KR102010467B1 - Metal biomaterial and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

타이타늄을 포함하는 금속재를 강소성 변형시키는 단계; 및 상기 소성 변형된 금속재의 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함하는 금속 생체재료 제조방법이 소개된다.Rigidly deforming the metal material including titanium; And forming a coating layer comprising molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface of the plastically deformed metal material.

Description

금속 생체재료 및 그 제조방법{METAL BIOMATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Metal biomaterial and its manufacturing method {METAL BIOMATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

금속 생체재료 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 강도, 항균성 및 생체적합성이 우수한 금속 생체재료 및 그 제조방법에 관한 것이다.A metal biomaterial and a method of manufacturing the same. In particular, it relates to a metal biomaterial excellent in strength, antimicrobial activity and biocompatibility, and a method of manufacturing the same.

금속 생체재료는 인체의 경조직을 대체할 수 있는 재료로 스테인레스강과 타이타늄 합금(Ti-6Al-4V)이 주로 이용되고 있다. 그러나 스테인레스강과 타이타늄 합금이 지니고 있는 원소의 독성으로 인해 최근 이용 위험 가능성이 대두되는 추세이며, 인체 내 장기간 안전하게 이용할 수 있는 대체제로서 순 타이타늄이 주목을 받고 있다. 순 타이타늄은 인체 내 독성이 없고 생체적합성과 내식성이 우수하여 생체재료로서 주목받아 왔으나 강도가 상용화 재료만큼 좋지 않아 인체 내 장기간 이용 시 문제가 있어 응용 분야가 제한되고 있다.Metal biomaterials are used to replace hard tissues of the human body, and stainless steel and titanium alloys (Ti-6Al-4V) are mainly used. However, due to the toxicity of the elements of stainless steel and titanium alloys, there is a recent trend of risk of use, and pure titanium is attracting attention as a substitute for long-term use safely in the human body. Pure titanium has been attracting attention as a biomaterial because it has no toxicity in human body and has excellent biocompatibility and corrosion resistance, but its strength is not as good as that of commercially available materials, so there is a problem in prolonged use in the human body, thereby limiting its application field.

순 타이타늄의 기계적 물성을 향상시키기 위해 강소성 가공(severe plastic deformation)공정이 이용되며 대표적으로 등통로각 압축(equal-channel angular pressing)공정이 있다. 그러나 강소성 공정을 통해 제조된 초미세 결정립 순 타이타늄은 좋은 생체적합성을 지님에도 불구하고 박테리아 증착이 잘 일어날 수 있기 때문에 실제 의료기기로의 사용 시 감염의 위험이 있다는 단점을 지니고 있다.In order to improve the mechanical properties of pure titanium, a severe plastic deformation process is used, and there is an equal-channel angular pressing process. However, the ultrafine grained pure titanium prepared by the Jiangsu process has the disadvantage of risk of infection when used as a medical device because bacteria deposition can occur well even though it has good biocompatibility.

박테리아 감염은 수술 직후뿐 아니라 혈액 또는 임파선의 경로로도 일어날 수 있다. 때문에 의료기기 표면의 박테리아의 완전한 제거는 수술 이후의 감염을 완전히 방지할 수 없으며, 생적합성을 유지하면서도 박테리아 감염을 방지할 수 있는 의료기기 표면으로 접근하는 방식이 요구된다. 이를 해결하고자 고분자(PMMA, PEG 등)를 통한 코팅법이 개발되었으나 고분자는 인체 내에서 분해가 일어나 8 내지 12일 정도밖에 유지될 수 없다는 치명적인 단점을 지니고 있다. 반면, 2D(Two-dimension) 재료는 인체 내 환경에서 안정적으로 이용될 수 있으며, 특히 고분자와 달리 인체 내 분해가 일어나지 않아 장기적인 이용이 가능하다.Bacterial infection can occur not only right after surgery but also in the blood or lymph pathway. Therefore, the complete removal of bacteria on the surface of the medical device is not able to completely prevent the postoperative infection, and requires a method of approaching the surface of the medical device to prevent bacterial infection while maintaining biocompatibility. To solve this problem, a coating method using a polymer (PMMA, PEG, etc.) has been developed, but the polymer has a fatal disadvantage that it can be maintained for only about 8 to 12 days due to decomposition in the human body. On the other hand, 2D (Two-dimension) material can be used stably in the environment of the human body, and unlike polymers, in particular, long-term use is possible because decomposition does not occur in the human body.

선행기술 문헌 1: JUNG, H. S. et al., RCS Adv.,(2016) Vol.6, pp.26719-26724Prior Art Document 1: JUNG, H. S. et al., RCS Adv., (2016) Vol. 6, pp. 26719-26724

MoS2(molybedenum disulfide)을 포함하는 코팅을 통해 순 타이타늄 표면의 젖음성 향상과 더불어 표면의 활성 산소 발생량을 증가시켜 항균 효과를 극대화하면서도 생체적합성을 유지하는 것이 가능한 금속 생체재료 및 그 제조방법을 제공한다.MoS 2 (molybedenum disulfide) provides a metal biomaterial and a method of manufacturing a metal that can maintain the biocompatibility while maximizing the antimicrobial effect by increasing the wettability of the surface of the pure titanium surface and increase the amount of active oxygen generated on the surface .

