KR101846847B1 - 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법 - Google Patents

3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101846847B1
KR101846847B1 KR1020150016790A KR20150016790A KR101846847B1 KR 101846847 B1 KR101846847 B1 KR 101846847B1 KR 1020150016790 A KR1020150016790 A KR 1020150016790A KR 20150016790 A KR20150016790 A KR 20150016790A KR 101846847 B1 KR101846847 B1 KR 101846847B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
bioabsorbable polymer
support
bone defect
dimensional printing
Prior art date
Application number
KR1020150016790A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160095481A (ko
Inventor
정홍희
장주웅
심영복
이정수
임용우
Original Assignee
주식회사 셀루메드
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 셀루메드 filed Critical 주식회사 셀루메드
Priority to KR1020150016790A priority Critical patent/KR101846847B1/ko
Publication of KR20160095481A publication Critical patent/KR20160095481A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101846847B1 publication Critical patent/KR101846847B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46—Composite 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2/2846—Support means for bone substitute or for bone graft implants, e.g. membranes or plates for covering bone defects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2002/2835—Bone graft implants for filling a bony defect or an endoprosthesis cavity, e.g. by synthetic material or biological material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (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)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

본 발명은 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트를 재료로 하여, 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트를 냉각 분쇄한 다음, 3차원 프린팅으로 성형하는 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법 {Method of Preparing Scaffold for Filling of Bone Loss By Using 3 Dimensional Printing}
본 발명은 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트를 재료로 하여, 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트를 냉각 분쇄한 다음, 3차원 프린팅으로 성형하는 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것이다.
결손된 골의 신속하고 완전한 회복을 위한 많은 실험적, 임상적 시도들이 오래 전부터 진행되어 왔으며, 그 동안의 노력으로 다양한 골 이식재, 골 대체재 및 골 성장 인자들이 연구, 개발되었다. 그러나, 아직까지도 이상적이고 완벽한 골 대체물은 개발되지 못하였으며, 이를 찾기 위한 여러 연구들이 다양하게 진행되고 있다.
골 결손시 가장 이상적인 방법인 자가 골이식은 신체의 다른 부위에 대한 부가적인 수술을 요하게 되며, 채취 부위의 병적 상태 여부에 따라 채취된 골의 질이 결정되고 골 채취량도 제한적이다.
이에, 최근 조직공학적 접근을 통한 골 재생에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이를 위해 골 결손 충진용 지지체의 개발에 대한 연구 역시 활발하다.
골 결손 충진용 지지체는 일정한 강도와 형태를 갖는 고분자를 이용한 스폰지 타입, 매트릭스 형태의 나노 섬유 또는 젤 타입의 세포 배양 지지체로 제조될 수 있으며, 특정 깊이 또는 높이를 갖는 3차원 형상의 조직을 만들기 위해 중요한 역할을 한다.
일반적인 지지체의 제조방법으로는 고분자 소재의 고온압축 (hot pressing) 또는 고온등압압축 (hot isostatic pressing; HIP)을 통한 제조, 열유도상분리 (thermally induced phase separationl; TIPS), 용매주조/입자용탈(solvent casting/particle leaching), 고체 자유성형(solid free-form), 마이크로스피어 소결 (microsphere sintering) 또는 스캐폴드 코팅(scaffold coating) 등을 통한 제조 기술들이 있다.
그러나, 종래 공지된 제조방법은 소재 적용에 제약이 있고, 유기용매의 잔류 가능성이 있어 독성에 영향을 미치고, 낮은 강도 및 균일한 다공질체 제조의 어려움 및 제조에 고비용이 소비되는 단점이 있다.
이러한 기술적 배경하에서, 본 출원의 발명자들은 3차원 프린팅으로 성형하는 방법을 통해, 골 결손 충진에 적합한 지지체를 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결하고, 비용 경제적이면서도 골 재생 효과가 우수하여 골 결손 충진에 적합한 지지체를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 다음의 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것이다:
다음의 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법:
(a) 생체 흡수성 고분자를 냉각 분쇄하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 분쇄된 분말에 트리칼슘포스페이트 (TCP)를 균일하게 혼합하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 분말을 재분쇄하고 균일하게 혼합하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)의 분말을 용융시키고 3차원 프린팅을 이용하여 성형하는 단계.
본 발명의 제조방법에 따르면, 생체 적합성 고분자 재료의 손실을 감소시킬 수 있고, 성형에 고가의 몰드가 필요하지 않아 경제적일 뿐 아니라, 다양한 형태의 지지체를 제조할 수 있다.
도 1은 3D 프린팅 방법으로 제조된 골이식재에 적합한 기공을 가진 원추형 이식재를 나타낸 도면이다.
