KR102118471B1 - 치과용 근관 충전재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근관 충전재의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 근관 충전재의 제조 방법은, 고무 성분을 포함하는 바디를 준비하는 바디준비단계와; 상기 바디 표면을 용매에 접촉시켜 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 팽윤단계와; 상기 팽윤 처리된 바디에 바이오 세라믹 물질을 코팅하는 코팅단계와; 상기 코팅된 바디를 상온에서 12 ~36시간 동안 건조하는 건조단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 바디 표면을 용매와 접촉시켜 바디의 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자가 스웰링(팽윤)상태로 사슬이 풀어지도록 하되, 짧은 시간 동안 접촉시켜 표면 측의 고분자 사슬이 풀어질 정도의 시간에 용매를 제거한 후, 하이드록시아파타이트 파우더에 침전하여 고분자 사슬이 수축하면서 파우더 입자를 옭아매어 코팅이 이루어지도록 함으로써 생산 속도를 극 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 접착강도를 지닌 치과용 근관 충전재를 제조할 수 있게 된다.

Description

치과용 근관 충전재의 제조방법{MAKING METHOD OF ROOT CANAL FILLER}

본 발명은 치과용 근관 충전재의 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 스웰링 처리된 바디를 성형한 후, 바디표면에 파우더를 발라 코팅층을 형성하고 건조하여 제조된 내구성이 강화된 치과용 근관 충전재의 제조 방법에 관한 것이다.

전통적으로‘거타퍼챠’란 팔라퀴움(Palaguium) 속에 속하는 나무의 수액으로부터 생성된 천연 라텍스 성분을 말한다.

하지만 최근에는 거의 대부분 트랜스-1,4-폴리이소프렌으로 합성이 가능하여 합성된 재료가 사용되고 있다.

거타퍼챠(gutta percha) 포인트란 거타퍼챠를 주재료로 하여 만들어진 근관치료(신경치료)에 사용되는 근관충전재의 일종이다. 한 쪽 끝이 점점 좁아지는 형태로 제작한 치과재료로, 주로 근관치료(신경치료)에 사용된다. 근관을 적절한 크기와 모양으로 형성하는 근관확대 및 근관성형 과정이 끝난 후, 비어 있는 근관을 최종적으로 채우는 근관충전 과정에 사용된다.

거타퍼챠는 생체 내에서 반응을 일으키지 않는 생체불활성을 가지므로 근관충전재로 적합하며, 근관을 폐쇄하는 효과가 우수하다. 또한 방사선 불투과성을 가져 근관충전 후 방사선검사를 통해 근관충전 상태의 확인이 가능하다. 거타퍼챠 포인트는 여러 종류의 길이, 두께 및 경사도로 제작되므로, 형성된 근관의 길이, 크기 및 모양에 따라 적절한 종류의 거타퍼챠 포인트를 선택하여 근관충전에 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 선행문헌으로는 "치과용 근관 충전재 및 그의 제조방법"(한국 등록특허공보 제10-1685958호, 특허문헌 1)이 공개되어 있다.

특허문헌 1은 치아 근관에 삽입되는 바디 및 바디의 표면에 형성된 개질층을 포함하는 치과용 근관 충전재이고, 개질층은 거타퍼챠(gutta percha)를 포함하는 치과용 근관 충전재에 관한 것이다. 치과용 근관 충전재는 거타퍼챠 용액을 코팅하여 근관 충전재와 실러의 결합력을 향상시킬 수 있고, 근관 치료에 사용할 경우 예후가 좋고, 근관 치료 성공률을 향상시킬 수 있다.

도 1은 선행문헌 1의 치과용 근관 충전재 어셈블리의 구조와 치과용 근관 충전재 어셈블리가 근관에 삽입된 형태 및 그의 절단면(A-A’)을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1의 치과용 근관 충전재 어셈블리(300)는 치아 근관에 삽입되는 바디(110), 상기 바디(110)의 표면에 형성된 개질층(120), 및 상기 개질층(120)의 표면에 형성된 실러(200)를 포함하고, 상기 개질층(120)은 거타퍼챠(gutta percha)를 포함한다.

구체적으로, 상기 특허문헌 1은 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 테트라하이드로퓨란에 첨가하여 40℃에서 12시간 동안 교반하여 거타퍼챠코팅용액을 제조한 후, 바디에 코팅하여 바디 표면을 개질하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 코팅 용액의 제조에 상당한 시간을 요구하게 된다.

