은 170℃, 0.2 torr 진공 상태로 조절된 폐쇄 배치반응기에서 10시간 고상중합시켜 중량평균분자량 1,500,000의 폴리글리콜산 펠렛(C-1)을 얻었다. 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(C-1)을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(1)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 사용한 배치반응기에 글리콜리드 100㎏, 라우릴 알코올 0.007㎏, 틴 옥테이트 0.03㎏을 투입하고 180℃, 0.3 torr 진공 조건에서 3.5시간동안 반응을 시켜 중량평균분자량 35,000의 폴리글리콜산 펠렛(A-2)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(A-2) 100 중량부, 글리콜리드 12 중량부 및 촉매 틴 옥테이트 0.002 중량부의 배합비로 L/D 80의 2축 스크류 반응압출기에 투입하고 230/235/245/240℃ 온도 조건하에서 개환중합 및 사슬증축반응을 진행시켜 중량평균분자량 420,000의 폴리글리콜산 펠렛(B-2)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B-2)을 170℃, 0.2 torr 진공 상태의 폐쇄 배치반응기에서 12시간 고상중합시켜 중량평균분자량 3,600,000의 폴리글리콜산 펠렛(C-2)을 얻었다. 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(C-2)을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(2)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 사용한 배치반응기에 글리콜리드 100㎏, 라우릴 알코올 0.007㎏, 틴 옥테이트 0.03㎏을 투입하고 180℃, 0.3 torr 진공 조건에서 5시간동안 반응을 시켜 중량평균분자량 41,000의 폴리글리콜산 펠렛(A-3)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(A-3) 100 중량부, 글리콜리드 15 중량부 및 촉매 틴 옥테이트 0.0025 중량부의 배합비로 L/D 80의 2축 스크류 반응압출기에 투입하고 230/235/245/240℃ 온도 조건하에서 개환중합 및 사슬증축반응을 진행시켜 중량평균분자량 640,000의 폴리글리콜산 펠렛(B-3)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B-3)을 170℃, 0.2 torr 진공 상태의 폐쇄 배치반응기에서 18시간 고상중합시켜 중량평균분자량 7,200,000의 폴리글리콜산 펠렛(C-3)을 얻었다. 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(C-3)을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(3)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 사용한 배치반응기에 글리콜리드 100㎏, 라우릴 알코올 0.007㎏, 틴 옥테이트 0.032㎏을 투입하고 190℃, 0.3 torr 진공 조건에서 6시간동안 반응을 시켜 중량평균분자량 44,000의 폴리글리콜산 펠렛(A-4)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(A-4) 100 중량부, 글리콜리드 20 중량부 및 촉매 틴 옥테이트 0.0027 중량부의 배합비로 L/D 80의 2축 스크류 반응압출기에 투입하고 230/235/245/240℃ 온도 조건하에서 개환중합 및 사슬증축반응을 진행시켜 중량평균분자량 720,000의 폴리글리콜산 펠렛(B-4)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B-4)을 180℃, 0.2 torr 진공 상태의 폐쇄 배치반응기에서 22시간 고상중합시켜 중량평균분자량 9,000,000의 폴리글리콜산 펠렛(C-4)을 얻었다. 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(C-4)을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(4)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 얻어진 폴리글리콜산 펠렛(A-1) 100 중량부, 글리콜리드 8 중량부 및 촉매 틴 옥테이트 0.001 중량부의 배합비로 L/D 80의 2축 스크류 반응압출기에 투입하고 230/235/245/240℃ 온도 조건하에서 개환중합 및 사슬증축반응을 진행시켜 중량평균분자량 230,000의 폴리글리콜산 펠렛(B-C1)을 얻었다.
얻어진 폴리글리콜산 펠렛(B-C1)을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(C1)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
시중에서 판매중인 중량평균분자량 20만의 폴리락티드(NatureWorks사, Grade 2002D, PLA(A))를 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(C2)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
시중에서 임플란드 제조용으로 판매중인 중량평균분자량 10만의 폴리에테르 에테르 케톤(Invibio사, 상품명 OPTIMA, PEEK(A))을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(C3)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112015023748295-pat00001
( 주) 생리학적 온도(37℃) 조건 하에서 완충생리식염수에 담가둔 경우 20년에 해당하는 가속조건인 90℃ 조건하 6개월간 완충생리식염수에 담가둔 경우 평가 결과.)
[실시예 5]
상기 폴리글리콜산(C-1)(Mw=150만) 100 중량부와 비교예 2의 PLA(A)(Mw=23만) 30 중량부를 혼합하여 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(5)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[실시예 6]
먼저 실시예 1의 폴리글리콜산(C-1)(Mw=150만) 100 중량부와 히드록시아파타이트(HA) 30 중량부와의 혼합물을 2축 스크류 압출기에서 혼련시켜 HA/PGA(C-1) 펠렛 상의 마스터뱃치를 제조하였다. 얻어진 HA/PGA(C-1) 마스터뱃치 39 중량부 및 실시예 2의 폴리글리콜산 (C-2)(Mw=360만) 100 중량부로 혼합해 최종적으로 폴리글리콜산(C-2)(Mw=360만) 100 중량부, 폴리글리콜산(C-1)(Mw=150만) 30 중량부, HA 9 중량부의 배합비를 가진 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(6)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[실시예 7]
먼저 중량평균분자량 80,000의 락티드-글리콜리드(50/50) 공중합체(Evonik Industries사, 상품명 Resomer RG505 S) PLGA(A)(Mw=8만)를 준비하였다. PLGA(A)(Mw=8만) 100 중량부와 HA 25 중량부와의 혼합물을 2축 스크류 압출기에서 혼련시켜 HA/PLGA(A) 펠렛 상 마스터뱃치를 제조한다. 얻어진 HA/PLGA(A) 마스터뱃치 25 중량부 및 PGA(C-3)(Mw=720만) 100 중량부로 혼합해 최종적으로 PGA(C-3)(Mw=720만) 100 중량부, PLGA(A)(Mw=8만) 20 중량부, HA 5 중량부의 배합비를 가지는 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(7)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[실시예 8]
먼저 평균직경 25㎛, 길이 50 ㎜의 탄소섬유(도레이첨단소재사)(CF(A))를 준비하였다. 그리고 실시예 2의 PGA(C-2)(Mw=360만) 100 중량부, CF(A) 20 중량부의 배합비를 가지는 조성물을 2축 스크류 압출기에서 혼련시켜 조성물 펠렛을 제조하였다. 얻어진 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(8)를 제조하였고, 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[실시예 9]
먼저 평균직경 25㎚, 길이 25 ㎛의 탄소나노튜브(일진 나노테크사)(CNT(A))를 준비하였다. 그리고 비교예 2의 PLA(A)(Mw=23만) 100 중량부와 CNT(A) 10 중량부와의 혼합물을 2축 스크류 압출기에서 혼련시켜 CNT(A)/PLA(A) 펠렛 마스터배치를 제조하였다. 얻어진 CNT(A)/PLA(A) 마스터뱃치 33 중량부 및 PGA(C-2)(Mw=360만) 100 중량부로 혼합해 최종적으로 PGA(C-2)(Mw=360만) 100 중량부, PLA(A) (Mw=23만) 30 중량부, CNT(A) 3 중량부의 배합비를 가지는 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(9)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[실시예 10]
실시예 6에서 얻어진 HA/PGA(C-1) 마스터뱃치 26 중량부, 실시예 9에서 얻어진 CNT(A)/PLA(A) 마스터뱃치 22 중량부 및 PGA(C-1)(Mw=150만) 80 중량부로 혼합해 최종적으로 PGA(C-1)(Mw=150만) 100 중량부, PLA(A)(Mw=23만) 20 중량부, HA 6 중량부, CNT(A) 2 중량부의 배합비를 가지는 조성물을 사용하여 플레이트 형태 임플란트 시료(10)를 제조하였고 이에 대한 인장강도, 인장탄성율, 생체적합성, 강성유지 기간 및 완전생분해 기간을 평가하여 그 결과를 표 2 나타내었다.
[표 2]
Figure 112015023748295-pat00002
본 발명에 의한 실시예 1 내지 4를 살펴보면 종래기술에 의한 비교예 1 내지 3과 비교해볼 때 탁월한 고강성을 가짐과 동시에 치유기간 동안은 고강성을 유지하고 치유가 완료되면 빠르게 생분해되는 특성이 매우 우수함을 알 수 있다.
또한 실시예 5 내지 10을 살펴보면 초고분자량 폴리글리콜산에 다른 생분해성 수지, 칼슘 화합물, 탄소섬유, 탄소나노튜브 등을 혼합한 경우 역시 탁월한 고강성을 가짐과 동시에 치유기간 동안은 고강성을 유지하고 치유가 완료되면 빠르게 생분해되는 특성이 모두 우수함을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 의한 중량평균분자량이 1,000,000 내지 10,000,000의 범위를 가지는 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산 또는 이를 포함하는 조성물로 제조된 임플란트는 탁월한 강성을 가지면서 동시에 치유가 완료되면 체내에서 분해되는 특징을 가져 정형외과, 성형외과, 치과, 악안면외과 등 의료분야에서 폭넓게 사용되는 제품, 예를 들어 블록, 핀, 스크류, 플레이트, 케이지, 로드 등 여러 형태로 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. a) 글리콜리드, 반응개시촉매 및 촉매를 반응기에 투입하고 개환중합반응을 진행하여 중량평균분자량 10,000 내지 50,000의 폴리글리콜산 펠렛(A)를 얻는 단계;
    b) 상기 폴리글리콜산 펠렛(A)에 글리콜리드를 반응압출기에 투입하고 개환중합 및 사슬중축합반응을 진행하여 중량평균분자량 100,000 내지 1,000,000의 폴리글리콜산 펠렛(B)를 얻는 단계; 및
    c) 상기 폴리글리콜산 펠렛(B)을 폴리글리콜산의 유리전이온도 이상 용융온도 이하의 온도 조건, 진공 또는 불활성기체 분위기 하에서 고상중합을 진행하여 중량평균분자량 1,500,000 내지 10,000,000 범위의 폴리글리콜산 펠렛(C)를 얻는 단계;
    를 포함하는 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반응개시촉매는 탄소수 12 내지 18의 지방성 알코올인 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 촉매는 주석계, 티타늄계, 3차 아민 화합물 및 이들의 유사체로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산의 제조방법.
  4. 중량평균분자량이 1,500,000 내지 10,000,000의 초고분자량 생분해성 폴리글리콜산을 포함하는 고강성 생분해성 임플란트.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 고강성 생분해성 임플란트는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 폴리락틱산, 폴리카프로락톤, 폴리히드록시부틸레이트, 폴리히드록시발레레이트, 폴리트리메틸렌카보네이트, 폴리디옥사논, 폴리펩티드, 폴리글루탐산, 폴리류신에서 선택되는 어느 하나 이상의 고분자; 또는
    글리콜리드, 락티드, 카프로락톤, 히드록시부티레이트, 히드록시발레레이트, 트리메틸렌카보네이트, 디옥사논, 글루탐산, 류신으로 구성된 군에서 선택된 둘 이상의 단량체로부터 얻어진 공중합체 5 내지 100 중량부를 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 고강성 생분해성 임플란트는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 칼슘-인 화합물 또는 칼슘-알루미네이트 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 칼슘화합물 입자 0.01 내지 30 중량부를 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 칼슘화합물은 히드록시아파타이트, 트리칼슘포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 칼슘포스페이트, α-트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 비정질 칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 무수 디칼슘포스페이트, 디칼슘포스페이트 2수화물, 무수 모노칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트 모노수화물 및 칼슘설페이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고강성 생분해성 임플란트.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 칼슘 화합물은 평균입경이 0.01 내지 5㎛인 고강성 생분해성 임플란트.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 고강성 생분해성 임플란트는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 탄소섬유 1 내지 50 중량부 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 탄소섬유는 직경 1 내지 50㎛, 길이 5 내지 150㎛인 고강성 생분해성 임플란트.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 고강성 생분해성 임플란트는 상기 폴리글리콜산 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 0.1 내지 10 중량부 더 첨가한 것인 고강성 생분해성 임플란트.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 직경 5 내지 30㎚, 길이 0.001 내지 10㎜, 종횡비가 300 이상인 고강성 생분해성 임플란트.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013010866A (ja) * 2011-06-29 2013-01-17 Kureha Corp ポリグリコ−ル酸樹脂組成物

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