KR102080628B1 - A manufacturing method of the porous biphasic calcium phosphate bone substitute materials having anti-inflammatory activity - Google Patents

A manufacturing method of the porous biphasic calcium phosphate bone substitute materials having anti-inflammatory activity Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 프린팅 기법을 이용하여 우수한 항염증 활성을 가지는 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재를 제조함에 있어서 사용되는 이성분 인산칼슘 분말을 항염증 활성이 있는 세륨(Ce) 또는 실리콘(Si) 원소가 일부 치환되게 합성하여 이들 분말과 수용성 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 제조한 다공성 골 이식재의 제조방법 및 3차원 프린팅 기법을 이용하여 제조한 다공성 골 이식재를 제공하는 것이다.The present invention is a bicomponent calcium phosphate powder used in the preparation of a bicomponent calcium phosphate porous bone graft having excellent anti-inflammatory activity by using a three-dimensional printing technique cerium (Ce) or silicon (Si) having anti-inflammatory activity It is to provide a porous bone graft prepared by using a three-dimensional printing technique and a method for producing a porous bone graft prepared using these powders and water-soluble polymer binders and dispersants synthesized by the substitution of elements.

Description

항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조방법 {A MANUFACTURING METHOD OF THE POROUS BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE BONE SUBSTITUTE MATERIALS HAVING ANTI-INFLAMMATORY ACTIVITY }Method for manufacturing anti-inflammatory active bicomponent calcium phosphate porous bone graft {A MANUFACTURING METHOD OF THE POROUS BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE BONE SUBSTITUTE MATERIALS HAVING ANTI-INFLAMMATORY ACTIVITY}

본 발명은 우수한 항염증 활성을 가지는 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재 슬러리의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함염증 활성이 있는 세륨(Ce) 또는 실리콘 (Si) 원소가 일부 치환된 이성분 인산캄슘계 분말과 수용성 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 골 이식재를 제조하는 방법과 이를 이용하여 3차원 프린팅 기법으로 제조한 골 이식재에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a bicomponent calcium phosphate-based porous bone graft slurry having excellent anti-inflammatory activity, and more particularly, a binary component in which some cerium (Ce) or silicon (Si) elements having inflammatory activity are partially substituted. The present invention relates to a method for producing a bone graft using a calcium phosphate-based powder, a water-soluble polymer binder and a dispersant, and to a bone graft prepared by a three-dimensional printing technique using the same.

골 이식술은 외상이나 절제술로 인해 크고 심각한 골 결손을 치료하는데 널리 이루어진다. 이러한 골 이식술에 사용되는 골 이식재는 크게 자가 골 이식재, 동종 골 이식재, 이종 골 이식재, 합성 골이식재로 분류할 수 있는데, 이중 합성 골 이식재은 다른 골 이식재와 달리 공급이 용이하고 질병 감염의 문제가 없으며 생체적합성을 고려한 재료의 선택과 구조적으로 골의 생성이 유리한 여러 가지 형태로 제조가 가능하다는 점에서 각광받고 있다.Bone grafts are widely used to treat large and severe bone defects due to trauma or resection. Bone grafts used in such bone grafts can be broadly classified into autologous bone grafts, allogeneic bone grafts, xenograft grafts, and synthetic bone grafts. Biomaterials have been in the spotlight in that they can be manufactured in various forms that are advantageous in selecting materials and structurally producing bones.

합성 골 이식재료로 주로 사용되는 인산칼슘계 재료 중에서 생체적합성이 우수한 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite)와 생분해성을 보이는 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate)는 생체재료로써 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 하이드록시아파타이트의 경우 생분해 속도가 느린 단점이 있고, 트리칼슘포스페이트는 강도가 약하고 분해 및 흡수가 빠르기 때문에 뼈가 회복되기 전 용해되어 버리는 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트를 혼합한 이 성분 인산칼슘(biphasic calcium phosphate, BCP)이 개발되었고, 생체 내에서 안정한 하이드록시아파타이트와 생체흡수성이 우수한 트리칼슘포스페이트의 적절한 조합이 서로의 장단점을 보완하는 역할을 하여 기능적으로 훨씬 우수한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있으나 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트를 각각 제조하여 사용해야 하는 단점이 있다.Among the calcium phosphate-based materials mainly used as synthetic bone graft materials, hydroxyapatite having excellent biocompatibility and tricalcium phosphate showing biodegradability have been studied as biomaterials. However, hydroxyapatite has a disadvantage of slow biodegradation rate, and tricalcium phosphate has a problem of dissolving before bone recovery because of its weak strength and fast decomposition and absorption. In order to solve these problems, biphasic calcium phosphate (BCP), which is a mixture of hydroxyapatite and tricalcium phosphate, has been developed, and an appropriate combination of hydroxyapatite which is stable in vivo and tricalcium phosphate with excellent bioabsorption has been developed. It is known to exhibit a much better effect functionally by playing a role of complementing the strengths and weaknesses of each other, but there is a disadvantage that hydroxyapatite and tricalcium phosphate must be prepared and used, respectively.

또한, 이들 이성분계 인산칼슘의 경우도 분말 형태를 그대로 사용할 경우 염증 반응을 일으킬 가능성이 있으므로 대부분 특정모양의 몰드(mold)을 제작하고 여기에 인산칼슘 분말과 고분자의 혼합물을 주입하여 3차원 형태의 골 이식재를 제조하는 것이 일반적인 다공성 골 이식재의 제조법이다. 그러나 이 방법으로 제조되는 골 이식재의 경우 형상 및 크기가 제한적이고, 다양한 형상 및 크기의 골 이식재를 제조하기 위해서는 많은 몰드가 필요하다는 단점이 있다.In addition, in the case of these two-component calcium phosphate, there is a possibility of causing an inflammatory reaction if the powder form is used as it is, and in most cases, a mold of a specific shape is produced, and a mixture of calcium phosphate powder and a polymer is injected thereinto form Making bone grafts is a common method for making porous bone grafts. However, the bone graft prepared by this method has a disadvantage in that the shape and size are limited, and many molds are required to prepare bone grafts of various shapes and sizes.

최근에는 다공성의 골 이식재를 제조하기 위해 3차원 프린팅 기술이 사용되고 있으며, 이 기술로 인해서 높은 정밀도와 정확도로 3차원 구조의 골 이식재 제작이 가능해지고 있다. 이들 골 이식재는 기존 방식으로 제조되던 골 이식재에 비해서 각 층이 균일하고 일관된 기공 크기, 구조 및 두께를 가질 수 있어서 세포의 부착 및 증식에 유리한 표면적을 제공할 수 있으며, 또한 다양한 크기 및 형태의 골 이식재의 제조가 가능하다는 장점이 있다. 3차원 프린팅 기법을 이용하여 골 이식재를 제조하기 위해서는 세라믹 분말을 고분자와 혼합하여 프린팅한 후에 고분자와 섞여 있는 복합재료 형태로 사용하거나 (특허문헌 1 참조) 고분자를 소결시켜 세라믹 골 이식재 만을 사용하는 방식이 있다 (특허문헌 2 참조). Recently, three-dimensional printing technology has been used to manufacture porous bone grafts, and this technology enables the production of bone grafts having a three-dimensional structure with high precision and accuracy. These bone grafts can provide a uniform and consistent pore size, structure and thickness of each graft compared to conventional bone grafts, providing a surface area favorable for cell attachment and proliferation, as well as bones of various sizes and shapes. The advantage is that the preparation of the implant is possible. In order to manufacture bone graft using 3D printing technique, ceramic powder is mixed with polymer and printed and then used as a composite material mixed with polymer (see Patent Document 1). There is (refer patent document 2).

상기의 구성으로도 골 이식재로 사용이 가능하지만 골 이식재를 골 결손 부위에 사용할 경우 감염이 발생할 가능성이 있어서 최근에는 항균제를 함유하는 골 이식재의 개발이 시도되기도 하였다 (특허문헌 3 참조). 그러나 이들 항균제는 초기에 빠른 속도로 방출될 가능성이 있고, 또한 세라믹으로만 구성된 골 이식재에는 항균제를 도입할 방법이 없다는 문제점이 있다.Although the above structure can be used as a bone graft material, infection may occur when the bone graft material is used in a bone defect site, and thus, a development of a bone graft material containing an antimicrobial agent has recently been attempted (see Patent Document 3). However, these antimicrobial agents are likely to be released at a rapid rate early, and there is a problem in that there is no method of introducing an antimicrobial agent in a bone graft composed only of ceramics.

따라서 이들 문제를 개선하기 위해서 하이드록시아파타이트 성분과 트리칼슘포스페이트 성분이 같이 함유되어 있는 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 방법과 다양한 형상 및 크기의 다공성 골 이식재를 제조하는 방법, 장기간 지속이 가능한 항염증성을 부여하는 방법의 개발이 필요하다.Therefore, in order to improve these problems, a method of preparing a bicomponent calcium phosphate powder containing a hydroxyapatite component and a tricalcium phosphate component, a method of preparing porous bone grafts of various shapes and sizes, and anti-inflammatory which can be sustained for a long time Development of a method to grant this is necessary.

특허문헌 1 : 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2016-0095481 (공개일자 2016년 08월 11일)Patent Document 1: Korean Patent Office Publication No. 10-2016-0095481 (published August 11, 2016) 특허문헌 2 : 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2017-0120766 (공개일자 2017년 11월 01일)Patent Document 2: Korean Patent Office Publication No. 10-2017-0120766 (published November 01, 2017) 특허문헌 3 : 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2017-0099578 (공개일자 2017년 09월 01일)Patent Document 3: Korean Patent Office Publication No. 10-2017-0099578 (published September 01, 2017)

본 발명은 상기에서 제기된 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로, 항염증 활성이 있는 세륨(Ce)과 실리콘(Si) 원소가 일부 치환된 이성분 인산칼슘계 분말과 수용성 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 골 이식재를 제조하는 방법 및 3차원 프린팅 기법을 이용하여 제조된 다공성 골 이식재를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems raised above, by using a bicomponent calcium phosphate-based powder and a water-soluble polymer binder and dispersant partially substituted with cerium (Ce) and silicon (Si) elements having anti-inflammatory activity It is to provide a porous bone graft prepared using a method for producing a bone graft and a three-dimensional printing technique.

본 발명의 목적은The object of the present invention is

(a) 증류수에 수용성 고분자를 녹여 고분자 템플레이트 용액을 마련하는 단계;(a) dissolving a water-soluble polymer in distilled water to prepare a polymer template solution;

(b) 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체, 세륨 이온 전구체 및 실리콘 이온전구체를 각각 마련하는 단계; (b) preparing a calcium ion precursor solution, a phosphate ion precursor, a cerium ion precursor and a silicon ion precursor, respectively;

(c) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 세륨 이온 전구체 용액을 (Ca+Ce)/P=1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Ce-BCP);(c) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the cerium ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a 9: 1 to 5: 5 molar ratio in the polymer template solution; (Ca + Ce) /P=1.585/1 to 1.653 / 1 in a molar ratio, followed by stirring, centrifugation and drying to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which cerium was partially substituted (Ce-BCP);

(d) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 실리콘 이온 전구체 용액을 Ca/(P+Si)= 1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Si-BCP);(d) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the silicon ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a ratio of 9: 1 to 5: 5 in the polymer template solution. Ca / (P + Si) = 1.585 / 1 to 1.653 / 1 in a molar ratio, followed by stirring, centrifugation and drying to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which silicon was partially substituted (Si-BCP);

(e) 상기 단계에서 얻은 건조된 세륨 또는 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 고분자 바인더, 분산제 및 증류수와 섞어 슬러리를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 제조방법을 제공하는 것이다. (e) mixing the dried cerium or silicon partially substituted bicomponent calcium phosphate powder obtained in the step with a polymer binder, a dispersant and distilled water to prepare a slurry, wherein the porous bone graft having an anti-inflammatory activity It is to provide a manufacturing method.

본 발명의 또 다른 목적은 Another object of the present invention

상기 제조된 슬러리를 3차원 프린터를 이용하여 프린팅하여 40℃ 내지 50℃에서 건조한 후 1,000~1,200℃에서 1 내지 3시간 동안 고분자 바인더 및 분산제를 소결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재를 제공하는 것이다. The prepared slurry was printed using a three-dimensional printer, dried at 40 ° C. to 50 ° C., and then sintered with a polymer binder and a dispersant at 1,000˜1,200 ° C. for 1 to 3 hours. To provide a porous bone graft.

본 발명은 생체적합성이 우수하고 생분해성과 기계적 특성이 조절된 이성분 인산칼슘에 세륨 또는 실리콘 원소를 일부 치환하여 합성한 분말과 고분자 바인더 및 분산제를 혼합한 후 3차원 프린팅 기법에 의해 제조된 다공성 골 이식재는 항염증 활성을 향상시키는데 뛰어난 효과가 있다.The present invention is a porous bone prepared by a three-dimensional printing technique after mixing a powder, a polymer binder and a dispersant synthesized by partially substituting cerium or silicon elements with a bicomponent calcium phosphate having excellent biocompatibility and controlled biodegradability and mechanical properties. Implants have an excellent effect on improving anti-inflammatory activity.

또한, 골 재생을 위한 치과 및 정형외과에서 사용 시에 골세포의 초기 부착 및 증식력을 크게 개선시키고, 항염증성을 크게 개선시키는 뛰어난 효과가 있으므로 치과 및 정형외과 분야에 적용될 수 있는 장점이 있다. In addition, when used in dentistry and orthopedics for bone regeneration greatly improve the initial adhesion and proliferation of bone cells, and has an excellent effect of greatly improving the anti-inflammatory properties there is an advantage that can be applied to the field of dentistry and orthopedic.

도 1은, 본 발명에 따른 이성분 인산칼슘(BCP) 분말, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP) 분말 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP) 분말의 제조 방법 및 3차원 프린터를 이용하여 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재 제조 방법을 도식화한 그림이다.
도 2는, 본 발명에 따라 제조된 이성분 인산칼슘(BCP) 분말, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP) 분말 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP) 분말을 주사전자현미경으로 50,000 배율에서 관찰한 사진이다.
도 3은, 본 발명에 따라 제조된 이성분 인산칼슘(BCP) 분말, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP) 분말 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP) 분말을 이용하여 제작한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 디지털 및 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 4는, 본 발명에 따라 제조된 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재를 에너지분산형 X-선 분광법을 이용해 원소분석한 그래프이다.
도 5는, 본 발명에 따라 제조된 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재를 적외선 분광법을 이용해 표면 분석한 그래프이다.
도 6은, 본 발명에 따라 제조된 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 세포 증식력 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은, 본 발명에 따라 제조된 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 염증활성 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본 발명에 따라 제조된 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP)과 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP)의 세륨 또는 실리콘의 치환율에 따른 염증 활성 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a bicomponent calcium phosphate (BCP) powder according to the present invention, the bicomponent calcium phosphate (Ce-BCP) powder partially substituted with cerium and the bicomponent calcium phosphate (Si-BCP) powder partially substituted with silicon This is a schematic diagram of a method for producing porous bone graft with anti-inflammatory activity using a method and a three-dimensional printer.
2 is a bicomponent calcium phosphate (BCP) powder prepared according to the present invention, a bicomponent calcium phosphate (Ce-BCP) powder partially substituted with cerium and a bicomponent calcium phosphate (Si-BCP) powder partially substituted with silicon Is a photograph taken at 50,000 magnification by scanning electron microscope.
3 is a bicomponent calcium phosphate (BCP) powder prepared according to the present invention, a bicomponent calcium phosphate (Ce-BCP) powder partially substituted with cerium and a bicomponent calcium phosphate (Si-BCP) powder partially substituted with silicon Digital and scanning electron microscopy images of porous bone grafts with anti-inflammatory activity prepared using
Figure 4 is a graph of the elemental analysis of the anti-inflammatory active porous bone graft prepared according to the present invention using energy dispersive X-ray spectroscopy.
Figure 5 is a graph of the surface analysis of the anti-inflammatory activity porous bone graft prepared according to the present invention using infrared spectroscopy.
6 is a graph showing the results of cell proliferation of the porous bone graft with anti-inflammatory activity prepared according to the present invention.
7 is a graph showing the results of measuring the inflammatory activity of the anti-inflammatory activity of the porous bone graft prepared according to the present invention.
FIG. 8 is a measurement of inflammatory activity according to the substitution rate of cerium or silicon of partially substituted calcium phosphate (Ce-BCP) and partially substituted calcium phosphate (Si-BCP) partially substituted according to the present invention. A graph showing the results.

본 발명에 따른 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 제조방법은 Method for producing a porous bone graft having anti-inflammatory activity according to the present invention

(a) 증류수에 수용성 고분자를 녹여 고분자 템플레이트 용액을 마련하는 단계;(a) dissolving a water-soluble polymer in distilled water to prepare a polymer template solution;

(b) 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체, 세륨 이온 전구체 및 실리콘 이온전구체를 각각 마련하는 단계; (b) preparing a calcium ion precursor solution, a phosphate ion precursor, a cerium ion precursor and a silicon ion precursor, respectively;

(c) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 세륨 이온 전구체 용액을 (Ca+Ce)/P= 1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Ce-BCP);(c) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the cerium ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a 9: 1 to 5: 5 molar ratio in the polymer template solution; To (Ca + Ce) / P = 1.585 / 1 to 1.653 / 1 molar ratio was added, stirred, centrifuged and dried to prepare a bicomponent calcium phosphate powder substituted with cerium (Ce-BCP);

(d) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 실리콘 이온 전구체 용액을 Ca/(P+Si)= 1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Si-BCP);(d) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the silicon ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a ratio of 9: 1 to 5: 5 in the polymer template solution. Ca / (P + Si) = 1.585 / 1 to 1.653 / 1 in a molar ratio, followed by stirring, centrifugation and drying to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which silicon was partially substituted (Si-BCP);

(e) 상기 단계에서 얻은 건조된 세륨 또는 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 고분자 바인더, 분산제 및 증류수와 섞어 슬러리를 제조하는 단계를 포함하여 구성된다. (e) mixing the dried cerium or silicon partially substituted bicomponent calcium phosphate powder obtained in the step with a polymer binder, a dispersant and distilled water to prepare a slurry.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면 (a) 단계에서 고분자 템플레이트용 수용성 고분자는 알긴산 나트륨, 베타-사이클로덱스트린, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 히아루론산, 라미나린, 풀루란 및 푸코이단으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to the present invention for achieving the above object (a) the water-soluble polymer for the polymer template is composed of sodium alginate, beta-cyclodextrin, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, hyaluronic acid, laminarin, pullulan and fucoidan It may include one or more selected from the group.

상기 (b) 단계에서 칼슘 이온 전구체는 칼슘 이온을 제공할 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없지만, 구체적으로는 질산칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘 및 수산화칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 포스페이트 이온 전구체는 포스페이트 이온을 제공할 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없지만, 구체적으로는 제1 인산암모늄, 제2 인산암모늄, 제1 인산나트륨, 제2 인산나트륨, 제3 인산나트륨, 제1 인산칼륨, 제2 인산칼륨 및 제3 인산칼륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 세륨 이온 전구체는 3가 세륨 이온을 제공할 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없지만, 구체적으로는 질산세륨, 황산세륨, 염화세륨, 초산세륨 및 탄산세륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The calcium ion precursor in step (b) is not particularly limited as long as it is a material capable of providing calcium ions. Specifically, the calcium ion precursor may include one or more selected from the group consisting of calcium nitrate, calcium chloride, calcium sulfate and calcium hydroxide. The phosphate ion precursor is not particularly limited as long as it is a substance capable of providing phosphate ions, and specifically, the first ammonium phosphate, the second ammonium phosphate, the first sodium phosphate, the second sodium phosphate, the third sodium phosphate, and the first potassium phosphate It may include one or more selected from the group consisting of dipotassium potassium phosphate and tertiary potassium phosphate. The cerium ion precursor is not particularly limited as long as it is a material capable of providing trivalent cerium ions, but may specifically include one or more selected from the group consisting of cerium nitrate, cerium sulfate, cerium chloride, cerium acetate, and cerium carbonate. .

본 발명에 따른 실리콘 이온 전구체는 실리콘 이온을 제공할 수 있는 물질이라면 특별한 제한은 없지만, 구체적으로는 테트라메틸 오소실리케이트(TMOS), 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS), 테트라프로필 오소실리케이트(TPOS), 테트라이소프로필 오소실리케이트(TiPOS) 및 테트라부틸 오소실리케이트(TBOS)로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The silicon ion precursor according to the present invention is not particularly limited as long as it is a material capable of providing silicon ions. Specifically, tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetrapropyl orthosilicate (TPOS), tetra It may include one or more selected from the group consisting of isopropyl orthosilicate (TiPOS) and tetrabutyl orthosilicate (TBOS).

상기 (c) 단계에서 세륨의 비율은 양이온을 구성하는 칼슘과 세륨을 합한 값에서 6몰% 내지 18몰%를 차지할 수 있고, 이 값은 합성된 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP) 분말에서 세륨 원소가 전체 중량 대비 4.7중량% 내지 12.8중량%를 차지하는 것과 동일하다. Ca/P의 비율이 1.585보다 작을 경우는 강도가 저하되고, 1.653보다 클 경우에는 생체적합성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.In the step (c), the ratio of cerium may occupy 6 mol% to 18 mol% of the combined value of calcium and cerium constituting the cation, and this value is bicomponent calcium phosphate (Ce- BCP) is the same as the cerium element occupies 4.7% to 12.8% by weight of the total weight in the powder. When the Ca / P ratio is less than 1.585, the strength may be lowered. When the Ca / P ratio is larger than 1.653, the biocompatibility may be lowered.

상기 (d) 단계에서 실리콘의 비율은 음이온을 구성하는 포스페이트와 실리콘을 합한 값에서 6몰% 내지 18몰%를 차지할 수 있고, 이 값은 합성된 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP) 분말에서 실리콘 원소가 전체 중량 대비 1.3중량% 내지 4.8중량%를 차지하는 것과 동일하다. Ca/P의 비율이 1.585보다 작을 경우는 강도가 저하되고, 1.653보다 클 경우에는 생체적합성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.In the step (d), the ratio of silicon may occupy 6 mol% to 18 mol% of the sum of the phosphate and the silicon constituting the anion, and this value is a bicomponent calcium phosphate (Si- BCP) powder is equivalent to the silicon element accounts for 1.3% to 4.8% by weight based on the total weight. When the Ca / P ratio is less than 1.585, the strength may be lowered. When the Ca / P ratio is larger than 1.653, the biocompatibility may be lowered.

상기 (e) 단계에서 고분자 바인더는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌글리콜에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 분산제는 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리아크릴산-말레인산 공중합체 암모늄염 및 폴리감마글루타민산 암모늄염으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 특히 분산제의 경우 카르본산 암노늄염을 다량으로 가지고 있는 고분자가 적당하다.In the step (e), the polymer binder may include at least one selected from polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyethylene glycol, and the dispersing agent is ammonium polyacrylate, polyacrylic acid-maleic acid copolymer ammonium salt, and polygamma glutamate ammonium salt. It may include one or more selected from the group consisting of. Especially in the case of a dispersant, a polymer having a large amount of ammonium carboxylic acid salt is suitable.

본 발명에서 제조된 골 이식재 슬러리는 3차원 프린팅 기법에 의해 골 이식재로 제조될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따라 제조된 상기 슬러리를 3차원 프린터를 이용하여 프린팅하고, 상기 프린팅된 슬러리를 40℃ 내지 50℃에서 건조한 후 1,000~1,200℃에서 1 내지 3시간 동안 고분자 바인더 및 분산제를 소결시키는 단계를 통하여 제조한다. The bone graft slurry prepared in the present invention can be made into a bone graft by a three-dimensional printing technique. Specifically, the slurry prepared according to the present invention is printed using a three-dimensional printer, the printed slurry is dried at 40 ℃ to 50 ℃ and sintered polymer binder and dispersant at 1,000 ~ 1,200 ℃ for 1 to 3 hours It is prepared through the step of.

소결 온도가 1,000℃ 보다 낮은 경우에는 고분자 물질이 충분히 제거되지 않아 이물질로 작용할 수 있고, 1,300℃ 보다 높은 경우에는 과소결이 발생되어 기공이 감소할 수 있다.When the sintering temperature is lower than 1,000 ° C, the polymer material may not be sufficiently removed to act as a foreign matter. When the sintering temperature is higher than 1,300 ° C, the sintering may occur, thereby reducing the pores.

본 명세서에 달리 정의하지 않는 한, 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 당업계에 통상의 기술자가 통상적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다. 본 명세서에 포함되는 용어를 포함하는 다양한 과학적 사전이 잘 알려져 있고, 당업계에서 이용가능하다. 본 명세서에 설명된 것과 유사 또는 등가인 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시예 또는 실험예에 사용되는 것으로 발견되나, 몇몇 방법 및 물질이 설명되어 있다. 당업자가 사용하는 맥락에 따라, 다양하게 사용될 수 있기 때문에, 특정 방법학, 프로토콜 및 시약으로 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Various scientific dictionaries that include the terms included herein are well known and available in the art. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein are found to be used in the Examples or Experimental Examples of the present invention, some methods and materials have been described. Depending on the context used by those of ordinary skill in the art, they may be used in a variety of ways, and therefore should not be construed as limiting the invention to particular methodologies, protocols and reagents.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수형은 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않으면 복수의 대상을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 언급되지 않는 한, “또는”은 “ 및/또는”을 의미한다. 더욱이, 용어 “포함하는” 뿐만 아니라, 다른 형태, 예를 들어, “가지는”, “이루어지는” 및 “구성되는”는 제한적이지 않다. As used herein, the singular encompasses the plural objects unless the context clearly dictates otherwise. As used herein, "or" means "and / or" unless stated otherwise. Moreover, the terms “comprising” as well as other forms, such as “having”, “consisting of” and “consisting of” are not limiting.

본 발명을 실시 예에 따라 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하므로 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 의도되지는 않는다.The present invention will be described in more detail with reference to the examples. However, the following examples are only intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example 1  One

본 발명에 따른 According to the invention 이성분Two-component 인산칼슘 분말 제조  Calcium Phosphate Powder Manufacturing

본 발명의 이성분 인산칼슘(BCP) 분말을 제조하기 위해서 먼저 수용성 고분자인 알긴산 나트륨을 증류수에 0.03중량%로 녹인 고분자 템플레이트 용액에 칼슘 이온 전구체인 질산 칼슘 용액을 투입하여 0.1~0.3M이 되도록 맞춘 후에 pH가 10이 되도록 0.1N 염산 또는 암모니아수로 조절하였다. 계속해서 pH가 10으로 맞추어진 0.1~0.5M의 포스페이트 이온 전구체인 제2 인산 암모늄 용액을 고분자 템플레이트와 칼슘 이온 전구체가 들어 있는 용액에 Ca/P = 1.602/1 몰 비율이 되도록 45℃에서 교반 하면서 소량씩 투입하고, 투입 완료 후에 24시간 동안 계속해서 반응시켜서 이성분 인산칼슘 분말을 제조하였다. 여기서 Ca/P는 인(P) 대비 칼슘(Ca)의 몰 비율을 나타낸다.In order to prepare the bicomponent calcium phosphate (BCP) powder of the present invention, calcium nitrate solution, which is a calcium ion precursor, was added to a polymer template solution in which sodium alginate, a water-soluble polymer, was dissolved in distilled water at 0.03% by weight, to be 0.1-0.3 M. After that, the pH was adjusted to 10 with 0.1N hydrochloric acid or ammonia water. Subsequently, the second ammonium phosphate solution, a 0.1-0.5 M phosphate ion precursor having a pH of 10, was stirred at 45 ° C. to a Ca / P = 1.602 / 1 mole ratio in a solution containing the polymer template and the calcium ion precursor. A small amount was added, and the reaction was continued for 24 hours after the addition was completed to prepare a bicomponent calcium phosphate powder. Here, Ca / P represents the molar ratio of calcium (Ca) to phosphorus (P).

실시예Example 2  2

본 발명에 따른 세륨이 일부 치환된 Partially substituted cerium according to the present invention 이성분Two-component 인산칼슘 분말 제조  Calcium Phosphate Powder Manufacturing

본 발명의 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP) 분말을 제조하기 위해서 먼저 수용성 고분자인 알긴산 나트륨을 증류수에 0.03중량%로 녹인 고분자 템플레이트 용액에 칼슘 이온 전구체인 질산 칼슘 용액과 세륨 이온 전구체인 질산 세륨 용액을 투입하여 0.1~0.3M이 되도록 맞춘 후에 pH가 10이 되도록 0.1N 염산 또는 암모니아수로 조절하였다. 계속해서 pH가 10으로 맞추어진 0.1~0.5M의 포스페이트 이온 전구체인 제2 인산 암모늄 용액을 고분자 템플레이트와 칼슘 이온 전구체 및 세륨 이온 전구체가 들어 있는 용액에 (Ca+Ce)/P = 1.602/1 몰 비율이 되도록 45℃에서 교반을 하면서 소량씩 투입하고, 투입 완료 후에 24시간 동안 계속해서 반응시켜서 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하였다. 여기서 칼슘 이온 전구체와 세륨 이온 전구체의 양을 달리하여 제조예 1 내지 제조예 3의 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘을 하기와 같이 제조하였고 도 1에 이를 도식화하였다.In order to prepare a bicomponent calcium phosphate (Ce-BCP) powder partially substituted with cerium of the present invention, calcium nitrate solution and cerium ion, which are calcium ion precursors, are dissolved in a polymer template solution in which sodium alginate, a water-soluble polymer, is dissolved in distilled water at 0.03% by weight. After adding a cerium nitrate solution as a precursor to 0.1 ~ 0.3M to adjust the pH to 10 to 0.1N hydrochloric acid or ammonia water. Subsequently, a solution of the second ammonium phosphate, a 0.1-0.5 M phosphate ion precursor with a pH of 10, was added to the solution containing the polymer template, the calcium ion precursor, and the cerium ion precursor (Ca + Ce) / P = 1.602 / 1 mol A small amount was added with stirring at 45 ° C. to a ratio, and the reaction was continued for 24 hours to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which cerium was partially substituted. Herein, the two-component calcium phosphate substituted with cerium in Preparation Examples 1 to 3 by varying the amounts of the calcium ion precursor and the cerium ion precursor was prepared as shown in FIG. 1.

제조예Production Example 1 One

세륨 이온이 칼슘 이온의 6몰% 치환된 이성분 인산칼슘 분말의 제조Preparation of Bicomponent Calcium Phosphate Powders with Cerium Ion Substituted 6 Mole% of Calcium Ions

상기 실시예 2의 제조방법 중 칼슘 이온 전구체와 세륨 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 칼슘 이온 전구체를 94몰% 사용하고, 세륨 이온 전구체를 6몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 여기에 포스페이트 이온 전구체를 Ca/P=1.602/1몰 비율이 되도록 투입하여 세륨 이온이 칼슘 이온을 6몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Ce6-BCP) 분말을 제조하였다.In the preparation method of the calcium ion precursor and the cerium ion precursor solution in Example 2, 94 mol% of the calcium ion precursor was used, and 6 mol% of the cerium ion precursor was used to prepare a mixed solution. A precursor was added to a Ca / P = 1.602 / 1 molar ratio to prepare a bicomponent calcium phosphate (Ce6-BCP) powder in which cerium ions substituted 6 mol% of calcium ions.

제조예Production Example 2 2

세륨 이온이 칼슘 이온의 18몰% 치환된 이성분 인산칼슘 분말의 제조Preparation of Binary Calcium Phosphate Powders with 18 Mole Percent Substituted Calcium Ions

상기 실시예 2의 제조방법 중 칼슘 이온 전구체와 세륨 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 칼슘 이온 전구체를 82몰% 사용하고, 세륨 이온 전구체를 18몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 여기에 포스페이트 이온 전구체를 Ca/P=1.602/1몰 비율이 되도록 투입하여 세륨 이온이 칼슘 이온을 18몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Ce18-BCP) 분말을 제조하였다.In the preparation method of the calcium ion precursor and the cerium ion precursor solution of Example 2, a mixed solution was prepared using 82 mol% of calcium ion precursor and 18 mol% of cerium ion precursor, and phosphate ions. The precursor was added in a Ca / P = 1.602 / 1 molar ratio to prepare a bicomponent calcium phosphate (Ce18-BCP) powder in which cerium ions substituted 18 mol% of calcium ions.

제조예Production Example 3 3

세륨 이온이 칼슘 이온의 30몰% 치환된 이성분 인산칼슘 분말의 제조Preparation of Binary Calcium Phosphate Powders with Cerium Ions Substituted 30 Mole% of Calcium Ions

상기 실시예 2의 제조방법 중 칼슘 이온 전구체와 세륨 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 칼슘 이온 전구체를 70몰% 사용하고, 세륨 이온 전구체를 30몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 여기에 포스페이트 이온 전구체를 Ca/P=1.602/1몰 비율이 되도록 투입하여 세륨 이온이 칼슘 이온을 30몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Ce30-BCP) 분말을 제조하였다.In the preparation method of the calcium ion precursor and the cerium ion precursor solution of Example 2, a mixed solution was prepared using 70 mol% of calcium ion precursor and 30 mol% of cerium ion precursor, and phosphate ions. The precursor was added in a Ca / P = 1.602 / 1 molar ratio to prepare a bicomponent calcium phosphate (Ce30-BCP) powder in which cerium ions replaced 30 mol% of calcium ions.

실시예Example 3  3

본 발명에 따른 실리콘이 일부 치환된 Partially substituted silicone according to the present invention 이성분Two-component 인산칼슘 분말 제조  Calcium Phosphate Powder Manufacturing

본 발명의 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP) 분말을 제조하기 위해서 먼저 수용성 고분자인 알긴산 나트륨을 증류수에 0.03중량%로 녹인 고분자 템플레이트 용액에 칼슘 이온 전구체인 질산 칼슘 용액을 투입하여 0.1~0.3M이 되도록 맞춘 후에 pH가 10이 되도록 0.1N 염산 또는 암모니아수로 조절하였다. 계속해서 pH가 10으로 맞추어진 0.1~0.5M의 포스페이트 이온 전구체인 제2 인산 암모늄 용액과 pH가 2로 맞추어진 0.1~0.5M의 실리콘 이온 전구체인 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS) 용액을 고분자 템플레이트와 칼슘 이온 전구체가 들어 있는 용액에 Ca/(P+Si) = 1.602/1 몰 비율이 되도록 45℃에서 교반을 하면서 소량씩 투입하고, 투입 완료 후에 24시간 동안 계속해서 반응시켜서 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하였다. 여기서 포스페이트 이온 전구체와 실리톤 이온 전구체의 양을 달리하여 제조예 4 내지 제조예 6의 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘을 하기와 같이 제조하였고 도 1에 이를 도식화하였다.To prepare a bicomponent calcium phosphate (Si-BCP) powder in which the silicon of the present invention is partially substituted, first, a calcium nitrate solution, which is a calcium ion precursor, is added to a polymer template solution in which sodium alginate, a water-soluble polymer, is dissolved in distilled water at 0.03% by weight. After adjusting to 0.1 ~ 0.3M pH was adjusted to 10 to 0.1N hydrochloric acid or ammonia water. Subsequently, the second ammonium phosphate solution of 0.1-0.5 M phosphate ion precursor adjusted to pH 10 and the tetraethyl orthosilicate (TEOS) solution of 0.1-0.5 M silicon ion precursor adjusted to pH 2 were mixed with a polymer template. A small amount of silicon is substituted by adding a small amount of stirring at 45 ° C. to a Ca / (P + Si) = 1.602 / 1 molar ratio, and continuously reacting for 24 hours after the addition was completed. Powdered calcium phosphate powder was prepared. Here, the two-component calcium phosphate in which the silicon of Preparation Examples 4 to 6 was partially substituted by varying the amounts of the phosphate ion precursor and the silicide ion precursor was prepared as shown in FIG. 1.

제조예Production Example 4 4

실리콘 이온이 Silicon ions 포스페이트Phosphate 이온의  Ionic 6몰%6 mol% 치환된  Substituted 이성분Two-component 인산칼슘 분말의 제조 Preparation of Calcium Phosphate Powder

상기 실시예 3의 제조방법 중 포스페이트 이온 전구체와 실리콘 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 포스페이트 이온 전구체를 94몰% 사용하고, 실리콘 이온 전구체를 6몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 이 용액을 칼슘 이온 전구체 용액과 Ca/(P+Si)=1.602/1 몰 비율이 되도록 투입하여 실리콘 이온이 포스페이트 이온을 6몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Si6-BCP) 분말을 제조하였다.In the process of preparing the phosphate ion precursor and the silicon ion precursor solution in the manufacturing method of Example 3, a mixed solution was prepared using 94 mol% of phosphate ion precursor and 6 mol% of silicon ion precursor, and the solution was calcium A bicomponent calcium phosphate (Si6-BCP) powder was prepared in which the ion precursor solution was added at a Ca / (P + Si) = 1.602 / 1 molar ratio, in which 6 mol% of silicon ions substituted phosphate ions.

제조예Production Example 5 5

실리콘 이온이 포스페이트 이온의 18몰% 치환된 이성분 인산칼슘 분말의 제조Preparation of Bicomponent Calcium Phosphate Powders with Silicone Ions Substituted with 18 Mole Percent of Phosphate Ions

상기 실시예 3의 제조방법 중 포스페이트 이온 전구체와 실리콘 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 포스페이트 이온 전구체를 82몰% 사용하고, 실리콘 이온 전구체를 18몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 이 용액을 칼슘 이온 전구체 용액과 Ca/(P+Si)=1.602/1 몰 비율이 되도록 투입하여 실리콘 이온이 포스페이트 이온을 18몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Si18-BCP) 분말을 제조하였다.In the process of preparing the phosphate ion precursor and the silicon ion precursor solution in the preparation method of Example 3, a mixed solution was prepared by using 82 mol% of phosphate ion precursors and 18 mol% of silicon ion precursors, and the solution was calcium A bicomponent calcium phosphate (Si18-BCP) powder in which silicon ions substituted 18 mol% of phosphate ions was prepared by adding an ion precursor solution to a Ca / (P + Si) = 1.602 / 1 molar ratio.

제조예Production Example 6 6

실리콘 이온이 포스페이트 이온의 30몰% 치환된 이성분 인산칼슘 분말의 제조Preparation of Binary Calcium Phosphate Powders with Silicon Ions Substituted 30 Mole% of Phosphate Ions

상기 실시예 3의 제조방법 중 포스페이트 이온 전구체와 실리콘 이온 전구체 용액을 제조하는 과정에서 포스페이트 이온 전구체를 70몰% 사용하고, 실리콘 이온 전구체를 30몰% 사용하여 혼합 용액을 제조하였고, 이 용액을 칼슘 이온 전구체 용액과 Ca/(P+Si)=1.602/1 몰 비율이 되도록 투입하여 실리콘 이온이 포스페이트 이온을 30몰% 치환한 이성분 인산칼슘(Si30-BCP) 분말을 제조하였다.In the process of preparing the phosphate ion precursor and the silicon ion precursor solution in the preparation method of Example 3, a mixed solution was prepared using 70 mol% of phosphate ion precursors and 30 mol% of silicon ion precursors. A bicomponent calcium phosphate (Si30-BCP) powder was prepared in which the ion precursor solution and Ca / (P + Si) = 1.602 / 1 molar ratio were added so that the silicon ions substituted the phosphate ions by 30 mol%.

실시예Example 4  4

본 발명에 따른 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 다공성 골 Porous bone partially substituted with cerium and silicon according to the present invention 이식재Implants 제조 Produce

상기 실시예 1 내지 실시예 3으로부터 얻어진 분말과 고분자 바인더 인 폴리비닐알코올, 분산제인 폴리아크릴산 암노늄염 및 증류수를 섞어서 3차원 프린팅이 가능한 슬러리를 제작한 후에 3차원 프린터를 이용하여 스캐폴더를 프린팅 하였다. 프린팅 완료 후에 40℃에서 건조를 하여 수분을 일정량 제거한 후에 1,000~1,200℃에서 2시간 동안 소결하여 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재를 제조하였고, 제조방법을 도 3에 도식화하였다.After mixing the powder obtained from Examples 1 to 3, polyvinyl alcohol as a polymer binder, polyammonium ammonium salt as a dispersant, and distilled water to prepare a slurry capable of three-dimensional printing, a scaffold was printed using a three-dimensional printer. . After the completion of printing, dried at 40 ℃ to remove a certain amount of moisture and then sintered at 1,000 ~ 1,200 ℃ for 2 hours to prepare a porous bone graft with anti-inflammatory activity, the production method is shown in Figure 3.

실험예Experimental Example 1 One

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 다공성 골 이식재 형태 분석 Morphological Analysis of Porous Bone Graft Formed from Bicomponent Calcium Phosphate Substituted with Cerium and Silicon Partially

도 4는 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말과 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 디지털 및 주전자현미경(SEM, S-4300, Hitachi) 이미지를 나타낸 것으로 제조된 골 이식재는 다공성을 가지는 있는 것이 확인되었다.4 is an example using bicomponent calcium phosphate synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate powder partially substituted with silicon, a polymer binder and a dispersant Digital and kettle microscopy (SEM, S-4300, Hitachi) images of anti-inflammatory active bone grafts prepared by the three-dimensional printing method according to Figure 4 was confirmed to have a porosity.

실험예Experimental Example 2 2

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 다공성 골 이식재의 원소 분석 Elemental Analysis of Porous Bone Grafts Prepared with Bicomponent Calcium Phosphate Substituted Partially with Cerium and Silicon

도 5는 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말과 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재를 에너지분산형 X-선 분광법(EDX, Horiba, Ltd., 0-20 keV)을 이용해 원소분석하였다.5 is an example using bicomponent calcium phosphate synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate powder partially substituted with silicon, a polymer binder and a dispersant Porous bone graft with anti-inflammatory activity prepared by the three-dimensional printing method according to 4 was subjected to elemental analysis using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX, Horiba, Ltd., 0-20 keV).

도 5와 같이, 모든 샘플에서 0.52keV에서는 산소(O) 원소에 기인하는 피크가 나타났으며 2.02keV에서는 인(P) 원소에 기인하는 피크가 나타났고 3.72keV에서는 칼슘(Ca) 원소에 기인하는 피크가 나타났다. 또한 실리콘의 치환에 의해서는 실리콘(Si) 원소에 기인하는 피크가 1.76keV에서 나타났고 세륨의 치환에 의해서는 세륨(Ce) 원소에 기인하는 피크가 4.86keV에서 나타나 실리콘 또는 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘을 이용한 다공성 골 이식재의 제조가 성공적으로 수행되었음이 확인되었다.As shown in FIG. 5, a peak attributable to oxygen (O) was found at 0.52 keV and a peak attributable to phosphorus (P) at 2.02 keV, and attributable to a calcium (Ca) at 3.72keV. Peaks appeared. In addition, the peak attributable to the silicon (Si) element was found to be 1.76 keV by the substitution of silicon, and the peak attributable to the cerium (Ce) element was represented at 4.86 keV by the substitution of cerium. It was confirmed that the preparation of porous bone graft using calcium phosphate was successful.

실험예Experimental Example 3 3

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 Partially substituted cerium and silicon of the present invention 이성분Two-component 인산칼슘으로 제조된 다공성 골  Porous bone made of calcium phosphate 이식재의Of implant 표면 흡광도 분석  Surface Absorbance Analysis

도 6은 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말과 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 표면 흡광도를 전반사 측정 퓨리에 변환 적외선 분광법(ATR-FTIR, ALPHA, Bruker optics)을 이용하여 400 ~ 4000 cm-1 범위에서 분석하였다.6 is an example using bicomponent calcium phosphate synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate powder partially substituted with silicon, a polymer binder and a dispersant Total Absorption Measurement of Surface Absorption of Anti-Inflammatory Porous Bone Grafts Prepared by Three-Dimensional Printing Method According to Fig. 4 Analysis in the range of 400 ~ 4000 cm -1 using Fourier transform infrared spectroscopy It was.

도 6과 같이, 모든 샘플에서 포스페이트 이온(PO4 3-)에 기인하는 피크가 1093, 1025 및 989 cm-1에서 나타났고, 세륨의 치환에 따라서 Ce-O에 기인하는 피크가 445 cm-1에서 나타났고, 실리콘의 치환에 따라서 Si-O-Si에 기인하는 피크가 880 cm-1에서 확인되었다.As shown in FIG. 6, peaks attributable to phosphate ions (PO 4 3− ) were found at 1093, 1025 and 989 cm −1 in all samples, and peaks attributable to Ce—O depending on the substitution of cerium were 445 cm −1. The peak attributable to Si-O-Si was found at 880 cm −1 depending on the substitution of silicon.

실험예Experimental Example 4 4

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 Partially substituted cerium and silicon of the present invention 이성분Two-component 인산칼슘으로 제조된 다공성 골  Porous bone made of calcium phosphate 이식재의Of implant 압축강도 평가 Compressive strength evaluation

실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘 (제조군 1), 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 (제조군 2) 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 (제조군 3) 분말과 대조군으로 Ca/P=1.67인 하이드록시아파타이트(대조군 1)와 Ca/P=1.551의 이성분 인산칼슘(대조군 2) 분말을 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 상기 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 압축강도를 만능재료 시험기(UTM, University Testing Mschine, Test One, TO-101)를 사용하여 측정한 결과를 [표 1]에 나타내었다.Binary calcium phosphate (manufacturing group 1) synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate (manufacturing group 2) partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate (manufacturing group 3) partially substituted with silicon As a powder and a control, hydroxyapatite (control group 1) having Ca / P = 1.67 and binary calcium phosphate (control group 2) powder having Ca / P = 1.551 were three-dimensionally printed according to Example 4 using a polymer binder and a dispersant. The compressive strength of the anti-inflammatory active bone graft prepared by the method was measured using a universal testing machine (UTM, University Testing Mschine, Test One, TO-101), and the results are shown in [Table 1].

Ca/P 비율Ca / P ratio 압축강도Compressive strength 제조군 1Manufacturing group 1 1.6021.602 4.3MPa4.3 MPa 제조군 2Manufacturing group 2 1.6021.602 4.7MPa4.7 MPa 제조군 3Manufacturing group 3 1.6021.602 4.6MPa4.6 MPa 대조군 1Control group 1 1.671.67 5.1MPa5.1 MPa 대조군 2Control 2 1.5511.551 2.1MPa2.1 MPa

표 1을 참조하면, 실시예에서 제조한 다공성 골 이식재와 하이드록시아파타이트로 제조한 골 이식재의 경우 압축강도가 높지만 Ca/P의 비율이 1.585보다 낮은 대조군 2의 경우 압축강도가 크게 감소하는 것을 확인하였다.Referring to Table 1, it was confirmed that the compressive strength of the porous bone graft prepared in the example and the bone graft prepared from the hydroxyapatite was high in the case of the control group 2 having a high compressive strength but a Ca / P ratio of less than 1.585. It was.

실험예Experimental Example 5 5

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 다공성 골 이식재의 세포 증식력 평가Evaluation of Cell Proliferative Capacity of Porous Bone Grafts Prepared with Bicomponent Calcium Phosphate Substituted with Cerium and Silicon Partially

도 7은 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 하이드록시아파타이트(대조군 1)분말과 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 상기 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 항염증 활성이 있는 다공성 골 이식재의 세포증식력을 평가 결과를 나타낸 것이다. 세포로는 골형성 전구세포(MC3T3-E1, ATCC)를 사용하였고, 세포 배양액으로 우태아 혈청(FBS)과 1% 페니실린-스트렙토마이신이 첨가된 α-MEM을 사용하였다. 다공성 골 이식재를 고온고압증기멸균법(autoclave)을 이용하여 멸균 처리한 다음 75%, 50%, 25% 에탄올로 각각 소독하고 인산완충식염수(PBS)를 이용하여 2회 세척하여 48-well 세포 배양 플레이트에 넣었다. 상기 골형성 전구세포를 2 × 104 cells/well의 농도로 골 이식재에 분주하고 37 ℃, 5 % CO2 환경에서 4시간, 1, 3, 5, 7일 동안 각각 배양하여 세포의 부착 및 증식 능력을 MTT법을 이용하여 평가하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.7 is a bicomponent calcium phosphate synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate and hydroxyapatite (control 1) powder partially substituted with silicone and a polymer binder And the results of evaluating the cell proliferation of the anti-inflammatory activity porous bone graft prepared by the three-dimensional printing method according to Example 4 using a dispersant. Osteoblastic progenitor cells (MC3T3-E1, ATCC) were used as cells, and α-MEM with fetal calf serum (FBS) and 1% penicillin-streptomycin was used as cell culture medium. Porous bone grafts were sterilized using autoclave, sterilized with 75%, 50% and 25% ethanol, and washed twice with phosphate buffered saline (PBS) for 48-well cell culture plates. Put in. The osteoblastic progenitor cells were dispensed into the bone graft at a concentration of 2 × 10 4 cells / well, and cultured for 4 hours, 1, 3, 5, and 7 days at 37 ° C. and 5% CO 2 , respectively to attach and proliferate the cells. The ability was evaluated using the MTT method and the results are shown in FIG.

도 7로부터 골형성 전구세포의 초기 부착 및 세포 증식이 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 골 이식재에서 가장 빠르게 진행되었고, 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 골 이식재보다는 세포의 초기 부착 및 증식이 빠르게 진행되는 것을 확인하였고, 하이드록시아파타이트로 제조된 골 이식재에서 세포 증식 속도가 가장 느리다는 것을 확인하였다. 이는 치환된 세륨 및 실리콘이 골형성 전구세포를 자극하여 증식력을 향상시키고, 또한 일부 항염증 및 항균성을 보이기 때문에 세포의 증식 거동이 더욱 활발하게 이루어진 결과이다.The initial attachment and cell proliferation of osteoblastic progenitor cells from FIG. 7 occurred most rapidly in bone grafts made of bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium, and cells rather than bone grafts made of bicomponent calcium phosphate partially substituted with silicon. It was confirmed that the initial adhesion and proliferation of the fast progress, and the slowest cell proliferation rate in the bone graft made of hydroxyapatite. This is the result of more active proliferation behavior of the cells because the substituted cerium and silicon stimulate the osteogenic progenitor cells to improve proliferative capacity, and also show some anti-inflammatory and antimicrobial properties.

실험예Experimental Example 6 6

본 발명 세륨 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘으로 제조된 다공성 골 이식재의 항염증성 평가Anti-inflammatory Evaluation of Porous Bone Grafts Prepared with Bicomponent Calcium Phosphate Partially Substituted with Cerium and Silicon

도 8은 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 합성된 이성분 인산칼슘, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 및 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말과 고분자 바인더 및 분산제를 이용하여 상기 실시예 4에 따라 3차원 프린팅 방법으로 제조한 다공성 골 이식재의 항염증 활성을 평가한 결과이다. 다공성 골 이식재의 항염증성은 리포폴리사카라이드(LPS)로 염증반응이 유도된 mouse유래 탐식세포인 RAW264.7 세포를 이용하여 팡가하였다. Murine macrophage cell line인 RAW264.7 세포를 페니실린(100 IU/㎖) 및 스트렙토마이신(100 ㎍/㎖)과 10%의 FBS를 함유한 DMEM 배지를 이용해서 1 × 105 cells/well로 조절한 후, 상기 방법에 따라 제조된 본 발명 다공성 골 이식재가 들어가 있는 48-well 세포 배양 플레이트에 접종하고, 5% CO2 및 37℃에서 48시간 동안 전 배양하였다. 이 때 발생되는 염증인자인 인터루킨-6(IL-6)와 인터루킨-1β(IL-1β)를 이들 단백질 항체가 부착된 플레이트에 분주 한 다음 ELISA kit(R&D Systems)를 통하여 측정하였다.8 is a bicomponent calcium phosphate synthesized according to Examples 1 to 3, bicomponent calcium phosphate partially substituted with cerium and bicomponent calcium phosphate powder partially substituted with silicon, a polymer binder, and a dispersant. According to 4, the anti-inflammatory activity of the porous bone graft prepared by the three-dimensional printing method was evaluated. The anti-inflammatory properties of the porous bone graft were pulsated using RAW264.7 cells, which are mouse-derived phagocytic cells induced by inflammatory reactions with lipopolysaccharide (LPS). RAW264.7 cells, a Murine macrophage cell line, were adjusted to 1 × 10 5 cells / well using DMEM medium containing penicillin (100 IU / mL) and streptomycin (100 μg / mL) and 10% FBS. , 48-well cell culture plate containing the porous bone graft of the present invention prepared according to the above method, and incubated for 48 hours at 5% CO 2 and 37 ℃. Inflammatory factors, interleukin-6 (IL-6) and interleukin-1β (IL-1β), generated at this time were dispensed on the plate to which these protein antibodies were attached, and then measured by ELISA kit (R & D Systems).

도 8로부터, 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘을 이용하여 제조한 다공성 골 이식재에서 IL-6와 IL-1β의 생성을 가장 많이 억제하였고, 또한 실리콘이 치환된 이성분 인산칼슘을 이용하여 제조한 다공성 골 이식재도 이성분 골 이식재에 비해서 우수한 항염증 활성을 보였다.From FIG. 8, the production of IL-6 and IL-1β was most suppressed in the porous bone graft prepared using cerium-substituted bicomponent calcium phosphate, and also prepared using silicon-substituted bicomponent calcium phosphate. One porous bone graft also showed superior anti-inflammatory activity compared to the bicomponent bone graft.

이 결과를 바탕으로 세륨 또는 실리콘의 치환율에 따른 항염증 활성을 알아보기 위해서 제조예 1 내지 제조예 6에서처럼 세륨과 실리콘의 사용량을 달리하여 치환율이 세 가지 세륨 치환 다공성 골 이식재와 세 가지의 실리콘 치환 다공성 골이식재를 제조하여 IL-6 생성량을 측정하여 도 9에 나타내었다.Based on these results, to determine the anti-inflammatory activity according to the substitution rate of cerium or silicon, three cerium-substituted porous bone grafts and three silicon-substituted substitutions were obtained by varying the amount of cerium and silicon used as in Preparation Examples 1 to 6. Porous bone grafts were prepared to measure the amount of IL-6 produced and are shown in FIG. 9.

도 9로부터, 세륨의 경우 칼슘의 18몰%까지 치환될 경우 세륨 원소의 농도 증가에 따라 항염증성이 개선되는 것을 확인하였지만 세륨이 칼슘의 30몰% 치환될 경우 IL-6의 생성량이 많아지고 항염증성이 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 실리콘의 경우도 세륨의 경우와 동일하게 실리콘이 18몰%까지 포스페이트를 치환될 경우 실리콘 원소의 농도 증가에 따라 항염증성이 개선되는 것을 확인하였지만 실리콘이 포스페이트의 30몰% 치환될 경우 IL-6의 생성량이 많아지고 항염증성이 떨어지는 것으로 나타났다. 9, it was confirmed that the anti-inflammatory properties of the cerium in the case of the substitution of up to 18 mol% of calcium with the increase of the concentration of elemental cerium, but when the cerium is substituted with 30 mol% of calcium, the amount of IL-6 is increased and It was confirmed that the inflammatory fall. In addition, in the case of silicon, as in the case of cerium, when the phosphate is substituted up to 18 mol% of silicon, the anti-inflammatory property is improved by increasing the concentration of elemental silicon, but when the silicon is substituted by 30 mol% of phosphate, IL-6 It was found that the amount of produced and the anti-inflammatory was less.

이 결과로부터 세륨 및 실리콘이 항염증성을 가지는 치환율 범위는 6~18몰%이고, 이 값은 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Ce-BCP)에서 세륨 원소가 전체 중량 대비 4.7중량%~12.8중량%를 차지하는 것과 동일하고, 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘(Si-BCP)에서 실리콘 원소가 전체 중량 대비 1.0중량%~3.1중량%를 차지하는 것과 동일하다.From this result, the range of substitution rate of anti-inflammatory cerium and silicon is 6-18 mol%, and this value is 4.7% by weight to 12.8% by weight of the cerium element in the bicomponent calcium phosphate (Ce-BCP) partially substituted with cerium. It is the same as occupying the weight%, and the silicon element is equivalent to the 1.0 weight% to 3.1 weight% of the total weight in the partially substituted calcium phosphate (Si-BCP).

Claims (11)

(a) 증류수에 알긴산나트륨, 베타-사이클로덱스트린, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 히아루론산, 라미나린, 풀루란 및 푸코이단으로부터 선택되는 1종 이상의 수용성 고분자를 녹여 고분자 템플레이트 용액을 마련하는 단계;
(b) 질산칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘 및 수산화칼슘으로부터 선택되는 1종 이상의 칼슘 이온 전구체 용액,
제1인산암모늄, 제2인산암모늄, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 제3인산나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산칼륨 및 제3인산칼륨으로부터 선택되는 1종 이상의 포스페이트 이온 전구체, 질산세륨, 황산세륨, 염화세륨, 초산세륨 및 탄산세륨으로부터 선택되는 1종 이상의 세륨 이온 전구체 및 테트라메틸 오소실리케이트(TMOS), 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS), 테트라프로필 오소실리케이트(TPOS), 테트라이소프로필 오소실리케이트(TiPOS) 및 테트라부틸 오소실리케이트(TBOS)로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 실리콘 이온전구체를 각각 마련하는 단계;
(c) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 세륨 이온 전구체 용액을 (Ca+Ce)/P= 1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 세륨이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하되 세륨의 비율은 양이온을 구성하는 칼슘과 세륨을 합한 값에서 6몰% 내지 18몰%를 차지하는 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Ce-BCP);
(d) 상기 고분자 템플레이트 용액에 하이드록시아파타이트와 트리칼슘포스페이트가 9:1 내지 5:5 몰 비율로 섞여 있는 이성분 인산칼슘이 생성되도록 상기 칼슘 이온 전구체 용액, 포스페이트 이온 전구체 용액 및 실리콘 이온 전구체 용액을 Ca/(P+Si)=1.585/1 내지 1.653/1 몰 비율로 투입한 후 교반하고, 원심분리 및 건조하여 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 제조하는 단계(Si-BCP);
(e) 상기 단계에서 얻은 건조된 세륨 또는 실리콘이 일부 치환된 이성분 인산칼슘 분말을 고분자 바인더, 분산제 및 증류수와 섞어 슬러리를 만드는 단계를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 하는, 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조방법.

(a) dissolving at least one water-soluble polymer selected from sodium alginate, beta-cyclodextrin, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, hyaluronic acid, laminarin, pullulan and fucoidan to prepare a polymer template solution;
(b) at least one calcium ion precursor solution selected from calcium nitrate, calcium chloride, calcium sulfate and calcium hydroxide,
At least one phosphate ion precursor, nitric acid, selected from ammonium monophosphate, diammonium phosphate, sodium monophosphate, sodium diphosphate, trisodium phosphate, potassium monophosphate, potassium diphosphate and potassium triphosphate One or more cerium ion precursors selected from cerium, cerium sulfate, cerium chloride, cerium acetate and cerium carbonate and tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetrapropyl orthosilicate (TPOS), tetraisopropyl Preparing at least one silicon ion precursor selected from the group consisting of orthosilicate (TiPOS) and tetrabutyl orthosilicate (TBOS);
(c) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the cerium ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a 9: 1 to 5: 5 molar ratio in the polymer template solution; To (Ca + Ce) / P = 1.585 / 1 to 1.653 / 1 molar ratio, followed by stirring, centrifugation and drying to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which cerium was partially substituted, but the proportion of cerium constitutes a cation. Preparing a bicomponent calcium phosphate powder comprising 6 mol% to 18 mol% of the combined value of calcium and cerium (Ce-BCP);
(d) the calcium ion precursor solution, the phosphate ion precursor solution, and the silicon ion precursor solution to produce a bicomponent calcium phosphate containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate in a 9: 1 to 5: 5 molar ratio in the polymer template solution Ca / (P + Si) = 1.585 / 1 to 1.653 / 1 in a molar ratio, followed by stirring, centrifugation and drying to prepare a bicomponent calcium phosphate powder in which silicon was partially substituted (Si-BCP);
(e) anti-inflammatory active binary component, comprising the step of mixing the dried cerium or silicon partially substituted bicomponent calcium phosphate powder obtained in the step with a polymeric binder, a dispersant and distilled water to form a slurry. Method for producing a calcium phosphate porous bone graft material.

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 실리콘의 비율은 음이온을 구성하는 포스페이트와 실리콘을 합한 값에서 6몰% 내지 18몰%를 차지하는 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing an anti-inflammatory active bicomponent calcium phosphate-based porous bone graft material, wherein the ratio of silicon in step (d) accounts for 6 mol% to 18 mol% of the sum of phosphate and silicon constituting an anion.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 고분자 바인더는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌글리콜에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The polymer binder in step (e) comprises at least one selected from polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and polyethylene glycol, a method for producing an anti-inflammatory active bicomponent calcium phosphate-based porous bone graft.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 분산제는 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리아크릴산-말레인산 공중합체 암모늄염 및 폴리감마글루타민산 암모늄염으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The dispersing agent in step (e) comprises at least one member selected from the group consisting of ammonium polyacrylic acid salt, polyacrylic acid-maleic acid copolymer ammonium salt and polygamma glutamic acid ammonium salt, anti-inflammatory active bicomponent calcium phosphate-based porous bone graft Way.
제1항, 제8항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 의해 제조된 슬러리를 이용하여 3차원 프린터를 이용하여 프린팅하는 단계 및 상기 프린팅 된 슬러리를 40℃에서 건조한 후 1,000~1,200℃에서 2시간 동안 고분자 바인더 및 분산제를 소결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 항염증 활성형 이성분 인산칼슘계 다공성 골 이식재.

Claim 1, 8, 9 and 10 using a slurry prepared by any one of the steps of printing using a three-dimensional printer and the printed slurry after drying at 40 ℃ 1,000 ~ 1,200 An anti-inflammatory active bicomponent calcium phosphate-based porous bone graft material, comprising the step of sintering the polymeric binder and the dispersant at 2 ° C. for 2 hours.

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