더하여, 코팅 용액의 제조 과정에서 불순물의 침투를 상당한 시간 동안 억제해 줘야 한다.

특히, 특허문헌 1과 같이 코팅용액을 제조한 후 이를 단순히 바디에 코팅시키는 기술의 경우 바디와 코팅층 사이의 충분한 접착 강도가 확보되지 못하고 코팅층이 박리되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

KR 10-1685958 (2016.12.12)

본 발명의 치과용 근관 충전재의 제조방법은 상기과 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하고 개선하기 위한 것으로, 바디 표면을 용매와 접촉시켜 바디의 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자가 스웰링(팽윤)상태로 사슬이 풀어지도록 하되, 짧은 시간 동안 접촉시켜 표면 측의 고분자 사슬이 풀어질 정도의 시간에 용매를 제거한 후, 하이드록시아파타이트 파우더에 침전하여 고분자 사슬이 수축하면서 파우더 입자를 옭아매어 코팅이 이루어지도록 함으로써 생산 속도를 극 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 접착강도를 지닌 치과용 근관 충전재를 제조할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 근관 충전재의 제조 방법은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 고무 성분을 포함하는 바디를 준비하는 바디준비단계와; 상기 바디 표면을 용매에 접촉시켜 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 팽윤단계와; 상기 팽윤 처리된 바디에 바이오 세라믹 물질을 코팅하는 코팅단계와; 상기 코팅된 바디를 상온에서 12 ~36시간 동안 건조하는 건조단계;를 포함하여 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 바이오 세라믹 물질은 하이드록시 아파타이트 파우더로 이루어지고, 상기 바디는 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부와; 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 300 ~ 350 중량부의 필러와; 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 5 ~ 10 중량부의 가소제와; 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 55 ~ 65 중량부의 조영제;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 필러는 산화아연과 인산칼슘으로 구성되고, 필러 100중량%에서 인산칼슘이 6 ~ 8 중량% 함유된 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란인 것을 특징으로 한다.

또는, 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부와, 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 283.5 중량부의 산화아연, 47.9 중량부의 인산칼슘, 5 ~ 10 중량부의 가소제, 55 ~ 65 중량부의 조영제;를 포함하여 구성된 바디를 준비하는 바디준비단계와; 상기 바디 표면을 테트라하이드로퓨란 용매에 10초 이내로 접촉시켜 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 팽윤단계와; 상온에서 10초 이내로 상기 팽윤 상태가 된 바디를 보존시키는 에이징단계와; 상기 에이징 처리된 바디에 하이드록시 아파타이트를 코팅하는 코팅단계와; 상기 코팅된 바디를 상온에서 12 ~36시간 동안 건조하는 건조단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 바디 표면을 용매와 접촉시켜 바디의 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자가 스웰링(팽윤)상태로 사슬이 풀어지도록 하되, 짧은 시간 동안 접촉시켜 표면 측의 고분자 사슬이 풀어질 정도의 시간에 용매를 제거한 후, 하이드록시아파타이트 파우더에 침전하여 고분자 사슬이 수축하면서 파우더 입자를 옭아매어 코팅이 이루어지도록 함으로써 생산 속도를 극 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 접착강도를 지닌 치과용 근관 충전재를 제조할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 근관 충전재 개질 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실험에 따른 결과를 나타낸 시편 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예들의 광학현미경 촬영 사진.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 근관 충전재의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

1. 바디준비단계

고무 성분을 포함하는 바디를 준비한다.

근관 충전재를 구성하는 바디의 고무 성분으로는 트랜스-1,4-폴리이소프렌, 시스-1,4-폴리이소프렌, 폴리뷰타다이엔, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔(SB) 블록 공중합체 및 폴리우레탄 등이 있다.

이론적으로는 상기한 고무 성분이 모두 가능하다 할 것이나, 하기의 본 발명에서는 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 원료로 제조 및 실험하였는 바, 바디의 최적 고무 원료로는 트랜스-1,4-폴리이소프렌이 적합하다 할 것이다.

통상의 근관 충전재의 바디 조성은 상기한 고무 성분 외에 필러, 가소제, 조영제 등이 추가로 포함된다.