도 2는 Nitrogen Mill을 이용해 PLLA와 트리칼슘포스페이트(TCP)분말을 혼합 후 프린팅한 원추형 이식재의 X-RAY 이미지를 나타낸 도면이다.
도 3은 0.4mm 및 0.5mm 직경의 노즐을 이용하여 8mm, 6mm, 4mm 스트랜드 길이의 이식재를 제조한 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 0.5mm 직경의 노즐로 변경하여 8mm, 6mm, 4mm 스트랜드 길이의 이식재를 제조한 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 일 관점에서, 다음의 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법에 관한 것이다: (a) 생체 흡수성 고분자를 냉각 분쇄하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 분쇄된 분말에 트리칼슘포스페이트 (TCP)를 균일하게 혼합하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 분말을 재분쇄하고 균일하게 혼합하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)의 분말을 용융시키고 3차원 프린팅을 이용하여 성형하는 단계.
본 발명의 제조방법에 따르면, 규격화된 골 결손 충진용 지지체를 제작할 수 있을 뿐 아니라, 종래의 성형방법과 달리 몰드 없이도 다양한 형태의 맞춤형 지지체 (스캐폴드) 제작이 가능하며, 3차원 구조의 지지체에서 다공성이나 공극간 상호연결 정도 등을 조절하는 것이 용이하다. 또한, 트리칼슘포스페이트를 포함함으로써, 골생성 유도 및 골 형성능이 향상된 골 결손 충진용 지지체를 제조할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 지지체는 스캐폴드와 병용될 수 있고, 생체 내에 매식되어 소기의 기능을 발휘하는 생체 매식용 의료 기기로, 반복되는 하중 및 순간적 압력에 견딜 수 있는 강도를 유지할 뿐 아니라, 생체 친화성 또는 적합성을 나타낸다.
상기 지지체는 물리적으로 안정해야 하고, 생리 활성을 나타내면서도 조직 형성 후 분해되고, 분해 산물이 독성을 가지지 않아야 한다. 이를 고려하여, 상기 생체 흡수성 고분자는 예를 들어, 리글리콜산 (PGA), 폴리락트산 (PLA), 폴리-L-락트산 (PLLA), 폴리-D-락트산 (PDLA) 또는 키토산 (chitosan)일 수 있다.
본 발명은 (a) 생체 흡수성 고분자를 냉각 분쇄하는 단계를 포함한다. 상기 단계 (a)에서 냉각 분쇄는 생체 흡수성 고분자를 급속 냉각하고 분쇄하는 것을 의미하며, 목적하는 균일한 입자로 분쇄 및 혼합 가능한 것이라면 제한되지 않으나, 예를 들어 Nitrogen Mill을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 단계 (a)에서 냉각 분쇄는 생체 흡수성 고분자를 액체질소로 급속 냉각하고, 분쇄기를 500-3,000 CPM 1-10분 간격으로 1-5회 조건에서 작동시켜 입자를 분쇄하는 것일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 단계 (a)는 생체 흡수성 고분자 입자를 Nitrogen Mill을 이용해 액체질소로 1-10분, 바람직하게 3-7분, 더욱 바람직하게 3-5분간 급속냉각 후 500-3,000 CPM, 바람직하게 700-2,000 CPM, 더욱 바람직하게 800-1,500 CPM으로 1-10분 간격, 바람직하게 2-5분 간격, 더욱 바람직하게 2-4분 간격으로 1-5 cycle, 바람직하게 2-4 cycle 분쇄하는 것일 수 있다. 이 때, 액체질소에 의한 냉각 온도는 -90℃~-50℃, 예를 들어 -80℃~-60℃일 수 있다.
이후, 본 발명은 (b) 단계 (a)에서 분쇄된 분말에 트리칼슘포스페이트 (TCP)를 균일하게 혼합하는 단계를 포함한다.
상기 트리칼슘포스페이트는 생체 흡수성 고분자 분말 1 중량부를 기준으로 0.1-0.9 중량부, 바람직하게 0.1-0.7 중량부의 트리칼슘포스페이트 분말을 혼합 후 1,000 CPM으로 1분 분쇄하는 것일 수 있다. 전술한 범위 내로 생체 흡수성 고분자 분말 및 트리칼슘포스페이트 분말을 혼합하는 경우, 3차원 프린팅으로 성형시 균일한 굵기의 스트랜드를 수득할 수 있으며, 이러한 스트랜드가 적층되어 형성된 지지체는 골 결손 충진용 지지체에 적합한 다공성을 유지할 수 있다. 그러나, 트리칼슘포스페이트 분말을 생체 흡수성 고분자 분말 1 중량부를 기준으로 0.9 중량부를 초과하여 포함하면, 앞서 언급한 균일한 굵기의 스트랜드 수득 및 골 결손 충진용 지지체에 적합한 다공성을 가지는 지지체 제조가 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 (c) 단계 (b)에서 혼합된 분말을 재분쇄하고 균일하게 혼합하는 단계를 포함한다.