본 발명의 일 실시예에 의한 금속 생체재료 제조방법은 타이타늄을 포함하는 금속재를 강소성 변형시키는 단계; 및 상기 소성 변형된 금속재의 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함한다.Metal biomaterial manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of rigidly deforming the metal material including titanium; And forming a coating layer including molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface of the plastically deformed metal material.

상기 금속재를 강소성 변형시키는 단계는, 타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 막대 형태인 금속재를 마련하는 단계; 상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계; 및 상기 압축된 금속재를 인발시키는 단계;를 포함할 수 있다.The rigid deformation of the metal material may include: providing a metal material having a titanium purity of 90% by weight or more and having a rod shape; Compressing the metal material in an isopath angle; And drawing out the compressed metal material.

상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계에서, 상기 금속재의 평균 결정립 입경이 100nm 이하가 되도록 복수 회 반복하여 압축시킬 수 있다.In the step of compressing the metal material in a constant channel angle, the metal material may be repeatedly compressed a plurality of times so that the average grain size of the metal material is 100 nm or less.

상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계에서, 100℃ 이상에서 상기 금속재를 가공할 수 있다.In the step of compressing the metal material in a constant channel angle, the metal material may be processed at 100 ° C. or more.

상기 코팅층을 형성시키는 단계에서, 3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 이용하여 상기 금속재 표면 상에 상기 코팅층을 형성시킬 수 있다.In the forming of the coating layer, the coating layer may be formed on the surface of the metal using 3-APTES (3-aminopropyltriethoxysilane).

상기 금속재를 강소성 변형시키는 단계 이후, 상기 소성 변형된 금속재의 표면을 부식시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.After the step of rigidly deforming the metal material, corroding the surface of the plastically deformed metal material; may further include.

상기 금속재의 표면을 부식시키는 단계에서, 부식액을 이용하여 상기 금속재를 에칭시키되, 상기 부식액은, 질산 용액 및 상기 질산 용액 100중량부에 대하여, 1 내지 15중량부의 불산 용액을 포함할 수 있다.In the step of corroding the surface of the metal material, the metal material is etched using a corrosion solution, wherein the corrosion solution may include 1 to 15 parts by weight of hydrofluoric acid solution based on 100 parts by weight of the nitric acid solution and the nitric acid solution.

상기 금속재의 표면을 부식시키는 단계에서, 1분 내지 30분 동안 상기 부식액에 상기 금속재를 에칭시킬 수 있다.In the step of corroding the surface of the metal material, the metal material may be etched in the corrosion solution for 1 to 30 minutes.

본 발명의 일 실시예에 의한 금속 생체재료는 타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 평균 결정립 입경이 100nm 이하인 금속재; 및 상기 금속재의 표면 상에 위치하고, 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층;을 포함한다.Metal biomaterial according to an embodiment of the present invention is a metal material having a titanium purity of 90% by weight or more, the average grain size of 100nm or less; And a coating layer disposed on the surface of the metal material and including molybdenum disulfide (MoS 2 ).

상기 코팅층의 두께는 1 내지 100nm일 수 있다.The thickness of the coating layer may be 1 to 100nm.

상기 금속재의 인장강도는 1000MPa 이상일 수 있다.The tensile strength of the metal material may be 1000 MPa or more.

상기 금속 생체재료 표면의 접촉각은 45°이하이고, 표면 에너지는 55mJ/m2 이상일 수 있다.The contact angle of the surface of the metal biomaterial may be 45 ° or less, and the surface energy may be 55 mJ / m 2 or more.

본 발명의 일 실시예에 의한 금속 생체재료는 인체 내에서 분해가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 항균성이 뛰어나고, 박테리아의 증착도 잘 이루어지지 않으므로 순도가 90중량% 이상의 타이타늄 재질로 형성된 금속재 표면에 코팅되어 최적의 금속 생체재료로서 기능할 수 있다.The metal biomaterial according to an embodiment of the present invention is not only decomposed well in the human body, but also has excellent antibacterial properties and is not well deposited, so that the coating on the surface of the metal material formed of titanium material having a purity of 90 wt% or more Can function as an optimal metal biomaterial.

