KR101736456B1 - 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법 - Google Patents

섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 높은 종횡비를 갖는 섬유상 세라믹 강화제가 포함된 재료로, 상기 섬유상 세라믹 강화제는 10~900nm의 직경범위를 갖으며, 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법 {Medical biodegradable composites with fibrous ceramic reinforcements and preparing thereof}
본 발명은 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 복합재료에 포함되는 강화제가 직경 대비 5이상의 높은 종횡비를 갖는 섬유상 세라믹 강화제이며, 생분해성의 성질을 갖는 의료용 생분해성 복합재료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
의료용 임플랜트(implant) 및 기구는 핀, 로드, 네일(nails), 앵커(anchors), 스크루, 플레이트, 스테플러, 크램프(clamps), 훅(hooks), 클립 등의 정형외과용 일회용 기구 및 수술용 기구로 사용되고 있다.
종래 티탄늄으로 제조된 의료용 임플랜트 및 기구들이 널리 사용되어 왔으나, 이들은 생체분해성이 없어 뼈가 완전히 접합된 후 이들을 제거하기 위한 별도의 2차 시술이 필요한 단점이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 생체분해성 고분자로 제조된 다양한 의료용 임플랜트 및 기구들이 제안되어 왔다.
그러나, 생분해성 고분자로 제조된 임플란트 및 의료용 기구들의 경우 고분자가 갖는 물성의 한계 때문에 적용부위 및 적용제품이 제한적일 수 밖에 없으며, 이와 같은 문제를 극복하기 위하여 무기입자 또는 세라믹 나노분말를 포함하는 복합소재의 개발이 제안되어 왔다.
또한, 미국특허 4,843,112에서는 가교 결합된 생체분해성 고분자를 메트릭스로 사용하고, 여기에 칼슘 포스페이트 세라믹(calcium phosphate ceramic) 등을 분산시킨 본 세멘트(bone cement)를 제안하고 있다. 미국특허 4,604,097에서는 유리섬유로 강화한 생체분해성 고분자 복합재료로 된 외과 혹은 치과용 임플랜트를 제안하고 있다.
또한, 미국특허 5,338,772에서는 생체분해성 고분자의 메트릭스를 칼슘 포스페이트(calcium phosphate)로 강화한 임플랜트용 다공성 복합재료를 제안하고 있다.
또한, 미국 특허 5,092,884에서는 메트릭스로는 생체분해성 고분자를 사용하고 비분해성 섬유를 사용하여 제조한 복합재료를 제안하고 있다
이러한 종래의 생체분해성 의료용 기구들은 인체내에서 자연분해하는 성질을 갖고 있으나, 굽힘강력 및 굽힘탄성율이 낮은 문제가 있었다.
또한, 나노분말을 사용하는 경우에는 세포독성의 문제에서 자유롭지 못하여 의료용으로 적용하기에는 검증해야할 과제들이 많이 남아있어서 물성강화용 강화제로 좋지 못한 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 생체분해성, 굽힘강력 및 굽힘탄성율 모두가 동시에 우수한 의료용 생분해성 복합재료를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 복합재료내에 직경이 10-900nm 수준이며, 직경대비 높은 종횡비를 갖는 세라믹 나노분말을 제공함으로써 생체분해성, 굽힘강력 및 굽힘탄성율이 모두 우수한 의료용 생분해성 복합재료를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 의료용 생분해성 복합재료에 있어서, 높은 종횡비를 갖는 섬유상 세라믹 강화제가 포함된 재료로, 상기 섬유상 세라믹 강화제는 10~900nm의 직경범위를 갖으며, 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 복합재료는 섬유상 세라믹 강화제 및 생체분해성 고분자로 구성된 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 섬유상 세라믹 강화제의 제조는 세라믹입자를 고분자와 혼합하여 전기방사를 통해 나노섬유를 제조한 이후 소성을 통해 고분자를 제거하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 세라믹입자는 베타-삼인산칼슘, HA(hydroxyapatite)를 포함하는 calcium phosphate화합물, Mg, Ni, Cu 중 1이상 포함되거나, 이들의 합금물질인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 생체분해성 고분자는 생체분해성 고분자들은 폴리글리코라이드(Polyglycolide), 글리코라이드 공중합체(Copolymers of glycolide), 글리코라이드-락티드 공중합체(Glycolide-lactide copolymers), 글리코라이드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체(Glycolide-trimethylene carbonate copolymers), 폴리락티드(Polylactides), 폴리-L-락티드(Poly-L-lactide), 폴리-D-락티드(Poly-D-lactide), 폴리-DL-락티드(Poly-DL-lactide), L-락티드/DL-락티드 공중합체, L-락티드/D-락티드 공중합체, 폴리락티드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 글리코라이드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체, 락티드/δ-바레로락톤(δ-valerolactone) 공중합체, 락티드/ε-카프로락톤 공중합체, 폴리데프시펩티드(글리신-DL-락티드 공중합체)[Polydepsipeptides(glycine-DL-lactide copolymer)], 폴리락티드/에틸렌옥사이드 공중합체, 애시미트리컬리 3,6-서브스티튜티드 폴리-1,4-디옥산-2,5-디온스 (Asymmetrically 3,6-substituted poly-1,4-dioxane-2,5-diones), 폴리-β-하이드록시부틸레이트(Poly-β-hydroxybutyrate), 폴리-β-하이드록시부틸레이트/β-하이드록시바레레이트(β-hydroxyvalerate) 공중합체, 폴리-β-하이드록시프로피오네이트(Poly-β-hydroxypropionate), 폴리-p-디옥산온, 폴리-δ-바레로락톤(Poly-δ-valerolactone), 폴리-ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 1이상 선택 또는 이들의 공중합체 인것을 특징으로 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 생체분해성 고분자 : 섬유상 세라믹 강화제의 부피%가 30~70부피% : 70~30부피%인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 고분자와 세라믹 나노분말을 혼합하는 혼합단계; 혼합된 물질을 전기방사하여 나노섬유 형태로 제조하는 전기방사단계; 나노섬유에서 고분자를 제거하여 섬유상 세라믹 강화제를 형성하는 소성단계; 및 생체분해성 고분자 혼합 후 압축성형하는 성형단계를 포함하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 혼합단계에서 고분자와 세라믹 나노분말의 혼합비율은 세라믹 나노분말을 전체 100중량%에 대하여 15 ~ 50중량%로 하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 소성단계에서 제조된 섬유상 세라믹 강화제는 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 성형단계에서 압축성형으로 제조하되, 압축시의 압력은 50 ~ 200MPa이며 온도는 50 ~ 300℃로 실시하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 소성단계 이후에 섬유상 세라믹 강화제의 연결성을 강화하고 물성을 증대하기 위한 결정성장 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 강화된 의료용 생분해성 복합재료는 생체분해성 고분자로 제조되기 때문에 생체분해성을 갖게 되며, 초극세 섬유상 세라믹 강화제가 함유되어 있기 때문에 굽힘강력 및 굽힘탄성율이 매우 우수하다.
또한, 인간뼈의 굽힘강력이 80～120MPa이고, 스틸의 굽힘강력이 280MPa 수준인데 반해, 본 발명의 복합재료의 굽힘강력은 290MPa 이상이며, 또한 인간뼈의 굽힘탄성율은 10～17GPa인데 반해 본 발명 복합재료의 굽힘탄성율은 17GPa 이상인 효과가 있다.
본 발명의 강화된 의료용 생분해성 복합재료는 클램프, 훅, 로드, 핀 등의 다양한 형태로 성형되어 경조직, 연조직 결합 보철 기구, 수술용 임플란트 등에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료의 제조공정을 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유상 세라믹 강화제의 제조공정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결정성장단계를 포함하는 섬유상 세라믹 강화제의 제조공정 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유상 세라믹 강화제의 SEM사진을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재료의 제조공정을 대략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유상 세라믹 강화제의 제조공정 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결정성장단계를 포함하는 섬유상 세라믹 강화제의 제조공정 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유상 세라믹 강화제의 SEM사진을 나타낸 것이다.