3차원 프린팅 성형을 위한 템플레이트 제작에서 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트의 분말을 용융하여 사용하는데, 상기 단계 (a)에서 1차 분쇄된 생체 흡수성 고분자의 분말은 입도가 100 um 내지 500 um, 바람직하게 100 um 내지 200 um 일 수 있다. 단계 (b)를 통해 추가되어, 단계 (c)에서 분쇄된 트리칼슘포스페이트 분말은 입도가 예를 들어, 10nm 내지 100nm, 바람직하게 20 nm 내지 50nm일 수 있다. 전술한 범위 내의 크기를 가지는 분말을 사용하는 경우 노즐에서 균일한 굵기의 스트랜드가 수득되며, 균일하게 트리칼슘포스페이트가 혼합되어 있는 지지체를 제조할 수 있는 효과가 있다. 다만, 전술한 범위를 벗어나는 입도의 생체 흡수성 고분자 및 트리칼슘포스페이트 분말 사용시 노즐이 막히거나 불균일한 스트랜드로 골 결손 충진용 지지체에 적합한 다공성이 생성되지 않는 문제점이 있다.
경우에 따라서, 상기 단계 (c)에서 분쇄 및 혼합은 단계 (a)에서와 마찬가지로 예를 들어 Nitrogen Mill을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 단계 (c)에서 분말은 재분쇄를 통해 예를 들어 10 내지 200 um, 바람직하게 50 내지 150 um의 입도를 가질 수 있다.
본 발명은 (d) 단계 (c)의 분말을 용융시키고 3차원 프린팅을 이용하여 성형하는 단계를 포함한다.
상기 단계 (d)의 용융을 수행하는 용융 온도는 선택된 생체 흡수성 고분자의 종류에 적합한 온도 범위에서 수행할 수 있으나, 예를 들어, 180~220℃, 바람직하게 190~210℃의 온도에서 수행될 수 있다. 생체 흡수성 고분자를 포함한 지지체의 성형 용이성을 고려하여, 전술한 범위 내의 용융 온도에서 용융하는 것이 바람직하다.
상기 단계 (d)에서 용융물은 예를 들어, 400~900kpa의 압력에서 40-900mm/min의 속도로 3차원 프린팅하여 성형할 수 있다. 전술한 압력 및 속도 범위는 지지체 성형에 적합한 조건으로, 이에 의해 제조된 지지체는 목적하는 골 결손 충진용 지지체로 사용되기 위해 적합한 규격을 가질 수 있다.
사용되는 3차원 프린터의 노즐에 따라, 상기 단계 (d)는 용융물을 예를 들어 0.1 내지 1.0 mm의 직경을 가지는 스트랜드 및/또는 3 내지 10 mm 길이의 스트랜드 형태로 방사시켜 성형할 수 있다. 노즐의 변경을 통해 다양한 직경 및 길이를 가지는 스트랜드를 이용하여 지지체를 제작할 수 있다.
이 때, 상기 사용되는 3차원 프린터의 노즐은 예를 들어, 0.1mm 이상일 수 있고, 바람직하게 직경이 0.3-0.4mm일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해당 범위의 직경을 가지는 노즐을 포함하는 3차원 프린터에서 목적하는 지지체를 제작할 수 있으며, 0.4mm를 초과하는 범위의 노즐 직경 예를 들어 0.5mm의 직경을 가지는 노즐은 균일하면서도 충분한 다공성이 확보되는 지지체 제작이 어려움을 확인하였다.
상기 지지체는 그 형태에 제한이 없으나, 예를 들어 원형, 원추형 형태로 성형할 수 있고, 바람직하게 원추형 형태로 성형할 수 있다. 구형의 지지체에 비해 원추형의 지지체는 체내에 이식하는 경우 비어있는 공간이 줄어들어 골 형성 부위가 증가될 수 있다. 골 결손 충진용 지지체를 체내에 이식하는 경우, 사용자의 물리적인 힘에 의해 공간을 채우게 되는데 이러한 경우 원추형의 지지체는 형태적으로 서로 잘 맞물려 비어있는 공간이 감소될 수 있다. 또한, 원추형은 모서리가 존재하지 않으므로 사용자의 손에 상처를 입혀 감염을 일으키는 위험성을 감소시킬 수 있다.