본 발명에서도 역시 필러, 가소제, 조영제 등이 포함된다.

필러의 원료로 알려진 것으로는 산화지르코늄, 규산칼슘, 인산칼슘, 수산화칼슘, 황산칼슘, 수산화인회석, 탄산칼슘, 칼슘알루미네이트 및 수산화인회석 등이 있다.

이 중 본 발명에서는 하기의 실시예에 따라 산화아연과 인산칼슘이 주 성분을 이루도록 구성됨이 바람직하다.

여기서, 필러 100중량%에서 인산칼슘이 6 ~ 8 중량% 함유되고, 잔량은 산화아연으로 구성됨이 보다 바람직하다.

가소제로는 파라핀 왁스, 미정질 왁스(microcrystalline wax), 세레신 왁스(Ceresin wax), 카르누바 왁스(Carnauba wax), 폴리에스테르계 왁스, 폴리올레핀계 왁스, 밀랍(Bee Wax) 및 유동 파라핀 등이 사용 가능하며, 본 발명의 실시예에서는 비즈 왁스를 활용하였다.

조영제는 방사선 검사 때에 조직이나 혈관을 잘 볼 수 있도록 각 조직의 X선 흡수차를 인위적으로 크게 함으로써 영상의 대조도를 크게 해주는 물질로, 생체 구조나 병변을 주위와 잘 구별할 수 있게 해주어 상기 치과용 근관 충전재의 진단적 가치를 향상시켜주므로 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 상기 조영제는 산화바륨, 황산바륨, 산화지르코늄, 산화탄탈륨, 산화이트륨, 텅스텐산 칼슘 등이 가능하다.

본 발명에서는 황산바륨을 실시예 제조에 활용하였다.

이상과 같은 구성에서 최적의 바디 조성은 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부와, 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 283.5 중량부의 산화아연, 47.9 중량부의 인산칼슘, 5 ~ 10 중량부의 가소제, 55 ~ 65 중량부의 조영제;를 포함하여 구성됨이 바람직하며, 이는 본 발명에 따른 실시예에서 제조에 활용한 사례이다.

바디의 제조는 공지의 알려진 공정대로 진행할 수 있으며, 먼저 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 80℃ 내외의 온도에서 20 ~ 30분간 교반한 다음, 필러 원료인 산화아연 및 인산칼슘을 첨가한 후 온도를 유지하면서 30분 정도 추가 교반하고, 이어 가소제 및 조영제를 투입한 후 추가로 15분 정도 교반하여 바디 시트를 제조할 수 있다.

2. 팽윤단계

상기 바디 표면을 용매에 접촉시켜 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 팽윤단계와;

상기 용매는 바디 성분 중의 고무 성분과의 접촉에 따라 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 다양한 용매를 활용할 수 있다.

본 발명에서는 바디의 고무 성분이 트랜스-1,4-폴리이소프렌인 경우 용매로 테트라하이드로퓨란을 사용하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다.

팽윤(스웰링) 처리는 본 발명에서 매우 중요한 구성으로, 스웰링이란 고체가 액체를 흡수하여 그 구조 조직은 변화하지 않고 용적이 증대하는 것을 말한다.

본 발명에서 바디의 성분인 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자는 테트라하이드로퓨란 용매와 접촉하게 되면 용해되는 성질을 갖는다.

인용문헌 1과 같은 구성은 가타퍼챠를 충분한 시간 동안 용매와 접촉시켜 코팅용액을 제조했었다.

그러나, 본 발명에서는 별도의 코팅 용액을 제조하지 않고서 짧은 시간 동안 바디와 용매가 접촉할 때 표면에서 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자가 스웰링(팽윤)상태로 사슬이 풀어지기 시작하는 것을 이용하여 팽윤 처리 후 액체 코팅이 아니라 파우더 코팅이 이루어질 수 있도록 하였다.

이를 위한 팽윤 처리 시간은 매우 중요한데, 전술한 바디와 용매 조성의 경우 최대 10초 이내로 표면 접촉이 이루어지도록 한다.

만일, 10초를 초과할 경우 팽윤 상태를 지나, 바디의 고분자 성분이 용해되어 버리게 되며, 이 경우 본 발명에서 파우더를 이용한 코팅이 불가능해지게 된다.

이는 용해되어버린 바디 표면에 파우더를 뿌리거나 도포할 경우 형태를 유지하지 못하고 흘러내리기 때문이라 하겠다.