나아가 초고강도 기계적 물성으로 인해 의료 기기의 소형화(down-sizing)를 이룰 수 있다. 또한, MoS2의 가격 경쟁력으로 의료 기기 산업으로서의 적용 가능성을 높일 수 있다.Furthermore, ultra-high mechanical properties can lead to downsizing of medical devices. In addition, the price competitiveness of MoS 2 can increase the applicability as a medical device industry.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 코팅층을 형성시키는 단계를 도식화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등통로각 압축 공정 후, 형성된 초미세 결정립 미세조직 사진 및 초미세 결정립의 초고강도 기계적 물성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 코팅되지 않은 비교예 1(시편명, Ti)과 코팅된 비교예 2(조대 결정립 (시편명, MS-Ti), 실시예 1(시편명, MS-ECAP), 실시예 2(시편명, MS-eECAP))을 SEM(Scanning electron microscopy)으로 관찰한 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 표면 거칠기를 AFM(Atomic force microscope) 방법으로 관찰한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 표면에 코팅된 MoS2의 성분을 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 관찰한 결과이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따라 코팅 결과, 표면의 젖음성이 향상된 결과를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 표면의 젖음성이 향상되었기 때문에 세포 증식이 향상된 결과를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 박테리아 배양 후 항균성이 향상된 결과를 보여주는 도면이다. 또한, Single oxygen sensor green(SOSG) 양을 통해 Reactive oxygen species(ROS)를 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 임플란트 시편이 인공뼈에 삽입된 모습을 나타낸 것이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따라 코팅된 표면이 인공뼈 삽입 전 후, 모두 MoS2를 포함하는 코팅층을 유지하고 있는 것을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating a step of forming a coating layer according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the ultra-high mechanical properties of the ultrafine grain microstructure photograph and the ultrafine grains formed after the isopath angle compression process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows Comparative Example 1 (Sample Name, Ti) and Coated Comparative Example 2 (Coarse Grain (Sample Name, MS-Ti), Example 1 (Sample Name, MS-ECAP) which were not coated according to an embodiment of the present invention. ) And Example 2 (sample name, MS-eECAP) are the results of SEM (Scanning electron microscopy).
4 is a result of observing the surface roughness by the AFM (atomic force microscope) method according to an embodiment of the present invention.
5 is a result of observing the components of MoS2 coated on the surface according to an embodiment of the present invention through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
Figure 6 is a view showing the result of the coating result, the improved wettability of the surface according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the results of improved cell proliferation because the surface wettability is improved according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the results of improved antimicrobial properties after bacterial culture according to an embodiment of the present invention. In addition, it is a view showing the result of measuring the reactive oxygen species (ROS) through the amount of Single oxygen sensor green (SOSG).
Figure 9 shows the implant specimen prepared according to an embodiment of the present invention is inserted into the artificial bone.
10 is a view showing that the coated surface according to an embodiment of the present invention maintains the coating layer including MoS 2 both before and after artificial bone insertion.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for reference only to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used in the specification, the meaning of “comprising” embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and / or component, and the presence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and / or component or It does not exclude the addition.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a portion is referred to as "on" or "on" another portion, it may be directly on or on the other portion or may be accompanied by another portion therebetween. In contrast, when a part is mentioned as "directly above" another part, no other part is intervened in between.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly defined terms used are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise indicated,% means weight% and 1 ppm is 0.0001 weight%.

본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다. In an embodiment of the present invention, the meaning of further including an additional element means to include iron (Fe), which is the balance by an additional amount of the additional element.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

금속 생체재료 제조방법Metal Biomaterial Manufacturing Method

본 발명의 일 실시예에 의한 금속 생체재료 제조방법은 타이타늄을 포함하는 금속재를 강소성 변형시키는 단계; 및 소성 변형된 금속재의 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시키는 단계를 포함한다.Metal biomaterial manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of rigidly deforming the metal material including titanium; And forming a coating layer including molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface of the plastically deformed metal material.

금속재를 강소성 변형시키는 단계 이후, 소성 변형된 금속재의 표면을 부식시키는 단계를 더 포함할 수 있다.After the rigid plastic deformation of the metal material, the method may further include corroding the surface of the plastically deformed metal material.

강소성 변형시키는 단계는 금속재의 평균 결정립 입경을 미세화시키기 위한 단계이다. 강소성(severe plastic deformation) 변형이란 일반 소성 변형과 비교하여 결정질 재료에 수십 내지 수백배의 소성 변형을 유발함으로써 결정립 입경을 나노미터 수준으로 감소시키는 변형을 의미한다.The rigid deformation is a step for miniaturizing the average grain size of the metal material. Severe plastic deformation refers to deformation that reduces the grain size to nanometers by causing plastic deformations of tens to hundreds of times in crystalline materials compared to normal plastic deformation.

금속재를 강소성 변형시킴으로써 금속재의 평균 결정립 입경을 나노미터 수준으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라 금속재의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 금속재의 연성이 향상될 수 있다.By rigidly deforming the metal material, the average grain size of the metal material can be reduced to the nanometer level. Thereby, the strength of a metal material can be improved. In addition, the ductility of the metal material can be improved.

구체적으로, 금속재를 강소성 변형시키는 단계는 타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 막대 형태인 금속재를 마련하는 단계, 금속재를 등통로각 압축시키는 단계 및 압축된 금속재를 인발시키는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the step of rigidly deforming the metal material may have a titanium purity of 90% by weight or more, and may include preparing a metal material in the form of a rod, compressing the metal material through an isopath angle, and drawing a compressed metal material.

보다 구체적으로 금속재를 등통로각 압축시키는 단계에서 금속재의 평균 결정립 입경이 100nm 이하가 되도록 복수 회 반복하여 압축시킬 수 있다. 또한, 100℃ 이상에서 금속재를 압축시킬 수 있다.More specifically, in the step of compressing the metal material in an equal path angle, the metal material may be repeatedly compressed a plurality of times so that the average grain size of the metal material is 100 nm or less. Moreover, a metal material can be compressed at 100 degreeC or more.

기존의 금속 생체재료로서 이용되는 스테인레스강 또는 타이타늄 합금(Ti-6Al-4V)과 같은 경우, 합금이 갖는 원소의 독성으로 인해 생체재료로서 위험 가능성이 존재하기 때문에 타이타늄 순도가 90중량% 이상인 막대(rod)형의 금속재를 마련할 수 있다.In the case of stainless steel or titanium alloy (Ti-6Al-4V), which is used as a conventional metal biomaterial, a rod having a titanium purity of 90% by weight or more due to the possibility of danger as a biomaterial due to the toxicity of elements of the alloy ( rod) metal material can be provided.

이후, 금속재를 등통로각 압축(equal-channel angular pressing, ECAP) 공정을 이용하여 가공할 수 있다. 이때, 등통로각 압축을 복수 회 반복하여 수행할 수 있다. 이와 같은 과정에서 금속재의 평균 결정립 입경은 100nm 이하로 줄어들 수 있다.Thereafter, the metal material may be processed by using an equal-channel angular pressing (ECAP) process. In this case, the equal channel angle compression may be repeatedly performed a plurality of times. In this process, the average grain size of the metal material may be reduced to 100 nm or less.

한편, 등통로각 압축은 100℃ 이상에서 수행될 수 있다. 100℃ 미만에서 수행할 경우, 금속재의 성형이 제한될 수 있으므로 온도를 100℃ 이상으로 제어한다.Meanwhile, the constant channel angle compression may be performed at 100 ° C. or higher. When the temperature is less than 100 ° C, the molding of the metal material may be limited, so the temperature is controlled to 100 ° C or more.

압축된 금속재를 인발(drawing)하여 강소성 변형 전보다 막대형 금속재 단면의 지름이 44% 이상 감소되도록 할 수 있다.By drawing the compressed metal material, it is possible to reduce the diameter of the rod-shaped metal cross section by 44% or more than before the rigid deformation.

다음으로, 소성 변형된 금속재의 표면을 부식시킬 수 있다. 부식을 통해 금속재 표면에 균질한 형태의 기공 구조를 형성시킴으로써 금속재의 거칠기를 증가시키고, 친수성을 향상시키기 위함이다. 이에 따라 금속재 표면에 코팅층이 효과적으로 형성될 수 있다.Next, the surface of the plastically deformed metal material can be corroded. This is to increase the roughness of the metal material and improve the hydrophilicity by forming a homogeneous pore structure on the surface of the metal material through corrosion. Accordingly, the coating layer may be effectively formed on the surface of the metal material.

구체적으로, 부식액을 이용하여 금속재를 에칭시킬 수 있으며, 부식액은 질산 용액 및 질산 용액 100중량부에 대하여 1 내지 15중량부의 불산 용액을 포함할 수 있다.Specifically, the metal material may be etched using the corrosion solution, and the corrosion solution may include 1 to 15 parts by weight of hydrofluoric acid solution based on 100 parts by weight of nitric acid solution and nitric acid solution.

부식액은 질산 용액과 불산 용액의 혼합액일 수 있다. 부식액 중 불산 용액의 비율이 너무 낮을 경우, 부식 과정의 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 표면 거칠기가 잘 형성되지 않을 수 있으며, 너무 높을 경우, 폭발의 위험성이 있을 수 있다. 따라서 질산 용액 100중량부에 대하여 불산 용액 1 내지 15중량부를 첨가한다.The caustic solution may be a mixture of nitric acid solution and hydrofluoric acid solution. If the proportion of hydrofluoric acid solution in the corrosive solution is too low, not only does the corrosion process take a long time, but the surface roughness may not be well formed, and if it is too high, there may be a risk of explosion. Therefore, 1 to 15 parts by weight of hydrofluoric acid solution is added to 100 parts by weight of nitric acid solution.

한편, 1 내지 30분 동안 부식액에 금속재를 에칭시킬 수 있다.On the other hand, the metal material may be etched in the corrosion solution for 1 to 30 minutes.

1분 미만으로 에칭시킬 경우, 표면 거칠기가 향상되지 않을 수 있고, 30분을 초과하여 에칭시킬 경우, 더 이상의 거칠기 향상을 기대하기 어려울 수 있다. 따라서 1 내지 30분 동안 부식액에 금속재를 에칭시킨다.If etched for less than 1 minute, surface roughness may not be improved, and if etched for more than 30 minutes, further roughness improvement may be difficult to expect. Therefore, the metal material is etched into the corrosion solution for 1 to 30 minutes.

다음으로, 금속재의 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시킨다.Next, a coating layer containing molybdenum disulfide (MoS 2 ) is formed on the surface of the metal material.

순도가 90중량% 이상의 타이타늄 재질로 형성된 금속재의 경우, 생체적합성이 우수함에도 불구하고, 박테리아 증착이 잘 일어나 실제 의료기기로의 이용 시, 감염의 위험이 존재할 수 있다.In the case of a metallic material formed of a titanium material having a purity of 90% by weight or more, although biocompatibility is excellent, bacterial deposition may occur well, and there may be a risk of infection when used as a medical device.

따라서 박테리아 감염을 방지할 수 있는 코팅층의 형성이 요구된다. 기존의 PMMA, PEG 등과 같은 고분자 재질의 코팅층의 경우, 인체 내에서 분해가 이루어지므로 장기적인 이용이 불가능하다.Therefore, the formation of a coating layer that can prevent bacterial infection is required. In the case of a conventional coating layer of a polymer material such as PMMA, PEG, since the decomposition is made in the human body it is not possible to use long-term.

반면, 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층의 경우, 인체 내에서 분해가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 항균성이 뛰어나고, 박테리아의 증착도 잘 이루어지지 않으므로 순도가 90중량% 이상의 타이타늄 재질로 형성된 금속재 표면에 코팅되어 최적의 금속 생체재료로서 기능할 수 있다.On the other hand, in the case of the coating layer containing molybdenum disulfide (MoS 2 ), not only does not decompose well in the human body, but also has excellent antimicrobial properties and bacteria are not deposited well, so the metal material is formed of titanium material having a purity of 90% by weight or more. It can be coated on the surface to function as an optimal metal biomaterial.

구체적으로, 3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 이용하여 금속재 표면 상에 코팅층을 형성시킬 수 있다.Specifically, a coating layer may be formed on the metal material surface using 3-APTES (3-aminopropyltriethoxysilane).

타이타늄 및 이황화몰리브덴(MoS2) 모두 음전하의 정전기적 인력을 지니고 있으므로 양전하의 정전기적 인력을 지니는 3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 매개로 이용함으로써 타이타늄을 포함하는 금속재 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 효과적으로 형성시키는 것이 가능하다. 3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)는 타이타늄의 수산기(-OH)와 결합하여 말단의 활성화된 양전하의 아민그룹(R-NH2)을 형성시킬 수 있다. 이 위에 이황화몰리브덴(MoS2)을 정전기적 인력으로 표면개질한 뒤 스핀코팅을 통해 나노 두께의 박막을 효과적으로 형성시키는 것이 가능하다. Since both titanium and molybdenum disulfide (MoS 2 ) have a negatively charged electrostatic attraction, the use of 3-APTES (3-aminopropyltriethoxysilane), which has a positively charged static attraction, is used to form molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface of the titanium-containing metal. It is possible to effectively form a coating layer comprising a). 3-aminopropyltriethoxysilane (3-APTES) can combine with the hydroxyl group (-OH) of titanium to form a terminally activated positively charged amine group (R-NH2). Molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface by the electrostatic attraction and can be effectively formed a nano-thick thin film through spin coating.

금속 생체재료Metal biomaterial

본 발명의 일 실시예에 의한 금속 생체재료는 타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 평균 결정립 입경이 100nm 이하인 금속재 및 금속재의 표면 상에 위치하고, 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 포함한다.Metal biomaterial according to an embodiment of the present invention is a titanium purity of 90% by weight or more, the average grain size is located on the surface of the metal material and the metal material of 100nm or less, and includes a coating layer containing molybdenum disulfide (MoS 2 ).

금속재는 타이타늄 순도가 90중량%으로 이루어짐으로써 생체재료로서 독성 있는 합금 원소를 포함하지 않는다.The metal material is made of titanium by 90% by weight, and thus contains no toxic alloying elements as a biomaterial.

금속재의 평균 결정립 입경이 100nm 이하로 형성되어 금속재의 강도 및 연성이 우수하다. 이에 따라 금속재의 인장강도는 1000MPa 이상일 수 있다.The average grain size of the metal material is formed to 100 nm or less, which is excellent in strength and ductility of the metal material. Accordingly, the tensile strength of the metal material may be 1000 MPa or more.

또한, 결정립 입경의 미세화에 의해 표면적이 향상되어 코팅층이 견고하게 형성될 수 있다.In addition, the surface area is improved by miniaturization of the grain size, so that the coating layer may be firmly formed.

한편, 금속재 표면 상에 위치하는 코팅층의 경우, 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함한다. 상기에서도 언급한 바와 같이, 인체 내에서 분해가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 항균성이 뛰어나고, 박테리아의 증착도 잘 이루어지지 않으므로 순도가 90중량% 이상의 타이타늄 재질로 형성된 금속재 표면에 코팅되어 최적의 금속 생체재료로서 기능할 수 있다.On the other hand, in the case of the coating layer located on the metal material surface, it includes molybdenum disulfide (MoS 2 ). As mentioned above, not only does not decompose well in the human body, but also has excellent antimicrobial properties and does not easily deposit bacteria, and thus is coated on a metal surface formed of titanium material having a purity of 90% by weight or more, thereby providing optimal metal biomaterial. It can function as a material.

이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층이 형성된 금속 생체재료 표면의 접촉각은 45° 이하이고, 표면 에너지는 55mJ/m2 이상일 수 있다.The contact angle of the surface of the metal biomaterial on which the coating layer including molybdenum disulfide (MoS 2 ) is formed may be 45 ° or less, and the surface energy may be 55 mJ / m 2 or more.

즉, 강도, 항균성 및 생체적합성을 우수한 금속 생체재료를 기대할 수 있다.That is, a metal biomaterial excellent in strength, antimicrobial activity and biocompatibility can be expected.

코팅층의 두께는 1 내지 100nm일 수 있다. 코팅층의 두께가 1nm 미만일 경우, 항균성이 약할 수 있으며, 코팅층의 두께가 100nm를 초과할 경우, 코팅층과 금속 표면 사이의 결함이 생길 수 있어 지속성에 문제가 될 수 있다. 따라서 금속재 코팅층의 두께를 1 내지 100nm로 제어한다.The thickness of the coating layer may be 1 to 100nm. If the thickness of the coating layer is less than 1nm, the antimicrobial activity may be weak, if the thickness of the coating layer exceeds 100nm, there may be a problem between the coating layer and the metal surface may cause a sustainability problem. Therefore, the thickness of the metal coating layer is controlled to 1 to 100 nm.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. However, the following examples are only specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example

(실시예 1: MS-ECAP)Example 1: MS-ECAP

금속재로서 순 타이타늄 Grade 4가 이용되었으며 이 때의 조성은 하기의 표 1과 같다.Pure titanium grade 4 was used as the metal material and the composition is shown in Table 1 below.

합금 조성(at%)Alloy composition (at%) TiTi FeFe CC OO NN HH 실시예Example Bal.Bal. 0.30.3 0.0520.052 0.340.34 0.0150.015 0.0150.015

초미세 결정립을 갖는 금속재를 제조하기 위해 등통로각 압축(equal-channel angular pressing, ECAP) 공정을 이용하였으며, 지름 12mm이며, 조대 결정립을 갖는 Grade 4 막대 형의 금속재를 200℃에서 8회(8-pass) 등통로각 압축을 수행하였다. 이후, 인발(drawing) 공정을 진행하여 지름 6.7mm의 막대형 금속재를 얻었다.Equal-channel angular pressing (ECAP) process was used to produce metals with ultrafine grains. Grade 4 rod-shaped metals with a diameter of 12 mm and coarse grains were used eight times at 200 ° C. -pass) Isoform angle compression was performed. Thereafter, a drawing process was performed to obtain a rod-shaped metal material having a diameter of 6.7 mm.

다음으로, 금속재의 표면에 도 1과 같이, 3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 이용하여 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시켰다.Next, as shown in FIG. 1, a coating layer including molybdenum disulfide (MoS 2 ) was formed on the surface of the metal material using 3-APTES (3-aminopropyltriethoxysilane).

(실시예 2: MS-eECAP)Example 2: MS-eECAP

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 생체재료를 제조하되, 금속재 표면에 코팅층 형성 전, 질산 용액 및 질산 용액 100중량부에 대하여, 10중량부의 불산 용액을 포함하는 부식액을 이용하여 10분간 금속재 표면을 에칭시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층을 형성시켰다.To prepare a metal biomaterial in the same manner as in Example 1, before forming the coating layer on the metal surface, the surface of the metal material for 10 minutes using a corrosion solution containing 10 parts by weight of hydrofluoric acid solution with respect to 100 parts by weight of nitric acid solution and nitric acid solution Etched. Thereafter, a coating layer was formed in the same manner as in Example 1.

(비교예 1: Ti)(Comparative Example 1: Ti)

상기 표 1의 조성을 갖는 막대형의 순 타이타늄 Grade 4으로 이루어진 금속재의 표면에 별도의 코팅층을 형성시키지 않았다.A separate coating layer was not formed on the surface of the rod-shaped pure titanium grade 4 having the composition of Table 1 above.

(비교예 2: MS-Ti)(Comparative Example 2: MS-Ti)

상기 표 1의 조성을 갖는 막대형의 순 타이타늄 Grade 4으로 이루어진 금속재의 표면에 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층을 형성시켰다.The coating layer was formed on the surface of the metal material consisting of rod-shaped pure titanium Grade 4 having the composition of Table 1 in the same manner as in Example 1.

물성평가Property evaluation

(금속재의 물성평가)(Physical property evaluation of metal materials)

코팅층 형성 전, 실시예 1의 금속재와 비교예 2의 금속재의 물성을 평가하였다. 도 2는 등통로각 압축 공정과 인발 공정 후 얻은 금속재의 미세구조 이미지이다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 조대 결정립을 지니는 비교예 2의 Ti 금속재에서보다 100nm 대의 결정립 입경을 지니는 실시예 1의 초미세 결정립 Ti 금속재에서 인장 강도를 약 1166MPa를 지니는 초고강도를 보이는 것을 알 수 있다.Before the coating layer was formed, physical properties of the metal material of Example 1 and the metal material of Comparative Example 2 were evaluated. 2 is a microstructure image of a metal material obtained after the isopath angle compression process and drawing process. As can be seen in FIG. 2, it can be seen that the ultra-fine grain Ti metal of Example 1 having a grain size of about 100 nm than that of the Ti metal of Comparative Example 2 having coarse grains showed ultra high strength having a tensile strength of about 1166 MPa. Can be.

(미세조직 및 표면 관찰)(Microstructure and surface observation)

도 3을 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진을 확인할 수 있다. 도 4를 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 원자간력현미경(atomic force microscope, AFM) 사진을 확인할 수 있다.3, scanning electron microscope (SEM) photographs of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 may be confirmed. An atomic force microscope (AFM) photograph of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 may be confirmed through FIG. 4.

도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예들보다 실시예들에서 많은 양의 이황화몰리브덴(MoS2)이 관찰됨을 확인할 수 있으며, 도 4 및 하기의 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 부식 공정을 거친 실시예 2의 표면 조도가 가장 크고, 표면적이 가장 넓은 것을 확인할 수 있다.As can be seen in Figure 3, it can be seen that a greater amount of molybdenum disulfide (MoS 2 ) is observed in the examples than the comparative examples, as can be seen in Figure 4 and Table 2 below, the corrosion process It can be seen that rough surface roughness of Example 2 is the largest and the surface area is the widest.

비고Remarks Ra(nm)R a (nm) Rq(nm)R q (nm) Rmax(nm)R max (nm) Surface area difference(%)Surface area difference (%) 구분division TiTi 1.54±0.371.54 ± 0.37 2.51±0.342.51 ± 0.34 53±1253 ± 12 0.12±0.010.12 ± 0.01 비교예 1Comparative Example 1 MS-TiMS-Ti 1.87±0.311.87 ± 0.31 2.74±0.372.74 ± 0.37 82±1882 ± 18 0.22±0.040.22 ± 0.04 비교예 2Comparative Example 2 MS-ECAPMS-ECAP 4.04±0.944.04 ± 0.94 5.38±1.335.38 ± 1.33 71±2771 ± 27 0.51±0.060.51 ± 0.06 실시예 1Example 1 MS-eECAPMS-eECAP 241±116241 ± 116 333±114333 ± 114 1786±6551786 ± 655 23.63±2.3223.63 ± 2.32 실시예 2Example 2

(Mo 및 S의 검출)(Detection of Mo and S)

도 5를 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 표면에서 검출되는 Mo 및 S의 양을 확인할 수 있다. 이는 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 검출하였다. 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예들보다 실시예들의 표면에서 많은 양의 Mo 및 S가 검출되었으며, 부식 공정을 거친 실시예 2에서 Mo 및 S의 검출량이 가장 많을 것을 알 수 있다.5, the amounts of Mo and S detected on the surfaces of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 can be confirmed. This was detected using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As can be seen in Figure 5, it was found that a greater amount of Mo and S was detected on the surface of the examples than the comparative examples, the highest detection amount of Mo and S in Example 2 subjected to the corrosion process.

(코팅층 표면의 젖음성 분석)(Wetability Analysis of Coating Layer Surface)

도 6을 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 코팅층 표면에서의 젖음성 정도를 확인할 수 있다. 접촉각 및 표면 에너지를 통해 젖음성 정도를 확인할 수 있으며, 접촉각이 작을수록, 표면 에너지가 클수록 젖음성이 우수하다.6, the degree of wettability at the surface of the coating layer of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 can be confirmed. The degree of wettability can be confirmed through the contact angle and the surface energy. The smaller the contact angle, the greater the surface energy, the better the wettability.

도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예들보다 실시예들의 젖음성이 우수하였으며, 부식 공정을 거친 실시예 2에서 젖음성이 가장 우수함을 확인할 수 있다.As can be seen in Figure 6, the wettability of the examples were superior to the comparative examples, it can be seen that the most excellent wettability in Example 2 subjected to the corrosion process.

(금속 생체재료의 생체적합성 분석)(Biocompatibility analysis of metal biomaterials)

도 7을 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 생체적합성 정도를 확인할 수 있다. 생체적합성 실험은 전조골(pre-osteoblast) 세포를 이용하여 7일간 각 시편에서 배양되어 이루어졌다. 세포를 배양한지 1, 4, 7일이 지난 날에 microplate reader를 이용하여 정량적인 세포 양을 결과로 얻었다.The biocompatibility of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 can be confirmed through FIG. Biocompatibility experiments were performed by incubating in each specimen for 7 days using pre-osteoblast cells. One, four, and seven days after culturing the cells, quantitative cell amounts were obtained using a microplate reader.

Cell Proliferation Ratio가 클수록 생체적합성이 우수하다.The greater the Cell Proliferation Ratio, the better the biocompatibility.

도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 7일째가 경과하면서부터 비교예들보다 실시예들의 생체적합성이 우수하였으며, 부식 공정을 거친 실시예 2에서 생체적합성이 가장 우수함을 확인할 수 있다. 이는 젖음성 경향과 유사한 세포 증식 경향을 나타냄을 알 수 있다. 젖음성이 세포 활동에 영향을 줄 수 있기 때문인데 표면이 친수성일수록 세포가 금속 표면에 증착할 수 있게 하는 매개체인 세포외기질(extracellular matrix; ECM) 단백질이 더 잘 증착할 수 있기 때문이다. 즉, 더 친수성인 표면에서 세포 증착이 잘 이루어질 수 있으며 이로 인해 세포 증식 경향이 젖음성과 유사한 경향을 보이게 된다.As can be seen in FIG. 7, the biocompatibility of the examples was superior to the comparative examples since the seventh day passed, and the biocompatibility of Example 2 which had undergone the corrosion process was the best. It can be seen that the cell proliferation tends to be similar to the wetting tendency. Wetting can affect cell activity because the more hydrophilic the surface, the better the extracellular matrix (ECM) protein, which is a medium that allows cells to deposit on metal surfaces. That is, cell deposition can be achieved on a more hydrophilic surface, which causes the cell proliferation tendency to be similar to the wettability.

(코팅층 표면의 향균성 분석)(Antibacterial analysis of the coating layer surface)

도 8을 통해 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 향균성 정도를 확인할 수 있다. 항균성 실험은 Eschericia coli(E. Coli) 박테리아를 이용하여 37℃의 환경에서 6시간 동안 각 시편에서 배양하여 이루어졌다.8, the degree of antimicrobial activity of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 can be confirmed. Antimicrobial experiments were carried out using Eschericia coli (E. Coli) bacteria for 6 hours in each specimen at 37 ℃ environment.

도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예들보다 실시예들의 향균성이 우수하였으며, 부식 공정을 거친 실시예 2에서 향균성이 가장 우수함을 확인할 수 있다. ROS는 박테리아를 죽이는 데에 일조하는 물질로 항균성을 나타낼 수 있는 지표이기도 하다. SOSG를 통해 검출할 수 있는 ROS의 경우, 도 5와 같이 MoS2의 코팅된 양의 경향과 유사한 경향으로 생성된 것을 알 수 있다.As can be seen in Figure 8, the antimicrobial properties of the examples were superior to the comparative examples, it can be seen that the most excellent antibacterial in Example 2 subjected to the corrosion process. ROS is a substance that helps kill bacteria and is an indicator of antimicrobial activity. In the case of ROS that can be detected through SOSG, it can be seen that it is generated in a similar trend to that of the coated amount of MoS 2 as shown in FIG. 5.

(코팅층 표면의 지속성 분석)(Continuity Analysis of Coating Layer Surface)

도 9 및 도 10의 경우, 임플란트 시편에 코팅을 진행하여 인공 뼈에 삽입한 후, 표면 분석을 통해 MoS2를 포함하는 코팅층의 지속성을 확인한 것이다. 인공 뼈 삽입 전에 있었던 코팅 층이 삽입 후에도 지속되는 것을 확인함으로써 MoS2의 의료기기 코팅재로서 인체 내에서 장기간 이용 시의 안정성을 높일 수 있음을 확인하였다.In the case of Figures 9 and 10, the coating on the implant specimens and then inserted into the artificial bone, it was confirmed the persistence of the coating layer containing MoS 2 through the surface analysis. By confirming that the coating layer before the artificial bone insertion persists even after the insertion, it was confirmed that the long-term stability in the human body can be improved as a coating material for medical devices of MoS 2 .

따라서 타이타늄을 포함하는 금속재의 표면 상에 MoS2를 포함하는 코팅층을 형성시킬 경우, 생체적합성을 유지하면서도 항균성 효과를 가질 수 있기 때문에 기존의 의료기기의 항균성을 개선할 수 있다.Therefore, when forming a coating layer containing MoS 2 on the surface of the metal material containing titanium, it can have an antimicrobial effect while maintaining biocompatibility, it is possible to improve the antimicrobial properties of existing medical devices.

본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments and / or embodiments, but may be manufactured in various forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may change the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it can be practiced in other specific forms without doing so. Therefore, it is to be understood that the embodiments and / or embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (12)

타이타늄을 포함하는 금속재를 강소성 변형시키는 단계; 및
상기 소성 변형된 금속재의 표면 상에 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함하고,
상기 금속재를 강소성 변형시키는 단계는,
타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 막대 형태인 금속재를 마련하는 단계;
상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계; 및
상기 압축된 금속재를 인발시키는 단계;를 포함하는 금속 생체재료 제조방법.
Rigidly deforming the metal material including titanium; And
And forming a coating layer including molybdenum disulfide (MoS 2 ) on the surface of the plastically deformed metal material.
The rigid deformation of the metal material,
Providing a titanium material having a purity of 90% by weight or more and having a rod shape;
Compressing the metal material in an isopath angle; And
And drawing out the compressed metal material.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계에서,
상기 금속재의 평균 결정립 입경이 100nm 이하가 되도록 복수 회 반복하여 압축시키는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of compressing the metal material in the constant channel angle,
A method of manufacturing a metal biomaterial, which is repeatedly compressed a plurality of times so that the average grain size of the metal material is 100 nm or less.
제1항에 있어서,
상기 금속재를 등통로각 압축시키는 단계에서,
100℃ 이상에서 상기 금속재를 가공하는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of compressing the metal material in the constant channel angle,
Metal biomaterial manufacturing method for processing the metal material at 100 ℃ or more.
제1항에 있어서,
상기 코팅층을 형성시키는 단계에서,
3-APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)를 이용하여 상기 금속재 표면 상에 상기 코팅층을 형성시키는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of forming the coating layer,
Method of producing a metal biomaterial using the 3-APTES (3-aminopropyltriethoxysilane) to form the coating layer on the surface of the metal material.
제1항에 있어서,
상기 금속재를 강소성 변형시키는 단계 이후,
상기 소성 변형된 금속재의 표면을 부식시키는 단계;를 더 포함하는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 1,
After the rigid deformation of the metal material,
Corroding the surface of the plastically deformed metal material; metal biomaterial manufacturing method further comprising.
제6항에 있어서,
상기 금속재의 표면을 부식시키는 단계에서,
부식액을 이용하여 상기 금속재를 에칭시키되,
상기 부식액은 질산 용액 및 상기 질산 용액 100중량부에 대하여, 1 내지 15중량부의 불산 용액을 포함하는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 6,
In the step of corroding the surface of the metal material,
Etch the metal material using a corrosion solution,
The corrosion solution comprises a 1 to 15 parts by weight of hydrofluoric acid solution, nitric acid solution and 100 parts by weight of the nitric acid solution.
제7항에 있어서,
상기 금속재의 표면을 부식시키는 단계에서,
1 내지 30분 동안 상기 부식액에 상기 금속재를 에칭시키는 금속 생체재료 제조방법.
The method of claim 7, wherein
In the step of corroding the surface of the metal material,
Method for producing a metal biomaterial by etching the metal material in the corrosion solution for 1 to 30 minutes.
타이타늄 순도가 90중량% 이상이며, 평균 결정립 입경이 100nm 이하인 금속재; 및
상기 금속재의 표면 상에 위치하고, 이황화몰리브덴(MoS2)을 포함하는 코팅층;을 포함하는 금속 생체재료.
A metal material having a titanium purity of 90% by weight or more and an average grain size of 100 nm or less; And
And a coating layer disposed on the surface of the metal material and including molybdenum disulfide (MoS 2 ).
제9항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 1 내지 100nm인 금속 생체재료.
The method of claim 9,
The coating layer has a thickness of 1 to 100 nm metal biomaterial.
제9항에 있어서,
상기 금속재의 인장강도는 1000MPa 이상인 금속 생체재료.
The method of claim 9,
The tensile strength of the metal material is 1000MPa or more metal biomaterial.
제9항에 있어서,
상기 금속 생체재료 표면의 접촉각은 45°이하이고, 표면 에너지는 55mJ/m2 이상인 금속 생체재료.
The method of claim 9,
The contact angle of the surface of the metal biomaterial is 45 ° or less, the surface energy is 55 mJ / m 2 or more metal biomaterial.
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