상기 지지체는 다공성으로, 세포가 부착하고 증식할 수 있는 구조이며, 높은 다공간 상호연결성을 가지는 다공성 구조로 영양분과 대사 폐기물의 흐름을 원활하게 하고, 세포 접착에 적합한 표면 화학 특성과 세포 성장에 충분한 표면적을 가질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 지지체는 예를 들어 0.1 내지 1.0 mm 크기의 공극을 가질 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: PLLA+β-TCP 골 결손 충진용 지지체의 제조
Nitrogen Mill(KM TECH)로 1차 냉각(-70℃) 분쇄한 PLLA와 β-TCP 분말을 30%, 70% 또는 90%로 혼합 후 2차 분쇄하여 균일하게 혼합 후, 190~210℃에서 녹인 후 3D 프린터 (프로테크코리아) 압력 400~900kpa, 속도 40-900mm/min의 조건에서 다양한 스트랜드 굵기 및 다양한 사이즈의 다공성을 가지는 지지체를 제작하였다 (도 1).
이후, 스트랜드를 각각 8mm, 6mm 및 4mm의 길이로 제작하였고, 노즐 크기는 0.3mm이었으며, 스트랜드 직경은 0.3mm, 공극 크기는 평균 0.3mm이었다. 용융 온도는 190-210℃로 조절하고, 프린팅 속도를 60-70 mm/min 및 압력은 800-900 kPa로 하여 제조하였다.
PLLA 분말에 β-TCP 분말을 70%로 혼합한 bone chip 형태의 골 결손 충진용 지지체를 제작하였으며, 스트랜드의 길이에 따라 8mm, 6mm 및 4mm인 지지체의 구조는 도 2에 나타낸 바와 같다.
PLLA 분말에 β-TCP 분말을 70%로 혼합하여 지지체 제조시, 노즐을 변경하는 경우에는 균일한 직경의 스트랜드 및 다공성 얻기에 어려울 수 있다. 노즐의 직경에 따라 0.4mm 노즐 및 0.5mm 노즐 직경을 각각 사용하여 제조된 지지체의 구조는 도 3에 나타낸 바와 같다. 0.4mm 직경의 노즐에서 0.5mm 직경의 노즐로 변경시 골 결손 충진에 적합하도록 균일하면서도 충분한 다공성이 확보되는 지지체 제작이 어려웠다. 0.5mm 직경의 노즐로 제조된 지지체의 구조를 도 4에 나타내었다. 도 4에서와 같이, 0.5mm 직경의 노즐로 변경시 골 결손 충진에 적합하도록 균일성 및 다공성이 확보된 지지체가 제작되지 않음을 확인하였다. 이는 도 2의 구조와 비교하면 더욱 명확하다. 이에, 노즐 직경은 0.3mm에서 0.4mm인 것이 바람직하다.
비교예 1
Nitrogen Mill(KM TECH)로 냉각 분쇄하지 않고, PLLA에 β-TCP 분말을 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건에서 지지체를 제조하였다. 그 결과, PLLA와 β-TCPβ-TCP 혼합이 균일하지 못하여 용융 후 3D 프린터 노즐이 막히는 것을 확인하였다. 이에, 스트랜드가 노즐로 배출되지 못하여 목적하는 지지체를 제조할 수 없음을 확인하였다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (11)

  1. 다음의 단계를 포함하는 골 결손 충진용 지지체의 제조방법:
    (a) 생체 흡수성 고분자를 Nitrogen Mill을 이용하여 액체질소로 1-10분간 -90℃~-50℃로 급속 냉각하고, 분쇄기를 500-3,000 CPM 1-10분 간격으로 1-5회 조건에서 작동시켜 분쇄하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)에서 냉각 분쇄되어 입도가 100μm 내지 500μm인 생체 흡수성 고분자 1 중량부를 기준으로 0.1-0.9 중량부의 트리칼슘포스페이트 (TCP) 분말을 균일하게 혼합하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)에서 혼합된 생체 흡수성 고분자와 TCP 분말을 재분쇄하고, 상기 생체 흡수성 고분자와 입도가 10nm 내지 100nm인 TCP 분말을 균일하게 혼합하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)의 혼합물을 용융시키고 0.3~0.4mm 직경의 노즐을 가지는 프린터로 3차원 프린팅하여 성형하는 단계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생체 흡수성 고분자는 리글리콜산 (PGA), 폴리락트산 (PLA), 폴리-L-락트산 (PLLA), 폴리-D-락트산 (PDLA) 또는 키토산 (chitosan)인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)에서 용융은 혼합물을 190~210℃에 적용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)는 용융된 분말을 400~900kpa의 압력에서 40-900mm/min의 속도로 주입하여 3차원 프린팅으로 성형하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)는 용융물을 직경이 0.1 내지 1.0 mm이고, 길이가 3 내지 10 mm인 스트랜드 형태로 방사시켜 성형하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 삭제
KR1020150016790A 2015-02-03 2015-02-03 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법 KR101846847B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150016790A KR101846847B1 (ko) 2015-02-03 2015-02-03 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150016790A KR101846847B1 (ko) 2015-02-03 2015-02-03 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160095481A KR20160095481A (ko) 2016-08-11
KR101846847B1 true KR101846847B1 (ko) 2018-04-09

Family