본 발명은 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료는 높은 종횡비를 갖는 섬유상 세라믹 강화제가 포함된 재료로 상기 섬유상 세라믹 강화제는 10~900nm의 직경범위를 갖으며, 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상인 것을 특징으로 하며, 이의 제조는 고분자와 세라믹 나노분말을 혼합하는 혼합단계; 혼합된 물질을 전기방사하여 나노섬유 형태로 제조하는 전기방사단계; 나노섬유에서 고분자를 제거하여 섬유상 세라믹 강화제를 형성하는 소성단계; 및 생체분해성 고분자 혼합 후 압축성형하는 성형단계를 포함한다.
본 발명의 강화된 의료용 생분해성 복합재료를 제조하는 방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기 의료용 생분해성 복합재료는 섬유상 세라믹 강화제 제조(혼합단계, 전기방사단계 및 소성단계) 후 생체분해성 고분자와 혼합 후 성형하는 하는 공정으로 제조될 수 있다.
섬유상 세라믹 강화제의 제조를 위해 고분자를 용매에 용해시킨 후 나노입자 크기의 세라믹 분말을 혼합한다. 이때 세라믹 나노입자는 약 500nm 이하인 것을 이용하며, 혼합하는 비율은 특별히 제한되는 것은 아니나, 고분자와 세라믹 분말의 혼합시 세라믹의 중량을 전체 100중량%에 대하여 15 ~ 50중량%로 하여 혼합할 수 있다. 상기 범위로 혼합하여 전기방사할 경우 종횡비가 5이상의 섬유상 세라믹 강화제를 제조할 수 있다.
세라믹 나노물질로는 베타-삼인산칼슘, HA(hydroxyapatite)를 포함하는 calcium phosphate화합물, Mg, Ni, Cu 등으로 이루어진 군에서 1이상 포함되거나, 이들의 합금물질일 수 있다.
세라믹 물질은 높은 온도에서도 녹지 않으며, 전기방사로 인해 제조되는 나노섬유에 구성물질로 되며 소성을 통해 고분자의 제거시 세라믹 만으로 이루어진 섬유상 세라믹 강화제를 제조할 수 있다.
섬유상 세라믹 강화제의 제조를 위한 고분자는 특별히 제한되는 것은 아니며, 300 ~ 1000℃에서 녹을 수 있는 고분자이면 된다.
그 예로는 PVC, PVA 등의 비분해성 폴리머류와 PLA, PGA, PLLA, PLGA, PLDLA, PCL, PDO 등 생분해성 폴리머류 등이 될 수 있다.
용매의 종류는 클로로포름, 클로로벤젠, 메틸렌 클로라이드, 다이클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 자일렌 등을 이용할 수 있다.
용매에 고분자를 용해시킨 후 세라믹 분말을 혼합하여 상온에서 8 ~ 10kV의 고압에서 전기방사하여 나노사이즈의 나노섬유를 제조할 수 있다.
상기 나노섬유는 직경이 10~ 1000nm의 나노섬유가 제조되며, 길이는 직경대비 종횡비가 5이상인 섬유가 제조될 수 있다.
제조된 나노섬유는 소성단계를 거쳐 남는 세라믹만이 섬유상 세라믹 강화제로 제조될 수 있다.
소성되는 온도는 300 ~ 1000℃인 것이 바람직하다. 상기 온도에서 세라믹 물질은 그대로 남아 있고, 고분자만이 소성되면서 제거되게 된다. 이에 따라 세라믹 물질은 높은 온도에서도 녹지 않아 남게되어 세라믹만으로 구성된 섬유상 세라믹 강화제를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 소성단계 이후에 결정성장단계를 더 포함할 수 있다.(도 3참조) 상기 결정성장단계를 통해 세라믹 입자간 연결부가 보강되어 섬유상 세라믹 구조의 부피 또는 연결부위가 강화될 수 있다. 즉, 세라믹 입자간 연결부 및 섬유상 세라믹 구조의 연결부위에 연결성을 강화하고 물성을 증대될 수 있다.
상기 결정성장단계는 고온의 플라즈마를 이용해 세라믹을 용융하여 증착하거나 RF 마크네트론을 이용하여 이온화하여 증착하는 건식방법과 높은 수소인온농도를 갖는 인산암모늄 용액에 칼슘클로라이드(CaCl2)용액과 CTAB (Hexadecyl(cetyl) trimethyl ammonium bromide) 용액을 첨가하여 결정을 성장시키는 습식 방법이 있을 수 있다.
제조된 섬유상 세라믹 강화제를 복합재료의 구성성분이 되도록 생체분해성 고분자와 혼합한 후 압축성형으로 의료용 생분해성 복합재료를 제조할 수 있다.
생체분해성 고분자로는 폴리글리코라이드(Polyglycolide), 글리코라이드 공중합체(Copolymers of glycolide), 글리코라이드-락티드 공중합체(Glycolide-lactide copolymers), 글리코라이드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체(Glycolide-trimethylene carbonate copolymers), 폴리락티드(Polylactides), 폴리-L-락티드(Poly-L-lactide), 폴리-D-락티드(Poly-D-lactide), 폴리-DL-락티드(Poly-DL-lactide), L-락티드/DL-락티드 공중합체, L-락티드/D-락티드 공중합체, 폴리락티드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 글리코라이드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체, 락티드/δ-바레로락톤(δ-valerolactone) 공중합체, 락티드/ε-카프로락톤 공중합체, 폴리데프시펩티드(글리신-DL-락티드 공중합체)[Polydepsipeptides(glycine-DL-lactide copolymer)], 폴리락티드/에틸렌옥사이드 공중합체, 애시미트리컬리 3,6-서브스티튜티드 폴리-1,4-디옥산-2,5-디온스 (Asymmetrically 3,6-substituted poly-1,4-dioxane-2,5-diones), 폴리-β-하이드록시부틸레이트(Poly-β-hydroxybutyrate), 폴리-β-하이드록시부틸레이트/β-하이드록시바레레이트(β-hydroxyvalerate) 공중합체, 폴리-β-하이드록시프로피오네이트(Poly-β-hydroxypropionate), 폴리-p-디옥산온, 폴리-δ-바레로락톤(Poly-δ-valerolactone), 폴리-ε-카프로락톤, 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
생체분해성 고분자와 섬유상 세라믹 강화제가 혼합되는 비율은 생체분해성 고분자 : 섬유상 세라믹 강화제의 부피%가 30~70부피% : 70~30부피%인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 복합재료의 생체분해성, 굽힘강력 및 굽힘탄성율이 모두 우수하다.
생체분해성 고분자와 섬유상 세라믹 강화제의 혼합을 위해 용매가 이용될 수 있는 데, 상기 용매의 종류는 섬유상 세라믹 강화제를 제조시 사용했던 용매를 사용할 수 있으며, 그 종류로는 클로로포름, 클로로벤젠, 메틸렌 클로라이드, 다이클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 자일렌 등을 이용할 수 있다.
상기 섬유상 세라믹 강화제와 생체분해성 고분자를 혼합 후 압축성형을 통해 복합재료로 제조할 수 있다. 압축성형은 압축성형기를 통해 제조할 수 있는 데, 압축시의 압력은 50 ~ 200MPa의 압력을 실시하여 성형시의 온도는 50 ~ 300℃로 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 의료용 생분해성 복합재료는 생체분해성 고분자로 제조되기 때문에 생체분해성을 갖게 되며, 섬유상 세라믹 강화제가 함유되어 있기 때문에 굽힘강력 및 굽힘탄성율이 매우 우수하다.
또한, 인간뼈의 굽힘강력이 80∼120MPa이고, 스틸의 굽힘강력이 280MPa 수준인데 반해, 본 발명의 복합재료의 굽힘강력은 290MPa 이상이며, 또한 인간뼈의 굽힘탄성율은 10∼17GPa인데 반해 본 발명 복합재료의 굽힘탄성율은 17GPa 이상인 효과가 있다.
그 결과 본 발명의 강화된 의료용 생분해성 복합재료는 클램프, 훅, 로드, 핀 등의 다양한 형태로 성형되어 경조직, 연조직 결합 보철 기구, 수술용 임플란트 등에 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 자세히 설명한다.
실시예 1
섬유상 세라믹 강화제의 제조
섬유상 세라믹 강화제의 제조를 위해 메틸렌클로라이트 용매에 고분자인 폴리비닐알코올(PVA)를 용해시킨 후 나노입자 크기의 세라믹 분말을 혼합하였다. 혼합비율은 고분자 대비 세라믹 분말의 중량을 30중량%로 하여 혼합하였다.
세라믹 나노분말로는 20 nm 크기를 갖는 HA(hydroxyapatite)를 이용하였으며, 10kV의 고압하에서 전기방사 하여 평균 직경이 200 나노미터 사이즈의 나노섬유를 제조하였다. 전기방사한 나노섬유는 고분자와 세라믹이 혼합된 구조로 되었으며, 다음으로 고분자와 세라믹이 혼합된 나노섬유는 500℃로 온도에서 소성공정을 통해 고분자를 제거 하였다.
소성과정을 통해 고분자가 제거된 섬유상 구조체는 액체질소하에서 볼밀로 분쇄한 후 진공하에서 120℃에서 12시간 건조하여 섬유상 세라믹 강화제를 얻을 수 있었고, 제작된 세라믹 강화제는 직경 대비 5이상의 종횡비를 갖는 섬유상으로 되었다.
복합재료의 제조
제조된 섬유상 세라믹 강화제를 생체분해성 고분자인 폴리글리코라이드와 혼합하며, 혼합한 후에 압축성형기를 이용하여 복합재료를 제조한다. 즉, 온도를 가하고 압출성형 및 압축성형을 통해 복합재료를 생성하는 데, 180℃에서 100MPa의 압력으로 하여 의료용 복합재료를 제조할 수 있다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되,
섬유상 세라믹 강화제의 제조시 PVC의 고분자를 용해시킨 뒤에 세라믹 나노분말로 Mg을 이용하여 제조하였으며, 소성되는 온도는 800℃로 하여 고분자가 제거된 섬유상 세라믹 강화제를 제조하였다.
또한, 복합재료의 제조시 180℃에서 150MPa의 압력으로 하여 의료용 생분해성 복합재료를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되,
섬유상 세라믹 강화제의 제조시 PGA의 고분자를 용해시킨 뒤에 세라믹 나노분말로 베타-삼인산칼슘을 이용하여 제조하였으며, 소성되는 온도는 500℃로 하여 고분자가 제거된 섬유상 세라믹 강화제를 제조하였다.
또한, 복합재료의 제조시 180℃에서 150MPa의 압력으로 하여 의료용 생분해성 복합재료를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일하게 실시하되,
섬유상 세라믹 강화제의 제조시 PLLA의 고분자를 용해시킨 뒤에 세라믹 나노분말로 Ni을 이용하여 제조하였으며, 소성되는 온도는 1000℃로 하여 고분자가 제거된 섬유상 세라믹 강화제를 제조하였다.
또한, 소성이후에 결정성장단계를 추가적으로 진행하였는 데, 고온의 플라즈마를 이용해 세라믹을 용융하여 증착하는 건식방법을 통해 진행하였다.
또한, 복합재료의 제조시 180℃에서 150MPa의 압력으로 하여 의료용 생분해성 복합재료를 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 복합재료를 이용하여 실시한 물성테스트는 다음과 같다.
굽힘강력(MPa) 굽힘탄성율(GPa)
실시예 1 295 18
실시예 2 300 20
실시예 3 307 18
실시예 4 303 19
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 의료용 생분해성 복합재료에 있어서,
    높은 종횡비를 갖는 섬유상 세라믹 강화제가 포함된 재료로,
    상기 섬유상 세라믹 강화제는 10~900nm의 직경범위를 갖으며, 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상이며,
    상기 섬유상 세라믹 강화제의 제조는 세라믹입자를 고분자와 혼합하여 전기방사를 통해 나노섬유를 제조한 이후 소성을 통해 고분자를 제거하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료.
  2. 제1항에 있어서,
    복합재료는 섬유상 세라믹 강화제 및 생체분해성 고분자로 구성된 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹입자는 베타-삼인산칼슘과 HA(hydroxyapatite)를 포함하는 calcium phosphate화합물과 Mg과 Ni과 Cu 중 1이상 포함되거나, 이들의 합금물질인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생체분해성 고분자는 생체분해성 고분자들은 폴리글리코라이드(Polyglycolide), 글리코라이드 공중합체(Copolymers of glycolide), 글리코라이드-락티드 공중합체(Glycolide-lactide copolymers), 글리코라이드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체(Glycolide-trimethylene carbonate copolymers), 폴리락티드(Polylactides), 폴리-L-락티드(Poly-L-lactide), 폴리-D-락티드(Poly-D-lactide), 폴리-DL-락티드(Poly-DL-lactide), L-락티드/DL-락티드 공중합체, L-락티드/D-락티드 공중합체, 폴리락티드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 글리코라이드 공중합체, 락티드-트리메틸렌 카보네이트 공중합체, 락티드/δ-바레로락톤(δ-valerolactone) 공중합체, 락티드/ε-카프로락톤 공중합체, 폴리데프시펩티드(글리신-DL-락티드 공중합체)[Polydepsipeptides(glycine-DL-lactide copolymer)], 폴리락티드/에틸렌옥사이드 공중합체, 애시미트리컬리 3,6-서브스티튜티드 폴리-1,4-디옥산-2,5-디온스 (Asymmetrically 3,6-substituted poly-1,4-dioxane-2,5-diones), 폴리-β-하이드록시부틸레이트(Poly-β-hydroxybutyrate), 폴리-β-하이드록시부틸레이트/β-하이드록시바레레이트(β-hydroxyvalerate) 공중합체, 폴리-β-하이드록시프로피오네이트(Poly-β-hydroxypropionate), 폴리-p-디옥산온, 폴리-δ-바레로락톤(Poly-δ-valerolactone), 폴리-ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 1이상 선택 또는 이들의 공중합체 인것을 특징으로 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료.
  6. 제1항에 있어서,
    생체분해성 고분자 : 섬유상 세라믹 강화제의 부피%가 30~70부피% : 70~30부피%인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료.
  7. 고분자와 세라믹 나노분말을 혼합하는 혼합단계;
    혼합된 물질을 전기방사하여 나노섬유 형태로 제조하는 전기방사단계;
    나노섬유에서 고분자를 제거하여 섬유상 세라믹 강화제를 형성하는 소성단계; 및
    생체분해성 고분자 혼합 후 압축성형하는 성형단계를 포함하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 혼합단계에서 고분자와 세라믹 나노분말의 혼합비율은 세라믹 나노분말을 전체 100중량%에 대하여 15 ~ 50중량%로 하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 소성단계에서 제조된 섬유상 세라믹 강화제는 직경 대비 길이의 종횡비가 5이상인 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 성형단계에서 압축성형으로 제조하되, 압축시의 압력은 50 ~ 200MPa이며 온도는 50 ~ 300℃로 실시하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 소성단계 이후에 섬유상 세라믹 강화제의 연결성을 강화하고 물성을 증대하기 위한 결정성장 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유상 세라믹 강화제를 포함하는 의료용 생분해성 복합재료 제조방법.
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