따라서, 최적의 표면 접촉 처리 시간은 10초 이내라 하겠다.

더하여, 표면 접촉에 따른 팽윤 처리가 끝나면 과량의 용매를 제거하여 바디의 내부로 용매가 침투하여 고분자가 용해되는 것을 방지하도록 함이 바람직하다.

이때, 표면 접촉 및 팽윤 처리 후 에이징단계를 진행되도록 함이 바람직하다.

에이징 처리는 코팅 전에 보존하는 시간으로써 이 시간을 거칠 경우 팽윤 처리된 바디 표면의 점성이 높아지게 되며 파우더의 부착율을 높여줄 수 있게 된다.

바람직한 에이징 시간은 10초 이내가 바람직하다.

만일 에이징하지 않을 경우 바디의 표면의 점성이 약해 자칫 균일한 파우더 코팅이 이루어지지 못할 수 있으며, 10초를 초과할 경우 수축이 시작되어 파우더가 잘 달라붙지 못하게 될 수도 있다.

3. 코팅단계

상기 팽윤 처리 및 에이징된 바디에 바이오 세라믹 물질을 코팅한다.

바이오 세라믹 물질로는 규산칼슘, 인산칼슘, 바이오글래스, MTA(Mineral trioxide aggregates), 하이드록시 아파타이트 파우더 등이 있으며, 이들을 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 구성될 수 있다.

이러한 바이오 세라믹 물질 중 하이드록시 아파타이트는 치수재생능력 및 생체적합성이 뛰어나 부근관 폐쇄 효과가 높으며, 특허문헌 1에서는 개질층의 원료로 활용된 바 있다.

특허문헌 1과 같은 기술에서 하이드록시 아파타이트를 바디에 코팅시키는 기술을 살펴보면, 코팅 용액의 제조 과정에서 하이드록시 아파타이트를 용해시킨 후 액상 용액을 바디 표면에 코팅시켜 건조시킴으로써 형성하게 된다.

전술한 바와 같이 이러한 기술은 제조 공정이 길어지게 되며, 코팅 용액을 보관하거나 첨가하는 과정에서의 이물질 침투 가능성이 높다.

반면, 본 발명에서는 개질제인 하이드록시 아파타이트 파우더를 팽윤 및 에이징 처리되어 있어 표면 점성이 있는 상태에 묻히게 되면 파우더가 자연스럽게 바디 표면에 달라붙게 된다.

즉, 종래에 비해 매우 빠르게 제조가 가능해지게 되는 것이다.

이러한 과정은 하이드록시아파타이트 파우더를 에이징된 바디에 도포하거나 묻히게 되면 바디의 트랜스-1,4-폴리이소프렌 고분자 사슬이 수축하면서 하이드록시아파타이트 파우더 입자를 옭아매어 견고한 코팅을 할 수 있게 된다.

4. 건조단계

상기 코팅된 바디를 상온에서 12 ~ 36시간 동안 건조하여 본 발명의 근관 충전재의 제조를 완료한다.

건조가 끝난 후 제조된 근관 충전재를 세척하게 되면 코팅된 하이드록시아파타이트만을 남기고 여분이 도포된 파우더가 제거되어 코팅된 치과용근관충전재를 제조할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명하고자 한다.

먼저, 아래 표 1의 조성으로 이루어진 근관 충전재용 바디를 준비하였다.

참고로, 바디의 제조는 통상의 알려진 공정으로 진행된다.

<바디의 조성>

재료	함량(g)	백분율(%)
트랜스-1,4-폴리이소프렌	1600	20
산화아연	4536	56.7
황산바륨	933.6	11.67
비즈 왁스	116	1.45
2,6-다이(터시어리-뷰틸)-4-메틸페놀	4.8	0.06
색소(안료 옐로우 5)	32.8	0.41
색소(안료 레드 6)	10.4	0.13
인산칼슘	766.4	9.58
합계	8000	100

이어 용기에 테트라하이드로퓨란 용매를 넣은 후 준비된 바디를 3초간 침지시킨 후 꺼낸 다음 상온에서 5초간 에이징시키고, 바로 하이드록시 아파타이트 파우더를 도포하였다.

이어 상온에서 24시간 동안 건조한 다음, 바디를 물로 세척 및 다시 건조하여 실시예 1의 근관충전재를 제조하였다.

<비교예의 준비>

비교예 1은 Sure-endo사(한국)의 제품명 “Bio GP points”를 구입하여 준비하고, 비교예 2는 Brasseler사(미국)의 제품명 “EndoSequence BC points”를 구입하여 준비하였다.

더하여, 실시예 1과 동일하게 제조하되, 테트라하이드로퓨란 용매에 바디를 11초간 침지시킨 후 하이드록시 아파타이트 파우더를 도포한 후 건조, 세척, 건조 과정을 거쳐 비교예 3의 근관 충전재를 제조하였다.

또한, 실시예 1과 동일하게 제조하되, 에이징 시간을 11초로 진행하여 비교예 4의 근관 충전재를 제조하였다.

<실험예 1>

실시예 1의 근관 충전재, 비교예 1 내지 4의 근관 충전재의 접착 강도를 조사하였다.

접착강도 측정 방법은 다음과 같이 진행하였다.

⑴ 실시예 (06Taper #35 사이즈) 및 비교군의 개수에 맞는 엔도블럭을 준비한다.

⑵ 바이오세라믹 실러를 사용하여 엔도블럭의 3/4가량을 미리 충진 한다.

⑶ 각 샘플 표면에 실러를 균일하게 도포한 후 엔도블럭에 삽입한다.

⑷ 삽입 후 압력에 의해 분출된 잔여물을 닦아 낸다.

⑸ 37℃의 수조에 48hr 이상 보관하여 경화시킨다. (이때, 직접 물에 닿지 않도록 한다.)

⑹ 만능재료측정기의 그립을 이용하여 엔도블록을 장착한다.

⑺ 헤드스피드 10mm/min으로 인장강도를 측정한다.

⑻ 시편 5개를 측정하고 평균을 기록한다.

아래 표 2는 상기 실험에 따른 측정 결과를 나타낸 표이다.

접착 강도 결과

Sample No.	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
1	28.24	20.91	27.19	25.32	19.63
2	32.16	17.26	28.80	27.91	17.21
3	27.63	22.5	24.87	29.51	18.75
4	33.26	23.93	25.15	30.67	20.96
5	31.33	20.19	22.78	30.11	19.25
평균	30.52	20.96	25.76	28.70	19.16

상기 표 2에 나타난 것처럼 실시예의 1의 접착강도가 가장 높게 나타났다.

비교예 3의 경우 접착강도가 실시예 다음으로 높긴 하지만, 도 3에서 볼 수 있듯이 표면의 형태가 무너져 있음을 확인할 수 있었다.

더불어, 실시예 1 및 비교예 1, 2의 시편 사진을 도 2에 나타냈다.

시편을 육안으로 확인한 결과, 비교예들은 바디와 실러가 분리되는 경향이 보인 반면, 실시예 1의 경우 바디와 실러가 분리되지 않은 채 절단된 양상을 보여 접합 강도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.

한편, 실시예 1 및 비교예 1, 2, 3의 근관 충전재를 광학현미경으로 300배 배율로 표면을 촬영하여 그 결과를 도 3으로 나타냈다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이 실시예의 근관 충전재는 비교예들과 다르게 스웰링된 표면에 하이드록시 아파타이트가 균일하게 도포되어 포인트 끝부분이 매끈하게 코팅된 것을 확인할 수 있었다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 근관 충전재의 제조 방법에 있어서,
   트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부와, 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 100 중량부 대비 283.5 중량부의 산화아연, 47.9 중량부의 인산칼슘, 5 ~ 10 중량부의 가소제, 55 ~ 65 중량부의 조영제;를 포함하여 구성된 바디를 준비하는 바디준비단계와;
   상기 바디 표면을 테트라하이드로퓨란 용매에 3 ~ 10초 동안 접촉시켜 바디 표면이 팽윤 상태가 되도록 하는 팽윤단계와;
   상온에서 5 ~ 10초 동안 상기 팽윤 상태가 된 바디를 보존시키는 에이징단계와;
   상기 에이징 처리된 바디에 하이드록시 아파타이트를 코팅하는 코팅단계와;
   상기 코팅된 바디를 상온에서 12 ~36시간 동안 건조하는 건조단계;를 포함하여 구성된,
   근관 충전재의 제조 방법.

Images