ID=56714152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150016790A KR101846847B1 (ko) 2015-02-03 2015-02-03 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101846847B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101996849B1 (ko) 2018-12-26 2019-10-01 (주)메디쎄이 하악골결손부위에 삽입되는 환자 맞춤형 하악골 임플란트 및 이의 제조방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102012036B1 (ko) * 2016-10-11 2019-08-19 인천대학교 산학협력단 바이오 3ｄ 프린팅 지지체용 원료, 및 이를 이용한 3차원 지지체의 제조방법
CN107213526A (zh) * 2017-05-26 2017-09-29 华南理工大学 一种用于组织工程的三维复合多孔支架及其制备方法
KR102080628B1 (ko) 2017-12-20 2020-02-24 대구가톨릭대학교산학협력단 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조방법
KR102069847B1 (ko) * 2018-01-23 2020-01-23 (주)바이오리진 3d 프린팅에 의한 골 이식재의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054908A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Gc Corp 骨補填材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054908A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Gc Corp 骨補填材

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Xu, N. et al., ACS Applied Materials & Interfaces(2014) Vol.6, pp.14952-14963*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101996849B1 (ko) 2018-12-26 2019-10-01 (주)메디쎄이 하악골결손부위에 삽입되는 환자 맞춤형 하악골 임플란트 및 이의 제조방법
US11701230B2 (en) 2018-12-26 2023-07-18 Medyssey Co., Ltd. Patient-specific mandibular implant inserted into mandibular defect region and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160095481A (ko) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101846847B1 (ko) 3차원 프린팅을 이용한 골 결손 충진용 지지체의 제조방법
Thavornyutikarn et al. Bone tissue engineering scaffolding: computer-aided scaffolding techniques
CN106178124B (zh) 一种可降解高分子网络/磷酸钙骨水泥复合骨修复材料及其制备方法与应用
CN100506296C (zh) 生物降解材料元件
US20090246873A1 (en) Scaffold for tissue engineering and production method thereof
US20090148489A1 (en) Bioabsorbable material
KR20160094803A (ko) 뼈 재생용 스캐폴드 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드
JP4904256B2 (ja) 組織および骨用の足場において傾斜細孔構造を得るための方法、ならびに、組織および骨用の傾斜細孔構造を有する足場
KR100979628B1 (ko) 균일한 다공구조를 갖는 조직공학용 다공성 입자 및 이의제조방법
Sohn et al. Fabrication of dual-pore scaffolds using a combination of wire-networked molding (WNM) and non-solvent induced phase separation (NIPS) techniques
EP2455113A2 (en) Process for forming a porous pva scaffold using a pore-forming agent
CN110101487B (zh) 一种多级仿生矿化胶原基颅骨修复植入体及其制备方法
KR100956415B1 (ko) 고분자 구형입자의 제조방법
KR101280891B1 (ko) 골 조직 재생용 본 칩의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 골 조직 재생용 본칩
KR101862026B1 (ko) 원추형 흡수성 골 이식재
KR101413541B1 (ko) 삼차원 인공 지지체 제조방법
CN104707182B (zh) 椎间植入物
KR101644828B1 (ko) 조직 재생용 3차원 구조체의 제조 방법, 제조 장치 및 이에 따른 구조체
WO2018124897A1 (en) Method of manufacturing composite bone implants, method of manufacturing granulate for such implants and bone implant
KR102123540B1 (ko) 세라믹 입자를 포함하는 골이식재의 제조방법
JP6207313B2 (ja) 組織工学用支持体
US9795710B2 (en) Method of fabricating scaffold for tissue engineering
JP2022088628A (ja) 骨移植片代用品
Kumar et al. Polymeric Nano-Composite Scaffolds for Bone Tissue Engineering
Wang et al. Current progress of key technology of porous bone tissue scaffold manufacturing using selective laser sintering rapid prototyping (SLS)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant