KR101712555B1 - Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof - Google Patents

Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101712555B1
KR101712555B1 KR1020150149499A KR20150149499A KR101712555B1 KR 101712555 B1 KR101712555 B1 KR 101712555B1 KR 1020150149499 A KR1020150149499 A KR 1020150149499A KR 20150149499 A KR20150149499 A KR 20150149499A KR 101712555 B1 KR101712555 B1 KR 101712555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
calcium phosphate
weight
phosphate slurry
acrylate
slurry
Prior art date
Application number
KR1020150149499A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송기찬
유창국
Original Assignee
주식회사 썬메디칼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 썬메디칼 filed Critical 주식회사 썬메디칼
Priority to KR1020150149499A priority Critical patent/KR101712555B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101712555B1 publication Critical patent/KR101712555B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

The present invention provides a tissue-engineering porous calcium phosphate scaffold composition, and a method for producing a porous calcium phosphate scaffold composition by using a physical foaming scheme. To this end, a porous scaffold composition according to the present invention comprises: 45-58 wt% of calcium phosphate powder; 40-50 wt% of one or more aqueous monomers selected from N-hydroxymethyl acrylamide and N,N-methylenebisacrylamide; 0.6-1.5 wt% of polyoxyethyelene sorbitan monooleate; 0.8-2 wt% of one or more anion surfactants selected from alkyl sulfate and alkyl ether sulfate; and 0.2-0.5 wt% of a dispersing agent selected from polycarboxylic acid ammonium salt and polycarboxylic acid sodium salt.

Description

조직공학용 다공성 스캐폴드 조성물 및 그 제조방법{POROUS SCAFFOLD COMPOSITIONS FOR TISSUE ENGINEERING AND PROCESS FOR PREPARING THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a porous scaffold composition for tissue engineering,

본 발명은 조직공학용 다공성 스캐폴드 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치과 및 정형외과 분야에서 사용되는 다공성 인산칼슘 스캐폴드용 조성물 및 이를 이용한 다공성 인산칼슘 스캐폴드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous scaffold composition for tissue engineering and a method for preparing the same, and more particularly, to a composition for a porous calcium phosphate scaffold used in dental and orthopedic fields and a method for producing a porous calcium phosphate scaffold using the same .

오늘날 고령화 사회로의 진입과 골질환 환자의 증가로 인하여 골대체 및 골재생을 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 손상된 생체조직을 대체하는 방법으로 티타늄 등의 금속과 세라믹 등 비흡수성 생체재료를 이용하여 치아나 대퇴골을 직접 대치하는 임플란트 기술은 이미 임상에서 광범위하게 사용되고 있다.Today, there are many studies for bone substitution and bone regeneration due to the entry into the aging society and the increase of bone disease patients. In particular, implant technology that directly replaces teeth or femur using non-absorbable biomaterials such as titanium and metal such as ceramics has already been used extensively in clinical practice as a replacement for damaged tissue.

그러나 비흡수성 생체재료는 국소적인 골손상을 직접 대체하는 것이 어렵고 필요에 따라 회복 후 2차 수술을 통하여 제거해야 하는 불편함과 위험성이 존재하기 때문에 근래에는 생체 내에서 손상된 골의 재생을 유도하고 시간이 지남에 따라 골로 대체되어 분해되는 생분해성 스캐폴드를 이용한 인공골 형성 및 시술에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.However, since non-absorbable biomaterials have difficulties in directly replacing the local bone defect and need to be removed through secondary surgery after recovery as needed, Researches on artificial bone formation and procedures using biodegradable scaffolds, which are degraded by bone grafting, have been actively conducted.

생체조직은 다종의 세포와 세포외 물질과의 상호작용에 의해 그 형태와 기능이 유지되고 다양한 생명현상이 조절된다. 세포외 물질 중에는 단백질과 다당류와 같은 유기 고분자를 주성분으로 하고 있는 세포외 기질(extracellular matrix, ECM)이라고 불리는 유기 고형물질이 생체조직 내에서 가교된 젤 상태 또는 다공성 네트워크로 존재한다. 이는 조직의 구조적 지지체로서 그리고 세포의 접착유도물질 역할을 한다. 세포가 ECM에 접착하면 세포내 정보 전달이 활성화되고, 세포 형태, 분화, 증식, 세포사(cell death) 등의 기본적인 세포기능이 제어된다.Biological tissues are maintained in shape and function by the interaction of various cells with extracellular substances, and various life phenomena are controlled. Among the extracellular substances, organic solid substances called extracellular matrix (ECM), which is composed mainly of organic polymers such as proteins and polysaccharides, exist as crosslinked gel or porous networks in biological tissues. It acts as a structural support for the tissue and as a cell adhesion promoter. When cells attach to ECM, intracellular signal transduction is activated and basic cellular functions such as cell morphology, differentiation, proliferation, and cell death are controlled.

스캐폴드(Scaffold)는 조직구축, 세포기능 제어를 위해 인공적으로 만든 ECM으로 생체적합성, 생분해성, 다공성, 수분함유, 전달, 세포유착 등의 성질을 고려해 설계한다.Scaffolds are artificially made ECMs for tissue establishment and cell function control, and are designed with biocompatibility, biodegradability, porosity, moisture content, delivery, and cell adhesion.

특히 다공성(porosity)은 스캐폴드에 있어서 영양분과 부산물이 안팎의 소통을 통해 세포의 활성을 유지하도록 충분한 기공의 크기와 수를 유지해야 한다.In particular, porosity should maintain sufficient pore size and number in the scaffold to maintain cell activity through nutrients and by-product in and out communication.

최근 들어 구조적인 측면에서 생체 ECM과 유사한 젤형 스캐폴드와 다공성 스캐폴드에 많은 관심이 집중되고 있다. 젤형 스캐폴드는 정형화되지 않은 손상된 조직에 직접 주입하여 쉽게 성형할 수 있지만 기계적 안정성이 약하여 뼈와 같이 하중을 받는 조직 등에는 사용할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 반면, 다공성 스캐폴드는 형태의 다양성에 있어 약간의 제약이 있지만 기계적 안정성과 세포의 부착 및 조직 재생이 뛰어나 골조직 재생에 널리 이용되고 있다.Recently, much attention has been focused on gel-type scaffolds and porous scaffolds similar to bio-ECM in terms of structure. Gel scaffolds can be easily injected into unformed damaged tissues by direct injection, but they are disadvantageous in that they can not be used in tissues that are subjected to loads such as bones due to their low mechanical stability. On the other hand, porous scaffolds are widely used for bone regeneration because of their mechanical stability and cell adhesion and tissue regeneration, although they have some limitations in morphological diversity.

현재 조직공학 기술의 흐름은 생분해성 고분자를 사용하여 조직과 유사한 다공성 스캐폴드를 제조하고, 세포를 스캐폴드에 주입하여 3차원 구조의 세포/스캐폴드 복합체를 만들어 이를 체내에 이식하는 추세이다.Currently, the trend of tissue engineering technology is to fabricate porous scaffolds similar to tissues using biodegradable polymers and inject cells into scaffolds to form a three-dimensional cell / scaffold complex and transplant them into the body.

일반적으로 다공성 스캐폴드는 대개 고분자 스펀지에 인산칼슘 슬러리를 코팅하고 건조공정 및 열처리공정을 거침으로써 고분자 스펀지를 열분해 시키는 스펀지 복제법(sponge replication)을 이용하여 제조할 수 있는데, 이 경우 열분해 및 분쇄 시 기공이 서로 연결된 개기공이 으스러지거나 없어지는 단점이 있다.Generally, porous scaffolds can be prepared by sponge replication, in which a polymer sponge is coated with a calcium phosphate slurry and pyrolyzed with a polymer sponge by a drying process and a heat treatment process. In this case, pyrolysis and pulverization There is a disadvantage that the pores connected to each other are crushed or disappear.

그 밖에도 전구체에 기체 또는 기체를 발생시키는 발포체를 혼합하여 응고시킨 후, 건조공정 및 소결공정을 거침으로써 기공을 형성시키는 화학적 발포법을 이용하여 제조할 수 있는데, 이 경우 금속 촉매가 독성을 나타내므로 바람직하지 않다.In addition, the precursor may be prepared by mixing the precursor with a foaming agent which generates gas or gas, solidifying it, and then performing a drying process and a sintering process to form pores. In this case, the metal catalyst exhibits toxicity It is not preferable.

이 문제를 해결하기 위해 본 발명자가 연구하여 발명한 "이중 기공구조를 갖는 물리적 발포용 다공질 인산칼슘 분말용 조성물 및 그 제조방법"이 등록특허 제10-1268408호에 개시되어 있으나, 이는 인산칼슘 슬러리를 임펠러로 교반하여 거품을 발생시키는 물리적·기계적 특성상 그 임펠러의 회전력에 의해 기포가 터져버리므로 불규칙한 기공 크기, 모양, 구조, 기공 네트워크 등 균일한 슬러리 거품을 얻기 어려워 생체조직에 안정적으로 유착되지 않는 데다 아크릴아미드와 같은 수용성 고분자 또는 모노머만 사용하여 주로 수계에서만 발포가 가능한 한계가 있다.To solve this problem, a composition for a porous calcium phosphate powder for physical foaming having a double pore structure and a method for producing the same, which has been studied and invented by the present inventor, is disclosed in Japanese Patent No. 10-1268408, The bubbles are blown up by the rotational force of the impeller due to the physical and mechanical properties of the bubbles generated by stirring with the impeller, so that it is difficult to obtain uniform slurry bubbles such as irregular pore size, shape, structure and pore network, There is a limit in that it is possible to foam only in a water system mainly by using a water-soluble polymer or monomer such as dodecacrylamide.

한편, 스캐폴드로 가장 일반적으로 이용하는 세라믹 재료 중 인산칼슘계는 골조직과 치아의 성분 및 구조와 유사하며, 생체친화성을 가지고 있기 때문에 골이식 재료로써 많은 연구가 이루어져 왔다. 인산칼슘계 세라믹스 중 수산화인회석(hydroxyapatite)과 삼인산 칼슘(tricalcium phosphate) 혹은 이 두 상을 혼합한 이상인산칼슘(biphasic calcium phosphate)은 우수한 생체친화성과 골전도성, 그리고 생분해성을 가지고 있어 현재까지 광범위하게 연구되고 있다.On the other hand, among the ceramic materials most commonly used as a scaffold, the calcium phosphate system is similar to the components and structures of the bone tissue and teeth, and has been studied as a bone graft material because of its biocompatibility. Among the calcium phosphate ceramics, hydroxyapatite and tricalcium phosphate or biphasic calcium phosphate, which is a mixture of these two phases, have excellent biocompatibility, bone conduction and biodegradability. Research.

이 중에서 가장 안정적인 HA상과 용해도가 높은 β-TCP상이 혼합된 BCP가 치과와 정형외과에서 성공적인 골이식 대체재로 사용되고 있다. 이러한 합성골 이색재들은 생체 내에서의 흡수성이 물리·화학적 성질에 따라 다르며, 이식재의 표면적, 미세형태, 다공성의 정도와 결정화도(crystallinity)에 따라 분해 속도가 다르게 나타난다.Among these, BCP with the most stable HA phase and highly soluble β- TCP phase is used as a successful bone graft substitute in dentistry and orthopedics. These synthetic biodegradable materials vary in their bioabsorbability depending on their physico-chemical properties, and their decomposition rates vary depending on the surface area, microstructure, degree of porosity and crystallinity of the graft.

일반적으로 결정화도가 유사한 경우와 개개 이식재의 입자 크기가 크면, 흡수와 연관하여 생체 내 잔존기간이 비교적 길고, 치밀한 소결체가 아니면 마모입자(wear debris) 형성 시 대식세포 반응을 유발하므로 인한 골 용해(osteolysis) 발생의 가능성을 전혀 배제할 수 없다.In general, when the crystallinity is similar and when the particle size of the individual graft material is large, the residence time in the living body is relatively long in relation to the absorption, and if not the dense sintered body, osteolysis due to the macrophage reaction occurs in the formation of wear debris ) Can not be excluded at all.

또한, 골이식재 자체에 존재하는 미세기공(macropore)이 골재생에 긍정적인 역할을 하는 것으로 알려졌지만, 골이식재 자체의 미세기공(macropore)의 크기나 수가 커질수록 골충진재의 강도가 감소할 수 있다는 단점을 가지며, 다공성 구조 외에 골이식재의 조성, 마이크론 단위의 표면형태 등의 특성이 골재생에 영향을 미치는 중요한 인자로 작용하는 것으로 알려졌다.Although the macropores present in the bone graft itself have been known to play a positive role in bone regeneration, the greater the size or number of micropores of the bone graft itself, the lower the strength of the bone filler It is known that besides the porous structure, the bone graft composition and the surface morphology of the micron unit are important factors affecting bone regeneration.

최근의 연구는 골이식재의 표면특성과 관련된 마이크론 단위의 미세다공성 구조의 중요성을 강조하고 있다. 즉, 직경 10㎛ 이하의 미세기공은 골이식재 내부로의 체액순환을 용이하게 하여 용해와 분해에 영향을 미치고 골재생 과정에서 단백질 흡착, 세포부착과 광물화를 촉진하여 골조직 재생을 향상시키는 가장 중요한 표면특성의 하나인 것으로 알려졌다.Recent studies have emphasized the importance of micron-sized microporous structures associated with surface properties of bone graft materials. In other words, the micropores having a diameter of 10 μm or less can facilitate the circulation of body fluids into bone graft materials, affecting dissolution and degradation, promoting protein adsorption, cell adhesion and mineralization during bone regeneration, It is known to be one of the surface properties.

KR 10-2013-0009477 A(2013.01.23)KR 10-2013-0009477 A (2013.01.23) KR 10-2013-0079791 A(2013.07.11)KR 10-2013-0079791 A (2013.07.11) KR 10-2014-0056422 A(2014.05.12)KR 10-2014-0056422 A (2014.05.12) KR 10-0486367 B1(2005.04.21)KR 10-0486367 B1 (Apr. 21, 2005) KR 10-0401941 B1(2003.10.02)KR 10-0401941 B1 (2003.10.02) KR 10-1230704 B1(2013.01.31)KR 10-1230704 B1 (2013.01.31) KR 10-1268408 B1(2013.05.22)KR 10-1268408 B1 (2013.05.22)

조직공학용 다공성 스캐폴드, 김상헌, 김수현, 김영하. 고분자과학과 기술 제16권 제4호(2005. 8) pp.468-477 1225-0260.Porous scaffold for tissue engineering, Sang - Heon Kim, Soo - Hyun Kim, Young - Ha Kim. Polymer Science and Technology Vol. 16, No. 4 (2005. 8) pp.468-477 1225-0260.

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 기존의 다공성 스캐폴드 조성물 및 이를 이용한 물리적 발포법이 갖는 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어 물리적인 방법으로 균일한 인산칼슘 거품을 형성 및 중합하고, 이를 소결하여 기공의 균일성과 상호 연결성이 우수하고, 양호한 골융합 성능 및 효과를 얻을 수 있는 새로운 다공성 스캐폴드 조성물 및 그 제조방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention focused on solving the limitations and problems of the conventional porous scaffold composition and the physical foaming method using the same, taking into consideration the above-mentioned matters in a comprehensive manner, and forming and polymerizing a uniform calcium phosphate foam by a physical method , And a new porous scaffold composition and a method for producing the porous scaffold composition which are excellent in uniformity and interconnection of pores and capable of obtaining good osseointegration performance and effects and sintering the same have been extensively studied. As a result, It was invented.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 골융합 성능이 향상되는 균일한 기공 구조를 가질 수 있도록 하는 다공성 스캐폴드 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있는 것이다.Accordingly, it is a technical object of the present invention to provide a porous scaffold composition and a method of manufacturing the porous scaffold composition which can have a uniform pore structure with improved osseointegration performance.

여기서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Herein, the technical object and object to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical object and purpose, but another technical object and purpose not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 바와 같은 기술적 과제의 해결 및 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 양태에 따른 구체적 수단은, 1) 인산칼슘 분말 45~58중량%; 2) 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide), 메틸렌비스아크릴아미드(N,N-Methylenebisacrylamide) 중에서 선택되는 1종 이상의 수계 모노머 40~50중량%; 3) 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.6~1.5중량%; 4) 알킬 설페이트(Alkyl sulfate)계, 알킬 에테르 설페이트(Alkyl ether sulfate)계 중에서 선택되는 1종의 음이온 계면활성제 0.8~2중량%; 5) 폴리카본산 암모늄염, 폴리카본산 나트륨염 중에서 선택되는 1종의 분산제 0.2~0.5중량%;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 다공성 스캐폴드 조성물을 제시한다.In order to accomplish the objects and the objects of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 1) 45 to 58 wt% of a calcium phosphate powder; 2) 40 to 50% by weight of at least one water-based monomer selected from N-hydroxymethyl acrylamide and N, N-methylenebisacrylamide; 3) 0.6 to 1.5% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80); 4) 0.8 to 2% by weight of one kind of anionic surfactant selected from the group consisting of alkyl sulfate and alkyl ether sulfate; 5) 0.2 to 0.5% by weight of one kind of dispersing agent selected from ammonium polycarboxylic acid salts and sodium polycarboxylic acid; and a porous scaffold composition.

이로써 기공의 균일성과 상호 연결성이 우수하고, 양호한 골융합 성능 및 효과를 얻을 수 있다.As a result, the uniformity of the pores and the interconnectivity are excellent, and a good fusion-fusion performance and effect can be obtained.

본 발명의 제2실시 양태에 따른 구체적 수단은, 1) 인산칼슘 분말 45~58중량%; 2) 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 알리페틱 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicone acrylate), 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 헥사키스 메톡시 메틸 멜라민(hexakis methoxy methyl melamine), 에폭시 수지(epoxy resin), 헥산디올 아크릴레이트(hexandediol acrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate) 중에서 선택되는 1종 이상의 비수계 모노머 내지 수지 30~40중량%; 3) 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.2~1.5중량%; 4) 폴리디메틸록산(polydimethylsiloxane) 0.8~3중량%; 5) 에틸알코올 5~15중량%;를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 다공성 스캐폴드 조성물을 제시한다.Specific means according to the second embodiment of the present invention are 1) 45 to 58% by weight calcium phosphate powder; 2) a polymer selected from the group consisting of urethane acrylate, aliphatic urethane acrylate, epoxy acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl ethyl acrylate, methacrylate, silicone acrylate, silicone diacrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, hexakis methoxy methyl melamine, 30 to 40% by weight of at least one non-aqueous monomer selected from the group consisting of epoxy resin, hexandediol acrylate, and tripropylene glycol diacrylate; 3) 0.2 to 1.5% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80); 4) 0.8 to 3% by weight of polydimethylsiloxane; 5) 5 to 15% by weight of ethyl alcohol, based on the total weight of the porous scaffold.

이로써 기공의 균일성과 상호 연결성이 우수하고, 양호한 골융합 성능 및 효과를 얻을 수 있다.As a result, the uniformity of the pores and the interconnectivity are excellent, and a good fusion-fusion performance and effect can be obtained.

본 발명의 제3실시 양태에 따른 구체적 수단은, A) 제1항 또는 제2항의 조성비로 조성된 인산칼슘 슬러리가 담긴 용기에 그 인산칼슘 슬러리가 함침되는 스펀지와 일정 간격을 두고 통공이 배열 형성된 메쉬판을 차례대로 넣은 후, 상기 메쉬판의 상하 왕복 운동으로 상기 스펀지를 수축 및 팽창시켜 인산칼슘 슬러리를 발포하는 공정, B) 상기 A 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 거품을 에멀젼 중합반응으로 경화하는 공정, C) 상기 B 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 발포체를 30~60℃ 조건의 건조기에서 3~24시간 동안 건조하는 공정, D) 상기 C 공정을 통해 건조된 인산칼슘 슬러리 발포체를 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고, 1~5℃/min의 승온속도로 600℃까지 가열하여 1~5시간 동안 유지시키다가 1~5℃/min의 승온속도로 1100~1200℃까지 재가열한 후 2~4시간 동안 유지시켜 소결하는 공정, E) 상기 D 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 소결체를 분쇄한 후 0.5~2mm 메시(mesh)의 체로 분급하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다공성 스캐폴드 제조방법을 제시한다.A concrete means according to the third embodiment of the present invention is characterized in that A) a container containing a calcium phosphate slurry constituted by the composition ratio of the first or second aspect is arranged with a sponge impregnated with the calcium phosphate slurry The calcium phosphate slurry foam obtained by the step A is cured by an emulsion polymerization reaction, and the calcium phosphate slurry obtained by the step A is cured by an emulsion polymerization reaction C) drying the calcium phosphate slurry foam obtained through the B process in a drier at 30 to 60 ° C for 3 to 24 hours, D) drying the calcium phosphate slurry foam through the C process, Heated to 600 ° C at a heating rate of 1 to 5 ° C / min, held for 1 to 5 hours, reheated to a temperature of 1100 to 1200 ° C at a heating rate of 1 to 5 ° C / min, Process, E) sintering was maintained for proposes a porous scaffold characterized in that comprising a step of classifying sieve of 0.5 ~ 2mm mesh (mesh) and then pulverized to a calcium phosphate slurry sintered body obtained through the D process.

이로써 기공의 균일성과 상호 연결성이 우수하고, 양호한 골융합 성능 및 효과를 얻을 수 있는 다공성 스캐폴드를 효율적이면서 안정적으로 제조할 수 있다.This makes it possible to efficiently and stably produce a porous scaffold that is excellent in uniformity of pores and interconnectivity, and can obtain good fusion-bonding performance and effect.

상기와 같은 기술적 과제의 해결과 목적을 달성하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 양태는, 스펀지에 인산칼슘 슬러리를 함침시킨 상태에서 물리적인 수축 및 팽창을 반복함으로써 균일한 인산칼슘 슬러리 거품을 얻고, 이를 중합 및 소결하여 상호 연결성이 우수하고 균일한 200~400㎛ 매크로 기공과 0.5~10㎛ 마이크로 기공을 갖는 다공성 인산칼슘 슬러리 발포체를 얻을 수 있고, 이로 인해 인체에 식립할 경우 혈관과 골세포의 유입 및 부착이 용이하여 양호한 골융합 성능을 구현할 뿐만 아니라 골재생 과정에서 자가골의 점유율이 크게 향상될 수 있다.An embodiment of the present invention having the means and structure for achieving the object and solution of the technical object as described above is characterized in that the physical shrinkage and expansion are repeated in a state where the sponge is impregnated with the calcium phosphate slurry, And then polymerized and sintered to obtain a porous calcium phosphate slurry foam having excellent macro-pores of 200-400 microns and micropores of 0.5-10 microns, which are excellent in mutual connectivity, and thereby, when placed in a human body, Can be easily introduced and adhered, thereby realizing a good osseointegration performance as well as greatly improving the occupancy rate of the autogenous bone during the bone regeneration process.

여기서, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 스캐폴드 제조장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 다공성 스캐폴드를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 사진이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예와 대비를 위한 비교 예에 따른 다공성 스캐폴드를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 다공성 스캐폴드를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 사진이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예와 대비를 위한 비교 예에 따른 다공성 스캐폴드를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 사진이다.
1 is a longitudinal sectional view schematically showing an apparatus for manufacturing a porous scaffold according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph of a porous scaffold according to a first preferred embodiment of the present invention photographed by a scanning electron microscope and magnified 50 times. FIG.
FIG. 3 is a photograph of a porous scaffold according to a comparative example for comparison with the first embodiment of the present invention, magnified 50 times by scanning with a scanning electron microscope.
FIG. 4 is a photograph of a porous scaffold according to a second preferred embodiment of the present invention, magnified 50 times by scanning with a scanning electron microscope.
FIG. 5 is a photograph of a porous scaffold according to a comparative example for comparison with the second embodiment of the present invention, magnified 50 times by scanning with a scanning electron microscope.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.Prior to this, the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they are to be construed to mean concepts that are consistent with the technical idea of the present invention and interpretations that are commonly or commonly understood in the technical field of the present invention.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.Hereinafter, the attached drawings are exaggerated or simplified in order to facilitate understanding and clarification of the structure and operation of the technology, and it is to be understood that each component does not exactly coincide with the actual size.

아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part includes an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 스캐폴드를 제조하는 데 사용하는 장치는, 일정량의 인산칼슘 슬러리(S)를 담을 수 있는 밀폐형 용기(10)와, 용기(10) 속에서 승강 가능하도록 구비되고 다수 개의 통공이 일정 간격을 두고 배열 형성되어 있고 일정 두께를 갖는 메쉬판(20)과, 이 메쉬판(20)과 용기(10) 속의 바닥 사이에 놓인 상태에서 용기(10) 속에 담긴 인산칼슘 슬러리(S)가 함침되고 일정 두께를 갖는 폴리우레탄 스펀지(30)와, 이 스펀지(30)의 탄성에 따른 수축 및 팽창작용으로 인산칼슘 슬러리(S)가 발포되면서 거품(B)을 발생하도록 메쉬판(20)을 상하로 왕복 운동시켜 스펀지(30)를 물리적으로 가압 및 압착하기 위한 액추에이터(40)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an apparatus for manufacturing a porous scaffold according to an embodiment of the present invention includes a closed container 10 capable of containing a predetermined amount of calcium phosphate slurry S, A mesh plate 20 having a predetermined thickness and having a plurality of through holes arranged at predetermined intervals and a mesh plate 20 disposed between the mesh plate 20 and the bottom of the container 10, A polyurethane sponge 30 having a certain thickness impregnated with calcium phosphate slurry S contained in the sponge 30 and a calcium phosphate slurry S foamed due to the contraction and expansion action of the sponge 30 according to the elasticity, And an actuator 40 for physically pressing and pressing the sponge 30 by vertically reciprocating the mesh plate 20 so as to generate the sponge 30.

여기서, 액추에이터(40)로는 제어부의 제어 신호에 따라 전기에너지를 자기에너지로 바꾸는 전자기력에 의해 그 개폐동작을 전환하면서 승강 동작이 이루어지는 솔레노이드를 채용할 수 있고, 또는 스위치의 개폐에 따라 컴프레셔 등의 구동원에 제어신호를 전달하여 유압이나 공기압으로 그 실린더 로드를 가동시키면 상승 또는 하강하는 구조의 통상적인 액추에이터 기구나 캠을 사용하여 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 캠장치 중 어느 하나를 채용할 수 있으며, 이외에도 당업자라면 수직으로 왕복 운동하는 다양한 장치의 사용이 가능함은 물론이다.Here, the actuator 40 may employ a solenoid capable of performing an ascending and a descending operation while switching its opening and closing operation by an electromagnetic force that converts electrical energy into magnetic energy in accordance with a control signal of the control section. Alternatively, And a cam device for converting the rotational motion of the motor into the linear motion by using a conventional actuator mechanism or cam having a structure of moving up or down when the cylinder rod is operated by hydraulic pressure or air pressure It is needless to say that various apparatuses that reciprocate vertically can be used by those skilled in the art.

수계 인산칼슘 슬러리 제조Manufacture of aqueous calcium phosphate slurry

교반기에 중합 결합제로서 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide) 또는 메틸렌비스아크릴아미드(N,N-Methylenebisacrylamide) 40~50중량%를, 바람직하게는 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide) 45중량%를 투입하고, 분산제로서 폴리카본산 암모늄염 또는 폴리카본산 나트륨염 0.2~0.5중량%를, 바람직하게는 폴리카본산 암모늄염 0.3중량%를 투입한다.40 to 50% by weight of N-hydroxymethyl acrylamide or N, N-methylenebisacrylamide is preferably used as a polymerization binder in the agitator, preferably N-hydroxymethyl acrylamide 45 By weight, and 0.2 to 0.5% by weight of a polycarboxylic acid ammonium salt or a polycarboxylic acid sodium salt, preferably 0.3% by weight of a polycarboxylic acid ammonium salt, is added as a dispersant.

그리고 주계면활성제로서 액상형(liquid type) 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.6~1.5중량%를, 바람직하게는 1중량%를 투입하고, 보조계면활성제로서 액상형(liquid type) 알킬 설페이트(Alkyl sulfate)계 또는 알킬 에테르 설페이트(Alkyl ether sulfate)계 0.8~2중량%를, 바람직하게는 알킬 에테르 설페이트(Alkyl ether sulfate)계 1.5중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 45~58중량%를, 바람직하게는 50중량%를 투입한 후 완전히 용해될 때까지 천천히 균일하게 섞어 수계 인산칼슘 슬러리를 제조한다.0.6 to 1.5% by weight, preferably 1% by weight, of a liquid type polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) is added as a main surfactant, and as a co-surfactant, type alkyl sulfates or alkyl ether sulfates in an amount of 0.8 to 2% by weight, preferably 1.5% by weight in the case of alkyl ether sulfates, 58% by weight, preferably 50% by weight, of the calcium phosphate slurry is slowly and homogeneously mixed until completely dissolved to prepare a calcium phosphate slurry.

이때, 슬러리의 표면장력을 낮추어 거품이 용이하게 발생할 수 있도록 유도하는 주계면활성제와 보조계면활성제는 액상형(liquid type)으로 이루어져 수계에서 이온으로 해리되어 친수화도가 높아지며, 두 가지를 동시에 사용함으로써 슬러리 거품이 잘 형성되고 기공이 균일하게 형성될 수 있다. 즉, 주계면활성제만 단독으로 사용할 경우 거품은 잘 형성되지만 크기가 크고 불균일하게 형성되며, 중합 및 건조 후 골격이 너무 얇아서 강도가 저하될 수 있다.At this time, the main surfactant and the co-surfactant, which induce the foaming to occur easily by lowering the surface tension of the slurry, are liquid type, dissociated into ions in the water system to increase the degree of hydrophilization, The bubbles can be well formed and the pores can be uniformly formed. That is, when only the main surfactant is used alone, the foam is well formed, but the size is large and unevenly formed, and the strength after the polymerization and drying is too thin.

그리고 인산칼슘 분말은 물리적인 거품을 발생시키기 위해서 그 함량이 중요한데, 45중량% 미만이면 슬러리의 점도가 낮고 유동성이 우수하므로 스펀지(30)의 탄성 작용에 의한 물리적 과정에서 쉽게 거품을 발생시킬 수 있어 기공률은 매우 증가하지만, 성형 및 열처리 후에 강도가 저하되는 단점이 있으며, 58중량%를 초과하면 높은 분말 고형분 함량에 의해 강도는 충분히 크지만, 폐기공이 주로 형성되며 기공률이 저하되는 단점이 있다.When the calcium phosphate powder is less than 45% by weight, the viscosity of the slurry is low and the fluidity of the calcium phosphate powder is excellent. Therefore, the calcium phosphate powder can easily generate bubbles in the physical process due to the elastic action of the sponge 30 Although the porosity is greatly increased, there is a disadvantage in that the strength is lowered after molding and heat treatment. When the content exceeds 58 wt%, the strength is sufficiently large due to the high solid content of the powder, but the pore ratio is deteriorated.

여기서, 인산칼슘 분말로는 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite), 베타-TCP(beta-tricalcium phosphate), 이상성 칼슘 포스페이트(biphasic calcium phosphate) 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.As the calcium phosphate powder, it is preferable to use at least one selected from hydroxyapatite, beta-tricalcium phosphate (BCP), and biphasic calcium phosphate.

한편, 인산칼슘 슬러리를 발포한 다음, 그 인산칼슘 슬러리 거품을 그대로 경화시키기 위해서 에멀젼 중합 공정이 필요하다.On the other hand, an emulsion polymerization process is required to foam the calcium phosphate slurry and then harden the calcium phosphate slurry bubble.

이를 위한 경화제로서 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate), 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 나트륨 퍼설페이트(natrium persulfate), 칼륨 퍼설페이트(potassium persulfate), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine) 중에서 1종 이상을 선택하여 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 1~5중량%를 투입할 수 있다. As a curing agent therefor, ammonium peroxodisulphate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, tetramethylenediamine, diethylenetriamine ) And triethylenetetramine may be selected and added in an amount of 1 to 5% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam.

바람직하게는 증류수로 희석하여 농도가 33%인 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 발포된 인산칼슘 슬러리 거품에 첨가한 후 골고루 교반하다가 증류수로 희석하여 농도가 33%인 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine)를 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 순차적으로 첨가하여 교반한 후 약 10분간 방치함으로써 경화시킬 수 있다.Preferably, ammonium peroxodisulfate having a concentration of 33% is diluted with distilled water, and 3% by weight of ammonium peroxodisulfate is added to the foamed calcium phosphate slurry foam in a proportion of the total weight of the calcium phosphate slurry foam. The resulting mixture is stirred evenly and then diluted with distilled water Tetramethylenediamine having a concentration of 33% is added in an amount of 3% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam, and the mixture is allowed to stand for about 10 minutes.

비수계Non-aqueous system 인산칼슘 슬러리 제조 Manufacture of calcium phosphate slurry

교반기에 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 알리페틱 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicone acrylate), 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 헥사키스 메톡시 메틸 멜라민(hexakis methoxy methyl melamine), 에폭시 수지(epoxy resin), 헥산디올 아크릴레이트(hexandediol acrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate) 중에서 선택되는 1종 이상의 비수계 모노머 내지 수지 30~40중량%를, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 35중량%를 투입한다.In the agitator, urethane acrylate, aliphatic urethane acrylate, epoxy acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl ethyl acrylate, methacrylate, silicone acrylate, silicone diacrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, hexakis methoxy methyl melamine, 30 to 40% by weight of at least one non-aqueous monomer selected from the group consisting of an epoxy resin, hexandediol acrylate and tripropylene glycol diacrylate, And 35 weight% of acrylate (urethane acrylate).

그리고 용해제로서 에틸알코올 5~15중량%를, 바람직하게는 10중량%를 투입하고, 주계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : tween 80) 0.2~1.5중량%를, 바람직하게는 1.2중량%를 투입하고, 보조계면활성제로서 폴리디메틸록산(polydimethylsiloxane) 0.8~3중량%를, 바람직하게는 2중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 45~58중량%를, 바람직하게는 50중량%를 투입한 후, 완전히 용해될 때까지 천천히 균일하게 섞어 비수계 인산칼슘 슬러리를 제조한다.Then, 5 to 15% by weight, preferably 10% by weight, of ethyl alcohol is added as a dissolving agent, 0.2 to 1.5% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (tween 80) as a main surfactant, By weight of calcium phosphate powder is added, and 1.2 to 3% by weight of polydimethylsiloxane is added as an auxiliary surfactant, preferably 45 to 58% by weight, preferably 50 to 50% by weight, After the weight% is added, the slurry is slowly and homogeneously mixed until completely dissolved to prepare a non-aqueous calcium phosphate slurry.

이때, 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)의 함량이 전체 조성비를 기준으로 40중량%를 초과하면 슬러리의 점도가 높아져 거품이 잘 발생하지 않고, 기공이 균일하게 형성되지 않으며, 30중량% 미만이면 슬러리의 발포가 잘 일어나지 않는다.If the content of urethane acrylate is more than 40% by weight based on the total composition ratio, the viscosity of the slurry becomes high and bubbles hardly occur and pores are not uniformly formed. When the content of urethane acrylate is less than 30% by weight, Foaming does not occur well.

또한, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80)의 함량이 전체 조성비를 기준으로 1.5중량%를 초과하면 기공이 균일하지 않으며, 0.2중량% 미만이면 슬러리의 표면장력이 낮춰지지 않아 거품이 잘 발생하지 않는다.If the content of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) exceeds 1.5% by weight based on the total composition ratio, the pores are not uniform. If the content is less than 0.2% by weight, the surface tension of the slurry is lowered Do not bubble well.

또한, 폴리디메틸록산(polydimethylsiloxane)의 함량이 전체 조성비를 기준으로 3중량%를 초과하면 슬러리의 점도가 높아져 거품이 잘 발생하지 않으며, 0.8중량% 미만이면 표면장력이 낮춰지지 않아 작용효과가 현저히 떨어진다.If the content of polydimethyloyloxane exceeds 3 wt% based on the total composition ratio, the viscosity of the slurry becomes high and bubbles do not easily occur. When the content of polydimethylsiloxane is less than 0.8 wt%, the surface tension is not lowered, .

또한, 인산칼슘 분말의 함량이 전체 조성비를 기준으로 58중량%를 초과하면 슬러리의 발포가 잘 이루어지지 않으며, 45중량% 미만이면 강도가 최종 제품의 떨어진다.If the content of the calcium phosphate powder is more than 58 wt% based on the total composition ratio, the slurry is not foamed well. If the calcium phosphate powder is less than 45 wt%, the strength of the final product falls.

한편, 인산칼슘 슬러리를 발포한 다음, 그 인산칼슘 슬러리 거품을 그대로 경화시키기 위해서 에멀젼 중합 공정이 필요하다. On the other hand, an emulsion polymerization process is required to foam the calcium phosphate slurry and then harden the calcium phosphate slurry bubble.

이를 위한 경화제로서 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate), 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 나트륨 퍼설페이트(natrium persulfate), 칼륨 퍼설페이트(potassium persulfate), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine) 중에서 1종 이상을 선택하여 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 1~5중량%를 투입할 수 있다. As a curing agent therefor, ammonium peroxodisulphate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, tetramethylenediamine, diethylenetriamine ) And triethylenetetramine may be selected and added in an amount of 1 to 5% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam.

바람직하게는 증류수로 희석하여 농도가 33%인 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 발포된 인산칼슘 슬러리 거품에 첨가한 후 골고루 교반하다가 증류수로 희석하여 농도가 33%인 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 순차적으로 첨가하여 교반한 후 약 10분간 방치함으로써 경화시킬 수 있다.Preferably, ammonium peroxodisulfate having a concentration of 33% is diluted with distilled water, and 3% by weight of ammonium peroxodisulfate is added to the foamed calcium phosphate slurry foam in a proportion of the total weight of the calcium phosphate slurry foam. The resulting mixture is stirred evenly and then diluted with distilled water Tetramethylenediamine having a concentration of 33% is added to the slurry in an amount of 3% by weight based on the total weight of the slurry of the calcium phosphate slurry, followed by stirring, followed by allowing to stand for about 10 minutes.

인산칼슘 슬러리 발포Calcium phosphate slurry foaming

먼저, 60 ppi(pores per inch) 폴리우레탄 스펀지(30)를 10% 수산화나트륨 용액이 담긴 초음파 수조에 10분간 담갔다가 흐르는 물에 세척한 다음, 증류수가 담기 초음파 수조에 10분간 담갔다가 건조하여 준비한다.First, a 60 ppi (pores per inch) polyurethane sponge (30) was immersed in an ultrasonic water bath containing 10% sodium hydroxide solution for 10 minutes, then washed in running water, then immersed in distilled water for 10 minutes in a supersonic water bath, do.

계속해서, 도 1에 도시된 바와 같이 일정량의 인산칼슘 슬러리(S)를 밀폐형 용기(10)에 담고, 그 위에 스펀지(30)를 올려놓은 상태에서 수계 내지 비수계 인산칼슘 슬러리가 스펀지(30)의 내부로 균일하게 함침되도록 그 스펀지(30) 위에 메쉬판(20)을 위치시킨 상태에서 액추에이터(40)를 작동시켜 메쉬판(20)이 상하로 왕복 운동하면서 반복적으로 스펀지(30)를 가압 및 압착한다. 이렇게 되면 스펀지(30)의 탄성에 따른 수축 및 팽창작용으로 인산칼슘 슬러리(S)가 발포되고, 이때 발생하는 거품(B)은 메쉬판(20)의 통공을 통해 용기(10)의 위쪽으로 올라온다.Subsequently, as shown in FIG. 1, a predetermined amount of the calcium phosphate slurry S is placed in the closed container 10, and the aqueous or non-aqueous calcium phosphate slurry is put on the sponge 30 with the sponge 30 placed thereon. The actuator 40 is operated in a state where the mesh plate 20 is positioned on the sponge 30 so that the sponge 30 is uniformly impregnated into the inside of the sponge 30. The mesh plate 20 reciprocates upward and downward, Lt; / RTI > The calcium phosphate slurry S is foamed by the contraction and expansion action of the sponge 30 due to the elasticity of the sponge 30 and the foam B generated at this time is raised to the upper side of the container 10 through the through hole of the mesh plate 20 .

인산칼슘 슬러리 거품 경화Calcium phosphate slurry bubble hardening

인산칼슘 슬러리 거품을 별도의 몰드형 용기에 옮겨 담은 후 에멀젼 중합반응으로 경화시킨다.The calcium phosphate slurry bubbles are transferred into a separate mold-type container and cured by emulsion polymerization reaction.

이를 위해 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate), 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 나트륨 퍼설페이트(natrium persulfate), 칼륨 퍼설페이트(potassium persulfate), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine) 중에서 선택되는 1종 이상의 경화제를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 1~5중량%를 첨가한 후 교반한다.To this end, ammonium peroxodisulphate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, tetramethylenediamine, diethylenetriamine, diethylenetriamine, Triethylenetetramine is added in an amount of 1 to 5% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam, followed by stirring.

바람직하게는 증류수로 희석하여 농도가 33%인 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 인산칼슘 슬러리 거품에 첨가한 후 골고루 섞다가 이에 더하여 증류수를 희석하여 농도가 33%인 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine)를 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 순차적으로 첨가하여 균일하게 섞은 후 약 10분간 상온에서 방치한다.Preferably, ammonium peroxodisulfate having a concentration of 33% is diluted with distilled water, and 3% by weight of ammonium peroxodisulfate is added to the calcium phosphate slurry foam in a proportion of the total weight of the calcium phosphate slurry foam, and the calcium phosphate slurry is uniformly mixed. Tetramethylenediamine having a concentration of 33% was added in an amount of 3% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam, and the mixture was homogeneously mixed and allowed to stand at room temperature for about 10 minutes.

인산칼슘 슬러리 Calcium phosphate slurry 발포체Foam 건조 dry

경화된 인산칼슘 슬러리 거품 즉, 인산칼슘 슬러리 발포체를 용기에서 꺼내어 30~60℃ 조건의 건조기 넣고 3~24시간 동안 건조한다.The cured calcium phosphate slurry foam, that is, the calcium phosphate slurry foam is taken out of the container, put in a drier at 30 to 60 ° C, and dried for 3 to 24 hours.

바람직하게는 60℃ 조건의 건조기 넣고 15시간 동안 건조한다.Preferably 60 ° C, and dried for 15 hours.

인산칼슘 슬러리 Calcium phosphate slurry 발포체Foam 소결 Sintering

건조된 인산칼슘 슬러리 발포체를 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고, 1~5℃/min의 승온속도로 600℃까지 가열하여 1~5시간 동안 유지시키다가 1~5℃/min의 승온속도로 1100~1200℃까지 재가열한 후 2~4시간 동안 유지시켜 소결한다.The dried calcium phosphate slurry foam was placed in an alumina crucible and placed in an electric furnace and heated to 600 ° C at a temperature raising rate of 1 to 5 ° C / min, maintained for 1 to 5 hours, heated at a rate of 1 to 5 ° C / After reheating to 1200 ° C, sinter for 2 to 4 hours.

바람직하게는 전기로를 1~5℃/min의 속도로 승온하여 600℃에서 4시간 동안 열처리하다가 다시 1~5℃/min의 속도로 승온하여 1200℃에서 3시간 동안 열처리함으로써 인산칼슘 슬러리 소결체를 얻는다.Preferably, the electric furnace is heated at a rate of 1 to 5 占 폚 / min and then heat-treated at 600 占 폚 for 4 hours, then heated again at a rate of 1 to 5 占 폚 / min and heat-treated at 1200 占 폚 for 3 hours to obtain a calcium phosphate slurry sintered body .

인산칼슘 슬러리 소결체 분쇄Crushing of sintered calcium phosphate slurry

인산칼슘 슬러리 소결체를 알루미나 유발 및 유봉으로 분쇄한 후 0.5~2mm 메시(mesh)의 체로 분급하여 과립형의 다공성 스캐폴드(골이색재)를 제조한다.The calcium phosphate slurry sintered body is pulverized with alumina-inducing and pestle and then classified with a sieve of 0.5 to 2 mm mesh to prepare a granular porous scaffold (bone-colored material).

이와 같은 방법으로 제조된 다공성 스캐폴드는 200~400㎛의 매크로 기공과 0.5~10㎛의 마이크로 기공을 동시에 가지므로 매크로 기공을 통해 혈관 성장이 용이하게 골세포의 유입이 수월하며, 마이크로 기공의 표면에 골세포 부착이 유리하여 70% 이상의 자가골 점유율을 얻을 수 있다.Since the porous scaffold manufactured by this method has macropores of 200-400 탆 and micropores of 0.5-10 탆 at the same time, the inflow of bone cells is facilitated through the macropores, , The bone marrow adherence is favorable, and the autogenous bone share of 70% or more can be obtained.

<실시 예 1> 수계 인산칼슘 슬러리를 이용한 &Lt; Example 1 > 스캐폴드Scaffold 제조 Produce

교반기에 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide) 45중량%를 투입하고, 폴리카본산 암모늄염 0.3중량%를 투입하고, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 1.2중량%를 투입하고, 알킬 에테르 설페이트(Alkyl ether sulfate)계 1.4중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 52.1중량%를 투입한 후 균일한 분산을 위해 완전히 용해될 때까지 천천히 골고루 섞어 수계 인산칼슘 슬러리를 제조하였다. 45 wt% of N-hydroxymethyl acrylamide was added to the agitator, 0.3 wt% of ammonium polycarboxylate was added, and 1.2 wt% of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) And 1.4 wt% of alkyl ether sulfate (Alkyl ether sulfate) was added thereto. 52.1 wt% of calcium phosphate powder was added thereto, and then uniformly dispersed to prepare a calcium phosphate slurry. .

이렇게 제조된 수계 인산칼슘 슬러리(S)를 밀폐형 용기(10)에 담고, 그 위에 스펀지(30)와 메쉬판(20)을 차례대로 위치시킨 상태에서 액추에이터(40)를 작동시켜 메쉬판(20)이 반복적으로 스펀지(30)를 가압 및 압착하여 인산칼슘 슬러리(S)가 발포되도록 함으로써 수계 인산칼슘 슬러리 거품을 형성하였다.The slurry S is placed in the closed container 10 and the actuator 40 is operated in a state where the sponge 30 and the mesh plate 20 are placed on the slurry S, The sponge 30 was repeatedly pressed and pressed so that the calcium phosphate slurry S was foamed to form an aqueous calcium phosphate slurry foam.

이렇게 얻은 인산칼슘 슬러리 거품을 별도의 몰드형 용기에 옮겨 담은 후, 농도가 33%인 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 인산칼슘 슬러리 거품에 첨가한 후 골고루 섞다가 이에 더하여 농도가 33%인 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 순차적으로 첨가하여 균일하게 섞은 후 약 10분간 상온에서 방치함으로써 경화시켰다.The thus obtained calcium phosphate slurry bubble was transferred into a separate mold-type vessel, and ammonium peroxodisulfate having a concentration of 33% was added to the calcium phosphate slurry bubble in an amount of 3 wt% based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry bubble Tetramethylenediamine having a concentration of 33% was added thereto in an amount of 3% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam, and the mixture was homogeneously mixed and cured by standing at room temperature for about 10 minutes.

계속해서, 경화된 인산칼슘 슬러리 발포체를 몰드형 용기에서 꺼내어 60℃를 유지하는 건조기 넣고 15시간 동안 건조한 후, 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고, 전기로를 1~5℃/min의 속도로 승온하여 600℃에서 4시간 동안 열처리하다가 다시 1~5℃/min의 속도로 승온하여 1200℃에서 3시간 동안 열처리함으로써 인산칼슘 슬러리 소결체를 얻었다. 이를 알루미나 유발 및 유봉으로 분쇄한 후 1mm 메시(mesh)의 체로 분급하여 과립형의 다공성 스캐폴드(골이색재)를 제조하였다.Subsequently, the cured calcium phosphate slurry foam was taken out from the mold-type container, dried in a dryer kept at 60 ° C., and dried for 15 hours. Then, it was placed in an alumina crucible and placed in an electric furnace. The electric furnace was heated at a rate of 1 to 5 ° C./min, For 4 hours, then heated at a rate of 1 to 5 ° C / min and heat-treated at 1200 ° C for 3 hours to obtain a calcium phosphate slurry sintered body. The mixture was pulverized with alumina-inducing agent and pestle and then classified with a 1 mm mesh sieve to prepare a granular porous scaffold (bone-biased material).

이와 같이 제조된 실시 예 1를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 도 2의 사진을 보면 200~400㎛ 크기의 매크로 기공이 균일하게 형성됨을 알 수 있다.The photomicrograph of FIG. 2, which is magnified 50 times by photographing the thus prepared Example 1 with a scanning electron microscope, shows that macropores having a size of 200 to 400 μm are uniformly formed.

<비교 예 1> 수계 인산칼슘 슬러리를 이용한 &Lt; Comparative Example 1 > 스캐폴드Scaffold 제조 Produce

교반기에 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide) 50중량%를 투입하고, 폴리카본산 암모늄염 0.3중량%를 투입하고, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.6중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 49.1중량%를 투입한 후 균일한 분산을 위해 완전히 용해될 때까지 천천히 골고루 섞어 수계 인산칼슘 슬러리를 제조하였다. 50% by weight of N-hydroxymethyl acrylamide was added to the agitator, 0.3% by weight of ammonium polycarboxylate was added and 0.6% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) , And calcium phosphate powder (49.1 wt%) was added thereto. The mixture was slowly and uniformly mixed until uniformly dispersed to prepare a calcium phosphate slurry.

이렇게 제조된 수계 인산칼슘 슬러리(S)를 이용하여 상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 과립형의 다공성 스캐폴드(골이색재)를 제조하였다.A granular porous scaffold (bone-colored material) was prepared in the same manner as in Example 1 above using the thus prepared aqueous calcium phosphate slurry (S).

이와 같이 제조된 비교 예 1를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 도 3의 사진을 보면 큰 거품으로 인해 중합 시 골격이 끊어지고 무너지는 현상이 나타나며, 골격들이 서로 연결되지 않고 불균일하므로 강도가 현저히 떨어져 쉽게 부서짐을 알 수 있다.3, which was magnified 50 times by photographing with the scanning electron microscope of Comparative Example 1 thus produced, shows a phenomenon in which the skeleton is broken and collapsed due to large bubbles, and since the skeletons are not connected to each other, It can be seen that it breaks apart and breaks easily.

<실시 예 2> &Lt; Example 2 > 비수계Non-aqueous system 인산칼슘 슬러리를 이용한  Using a calcium phosphate slurry 스캐폴드Scaffold 제조 Produce

교반기에 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 수지 35중량%를 투입하고, 이의 용해를 위한 에틸알코올 10중량%를 투입하고, 계면활성제로서 액체형 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 1.2중량%와 폴리디메틸록산(polydimethylsiloxane) 1.7중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 52.1중량%를 투입한 후 균일한 분산을 위해 완전히 용해될 때까지 천천히 골고루 섞어 비수계 인산칼슘 슬러리를 제조하였다. 35% by weight of urethane acrylate resin was added to a stirrer, 10% by weight of ethyl alcohol for dissolution was added thereto, and liquid type polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) was added as a surfactant, 1.2% by weight of polydimethylsiloxane and 1.7% by weight of polydimethylsiloxane were fed into the flask and 52.1% by weight of calcium phosphate powder was added thereto. The mixture was slowly and uniformly mixed until uniformly dispersed to prepare a nonaqueous calcium phosphate slurry.

이렇게 제조된 비수계 인산칼슘 슬러리(S)를 밀폐형 용기(10)에 담고, 그 위에 스펀지(30)와 메쉬판(20)을 차례대로 위치시킨 상태에서 액추에이터(40)를 작동시켜 메쉬판(20)이 반복적으로 스펀지(30)를 가압 및 압착하여 인산칼슘 슬러리(S)가 발포되도록 함으로써 비수계 인산칼슘 슬러리 거품을 형성하였다.The thus prepared nonaqueous calcium phosphate slurry S is placed in a hermetically sealed container 10 and the actuator 40 is operated in a state in which the sponge 30 and the mesh plate 20 are sequentially placed thereon to form the mesh plate 20 ) Repeatedly pressurized and squeezed the sponge 30 to foam the calcium phosphate slurry S to form a non-aqueous calcium phosphate slurry foam.

이렇게 얻은 인산칼슘 슬러리 거품을 별도의 몰드형 용기에 옮겨 담은 후, 농도가 33%인 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 인산칼슘 슬러리 거품에 첨가한 후 골고루 섞다가 이에 더하여 농도가 33%인 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine)를, 인산칼슘 슬러리 거품의 전체 중량비 대비 3중량%를 순차적으로 첨가하여 균일하게 섞은 후 약 10분간 상온에서 방치함으로써 경화시켰다.The thus obtained calcium phosphate slurry bubble was transferred into a separate mold-type vessel, and ammonium peroxodisulfate having a concentration of 33% was added to the calcium phosphate slurry bubble in an amount of 3 wt% based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry bubble Tetramethylenediamine having a concentration of 33% was added thereto in an amount of 3% by weight based on the total weight ratio of the calcium phosphate slurry foam, and the mixture was homogeneously mixed and cured by standing at room temperature for about 10 minutes.

계속해서, 경화된 인산칼슘 슬러리 발포체를 몰드형 용기에서 꺼내어 60℃를 유지하는 건조기 넣고 15시간 동안 건조한 후, 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고, 전기로를 1~5℃/min의 속도로 승온하여 600℃에서 4시간 동안 열처리하다가 다시 1~5℃/min의 속도로 승온하여 1200℃에서 3시간 동안 열처리함으로써 인산칼슘 슬러리 소결체를 얻었다. 이를 알루미나 유발 및 유봉으로 분쇄한 후 1mm 메시(mesh)의 체로 분급하여 과립형의 다공성 스캐폴드(골이색재)를 제조하였다.Subsequently, the cured calcium phosphate slurry foam was taken out from the mold-type container, dried in a dryer kept at 60 ° C., and dried for 15 hours. Then, it was placed in an alumina crucible and placed in an electric furnace. The electric furnace was heated at a rate of 1 to 5 ° C./min, For 4 hours, then heated at a rate of 1 to 5 ° C / min and heat-treated at 1200 ° C for 3 hours to obtain a calcium phosphate slurry sintered body. The mixture was pulverized with alumina-inducing agent and pestle and then classified with a 1 mm mesh sieve to prepare a granular porous scaffold (bone-biased material).

이와 같이 제조된 실시 예 2를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 도 4의 사진을 보면 200~400㎛ 크기의 매크로 기공이 균일하게 형성됨을 알 수 있다.FIG. 4, which is magnified 50 times by photographing the thus prepared Example 2 with a scanning electron microscope, shows that macro pores having a size of 200 to 400 μm are uniformly formed.

<비교 예 2> &Lt; Comparative Example 2 & 비수계Non-aqueous system 인산칼슘 슬러리를 이용한  Using a calcium phosphate slurry 스캐폴드Scaffold 제조 Produce

교반기에 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 수지 40중량%를 투입하고, 이의 용해를 위한 에틸알코올 10중량%를 투입하고, 계면활성제로서 액체형 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.6중량%를 투입하고, 인산칼슘 분말 49.4중량%를 투입한 후 균일한 분산을 위해 완전히 용해될 때까지 천천히 골고루 섞어 비수계 인산칼슘 슬러리를 제조하였다.40% by weight of urethane acrylate resin was added to a stirrer, 10% by weight of ethyl alcohol was added thereto for dissolution thereof, and liquid type polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) was added as a surfactant. 0.6% by weight of calcium phosphate powder was added thereto, and 49.4% by weight of calcium phosphate powder was added thereto. The mixture was slowly and uniformly mixed until uniformly dispersed to prepare a nonaqueous calcium phosphate slurry.

이렇게 제조된 비수계 인산칼슘 슬러리(S)를 이용하여 상기 실시 예 2와 동일한 방법으로 과립형의 다공성 스캐폴드(골이색재)를 제조하였다.A granular porous scaffold (bone-colored material) was prepared in the same manner as in Example 2 above using the thus prepared non-aqueous calcium phosphate slurry (S).

이와 같이 제조된 비교 예 2를 주사전자현미경으로 촬영하여 50배로 확대한 도 5의 사진을 보면 수 mm 크기의 거품으로 인해 중합 시 골격이 끊어지고 무너지는 현상이 나타나며, 골격들이 서로 연결되지 않고 불균일하므로 강도가 현저히 떨어져 쉽게 부서짐을 알 수 있다.5, which was magnified 50 times by photographing with the scanning electron microscope, a bubble of a size of several millimeters resulted in breakage and collapse of the skeleton during polymerization, and the skeletons were not connected to each other, As a result, the strength is remarkably reduced and it is easily broken.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments or constructions. Various changes and substitutions may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be obvious to those skilled in the art that the present invention can be widely applied to other embodiments.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.Therefore, it is to be understood that modifications and variations of the features of the present invention are intended to be included within the spirit and scope of the present invention.

10 : 용기 20 : 메쉬판
30 : 스펀지 40 : 액추에이터
S : 인산칼슘 슬러리 B : 인산칼슘 슬러리 거품
10: vessel 20: mesh plate
30: Sponge 40: Actuator
S: calcium phosphate slurry B: calcium phosphate slurry foam

Claims (5)

1) 인산칼슘 분말 45~58중량%;
2) 하이드록시메틸 아크릴아미드(N-Hydroxymethyl acrylamide), 메틸렌비스아크릴아미드(N,N-Methylenebisacrylamide) 중에서 선택되는 1종 이상의 수계 모노머 40~50중량%;
3) 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.6~1.5중량%;
4) 알킬 설페이트(Alkyl sulfate)계, 알킬 에테르 설페이트(Alkyl ether sulfate)계 중에서 선택되는 1종의 음이온 계면활성제 0.8~2중량%;
5) 폴리카본산 암모늄염, 폴리카본산 나트륨염 중에서 선택되는 1종의 분산제 0.2~0.5중량%;
를 포함하여 조성되는 다공성 스캐폴드 조성물.
1) 45 to 58% by weight of calcium phosphate powder;
2) 40 to 50% by weight of at least one water-based monomer selected from N-hydroxymethyl acrylamide and N, N-methylenebisacrylamide;
3) 0.6 to 1.5% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80);
4) 0.8 to 2% by weight of one kind of anionic surfactant selected from the group consisting of alkyl sulfate and alkyl ether sulfate;
5) 0.2 to 0.5% by weight of one kind of dispersant selected from ammonium polycarboxylate and sodium polycarboxylate;
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt;
1) 인산칼슘 분말 45~58중량%;
2) 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 알리페틱 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 하이드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicone acrylate), 실리콘 디아크릴레이트(silicone diacrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(polyester acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 헥사키스 메톡시 메틸 멜라민(hexakis methoxy methyl melamine), 에폭시 수지(epoxy resin), 헥산디올 아크릴레이트(hexandediol acrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate) 중에서 선택되는 1종 이상의 비수계 모노머 내지 수지 30~40중량%;
3) 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate : Tween 80) 0.2~1.5중량%;
4) 폴리디메틸록산(polydimethylsiloxane) 0.8~3중량%;
5) 에틸알코올 5~15중량%;
를 포함하여 조성되는 다공성 스캐폴드 조성물.
1) 45 to 58% by weight of calcium phosphate powder;
2) a polymer selected from the group consisting of urethane acrylate, aliphatic urethane acrylate, epoxy acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl ethyl acrylate, methacrylate, silicone acrylate, silicone diacrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, hexakis methoxy methyl melamine, 30 to 40% by weight of at least one non-aqueous monomer selected from the group consisting of epoxy resin, hexandediol acrylate, and tripropylene glycol diacrylate;
3) 0.2 to 1.5% by weight of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80);
4) 0.8 to 3% by weight of polydimethylsiloxane;
5) 5 to 15% by weight of ethyl alcohol;
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt;
제1항 또는 제2항에 있어서,
6) 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate), 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 나트륨 퍼설페이트(natrium persulfate), 칼륨 퍼설페이트(potassium persulfate), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine) 중에서 선택되는 1종 이상의 경화제 1~5중량%;
를 더 포함하여 조성되는 다공성 스캐폴드 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
6) Ammonium peroxodisulphate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, tetramethylenediamine, diethylenetriamine, diethylenetriamine, 1 to 5% by weight of at least one curing agent selected from triethylenetetramine;
&Lt; / RTI &gt;
다음의 각 공정으로 이루어지는 다공성 스캐폴드 제조방법.
A) 제1항 또는 제2항의 조성비로 조성된 인산칼슘 슬러리가 담긴 용기에 그 인산칼슘 슬러리가 함침되는 스펀지와 일정 간격을 두고 통공이 배열 형성된 메쉬판을 차례대로 넣은 후, 상기 메쉬판의 상하 왕복 운동으로 상기 스펀지를 수축 및 팽창시켜 인산칼슘 슬러리를 발포하는 공정
B) 상기 A 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 거품을 에멀젼 중합반응으로 경화하는 공정
C) 상기 B 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 발포체를 30~60℃ 조건의 건조기에서 3~24시간 동안 건조하는 공정
D) 상기 C 공정을 통해 건조된 인산칼슘 슬러리 발포체를 알루미나 도가니에 담아 전기로에 넣고, 1~5℃/min의 승온속도로 600℃까지 가열하여 1~5시간 동안 유지시키다가 1~5℃/min의 승온속도로 1100~1200℃까지 재가열한 후 2~4시간 동안 유지시켜 소결하는 공정
E) 상기 D 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 소결체를 분쇄한 후 0.5~2mm 메시(mesh)의 체로 분급하는 공정
A method for manufacturing a porous scaffold comprising the steps of:
A) A sponge impregnated with the calcium phosphate slurry is placed in a container containing the calcium phosphate slurry having the composition ratio of claim 1 or 2, and a mesh plate having apertures arranged at regular intervals is sequentially placed thereon. A process of foaming the calcium phosphate slurry by shrinking and expanding the sponge by reciprocating motion
B) a step of curing the calcium phosphate slurry bubble obtained by the step A by an emulsion polymerization reaction
C) a step of drying the calcium phosphate slurry foam obtained through the step B in a drier at 30 to 60 ° C for 3 to 24 hours
D) The calcium phosphate slurry foam dried through step C is placed in an alumina crucible and placed in an electric furnace. The slurry is heated to 600 ° C at a temperature rising rate of 1 to 5 ° C / min, maintained for 1 to 5 hours, min to a temperature of 1100 to 1200 ° C, and then sintered by maintaining the temperature for 2 to 4 hours
E) Grinding the sintered calcium phosphate slurry obtained through the above-mentioned step D, and then classifying it into a sieve of 0.5 to 2 mm mesh
제4항에 있어서,
상기 B 공정은 에멀젼 중합반응을 위해 암모늄 페록소디설페이트(ammonium peroxodisulfate), 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate), 나트륨 퍼설페이트(natrium persulfate), 칼륨 퍼설페이트(potassium persulfate), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine) 중에서 선택되는 1종 이상의 경화제를 상기 A 공정을 통해 얻은 인산칼슘 슬러리 거품의 중량비 대비 1~5중량%를 투입한 후 교반하는 다공성 스캐폴드 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step B may be carried out for the emulsion polymerization using ammonium peroxodisulphate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, tetramethylenediamine, di 1 to 5% by weight of at least one curing agent selected from ethylene triamine, diethylenetriamine and triethylenetetramine is added to the calcium phosphate slurry foam obtained through the step A, and stirred to prepare a porous scaffold Way.
KR1020150149499A 2015-10-27 2015-10-27 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof KR101712555B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150149499A KR101712555B1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150149499A KR101712555B1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101712555B1 true KR101712555B1 (en) 2017-03-07

Family

ID=58411298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150149499A KR101712555B1 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101712555B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019002170A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 Chr. Hansen Natural Colors A/S A coloring composition comprising tricalcium phosphate as a white coloring agent
WO2021010548A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-21 주식회사 휴덴스 Apparatus for manufacturing alloplastic bone graft material
KR20220121073A (en) 2021-02-24 2022-08-31 성균관대학교산학협력단 The manufacturing and implementation of microchanneled scaffold

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100401941B1 (en) 2000-08-14 2003-10-17 이춘기 Cancellous bone type bone filler and process for its production
KR100486367B1 (en) 2003-01-14 2005-04-29 학교법인연세대학교 Biodegradable Dual Porous Scaffold Wrapped with Semi-Permeable Membrane and Tissue Cell Culture Using Thereof
KR20090125069A (en) * 2007-01-31 2009-12-03 아우로보로스 메디컬, 아이엔씨 Mechanical apparatus and method for artificial disc replacement
KR20130009477A (en) 2011-07-15 2013-01-23 단국대학교 산학협력단 A preparation method of porous scaffolds of calcium phosphate cement
KR101230704B1 (en) 2010-04-29 2013-02-07 유창국 Manufacturing method and apparatus for porous calcium phosphate scaffolds
KR101268408B1 (en) 2010-04-29 2013-05-31 유창국 Composition and Manufacturing method for porous calcium phosphate granules by physical foaming
KR20130079791A (en) 2012-01-03 2013-07-11 부경대학교 산학협력단 Porous scaffold for tissue engineering and preparation method thereof
KR20140056422A (en) 2012-10-25 2014-05-12 전남대학교산학협력단 Tissue engineering scaffold improving bioactive activity and method for preparing the same
KR20160091034A (en) * 2015-01-23 2016-08-02 군산대학교산학협력단 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100401941B1 (en) 2000-08-14 2003-10-17 이춘기 Cancellous bone type bone filler and process for its production
KR100486367B1 (en) 2003-01-14 2005-04-29 학교법인연세대학교 Biodegradable Dual Porous Scaffold Wrapped with Semi-Permeable Membrane and Tissue Cell Culture Using Thereof
KR20090125069A (en) * 2007-01-31 2009-12-03 아우로보로스 메디컬, 아이엔씨 Mechanical apparatus and method for artificial disc replacement
KR101230704B1 (en) 2010-04-29 2013-02-07 유창국 Manufacturing method and apparatus for porous calcium phosphate scaffolds
KR101268408B1 (en) 2010-04-29 2013-05-31 유창국 Composition and Manufacturing method for porous calcium phosphate granules by physical foaming
KR20130009477A (en) 2011-07-15 2013-01-23 단국대학교 산학협력단 A preparation method of porous scaffolds of calcium phosphate cement
KR20130079791A (en) 2012-01-03 2013-07-11 부경대학교 산학협력단 Porous scaffold for tissue engineering and preparation method thereof
KR20140056422A (en) 2012-10-25 2014-05-12 전남대학교산학협력단 Tissue engineering scaffold improving bioactive activity and method for preparing the same
KR20160091034A (en) * 2015-01-23 2016-08-02 군산대학교산학협력단 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
조직공학용 다공성 스캐폴드, 김상헌, 김수현, 김영하. 고분자과학과 기술 제16권 제4호(2005. 8) pp.468-477 1225-0260.

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019002170A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 Chr. Hansen Natural Colors A/S A coloring composition comprising tricalcium phosphate as a white coloring agent
CN110708966A (en) * 2017-06-27 2020-01-17 科汉森天然色素有限责任公司 Coloring composition comprising tricalcium phosphate as white colorant
WO2021010548A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-21 주식회사 휴덴스 Apparatus for manufacturing alloplastic bone graft material
KR20220121073A (en) 2021-02-24 2022-08-31 성균관대학교산학협력단 The manufacturing and implementation of microchanneled scaffold

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mi et al. Morphology, mechanical properties, and mineralization of rigid thermoplastic polyurethane/hydroxyapatite scaffolds for bone tissue applications: effects of fabrication approaches and hydroxyapatite size
JP5154729B2 (en) Porous artificial bone graft and method for producing the same
Guarino et al. Temperature-driven processing techniques for manufacturing fully interconnected porous scaffolds in bone tissue engineering
Vaezi et al. A novel bioactive PEEK/HA composite with controlled 3D interconnected HA network
Darus et al. Techniques for fabrication and construction of three-dimensional bioceramic scaffolds: Effect on pores size, porosity and compressive strength
KR101268408B1 (en) Composition and Manufacturing method for porous calcium phosphate granules by physical foaming
CN103638556B (en) A kind of making Nano surface modified phosphate calcium bioactive ceramics and Synthesis and applications thereof
KR101712555B1 (en) Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof
CN111440961A (en) Active element doped porous titanium material and preparation method and application thereof
CN101474428B (en) Polyester reinforced degradable porous gastrosil compound stent material, preparation and use
Li et al. Structure design and fabrication of porous hydroxyapatite microspheres for cell delivery
Zhang et al. Fabrication and properties of porous β-tricalcium phosphate ceramics prepared using a double slip-casting method using slips with different viscosities
CN101716368A (en) Porous titanium artificial bone for restoring bone tissue and preparation method thereof
Ghosh et al. 3D printed hierarchical porous poly (ε-caprolactone) scaffolds from pickering high internal phase emulsion templating
Roshanbinfar et al. Investigating of mechanical and biological properties of porous hydroxyapatite scaffolds produced by novel shake gel casting method
CN113582680B (en) Hydroxyapatite ceramic and preparation method and application thereof
KR20070028271A (en) Methods for preparing medical implants from calcium phosphate cement and medical implants
Schwarz et al. Hierarchically structured polyglycolide–a biomaterial mimicking natural bone
CN109833513B (en) High-degradability hydroxyapatite scaffold and preparation method and application thereof
EP1086711B1 (en) Ceramic-polymer composites
Lin et al. Evaluation of chitosan/β-tricalcium phosphate microspheres as a constituent to PMMA cement
Seidi¹ et al. Protocols for biomaterial scaffold fabrication
Razali et al. The effect of gelatin and hydroxyapatite ratios on the scaffolds' porosity and mechanical properties
Yang et al. Fabrication of β-TCP scaffold with pre-designed internal pore architecture by rapid prototyping of mask projection stereolithography
Sriputtha et al. Investigation of polycaprolactone/carboxymethyl cellulose scaffolds by mechanical and thermal analysis

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 4