KR102168655B1 - 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 - Google Patents

생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트에 관한 것으로서, 용융 압출장치의 내부에 생분해성 금속사와 용융된 생분해성 고분자를 공급하여 선단을 통해 동시에 압출되도록 함으로써, 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자가 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 압출하는 단계 및 압출된 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 냉각시키는 단계 및 냉각된 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 권취롤러에 권취시키는 단계를 포함하되, 상기 생분해성 고분자의 용융온도는 120~280℃ 이고, 상기 생분해성 고분자의 압출 속도는0.1~3.0rpm이며, 상기 권취롤러의 권취속도는 10~80m/min 인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자를 균일한 두께로 용융 코팅할 수 있으므로 인체에 삽입되는 삽입형 의료기기의 생분해 시간 및 물성 유지기간을 보다 정확하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 용융 압출방식을 이용하므로 원하는 생분해 시간을 얻기 위한 생분해성 고분자의 두께를 형성하기 위해 종래와 같이 생분해성 고분자의 도포 및 건조 작업을 반복하여 실시하지 않아도 되므로 이에 따른 작업시간이 현저하게 단축된다.

Description

생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트{Manufacturing method of composite sheath-core filament using biodegradable dissimilar materials and composite sheath-core filament manufactured the same}
본 발명은 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압출방식을 이용하여 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자를 균일한 두께로 용융 코팅할 수 있도록 한 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트에 관한 것이다.
일반적으로 인체 장기에 대한 수술을 하는 경우에는 담도, 췌관, 요관과 같은 매우 가는 관 모양의 장기를 서로 이어주거나, 부분적으로 손상된 부위를 봉합하는 경우가 빈번하게 발생한다.
위와 같은 장기들의 경우, 췌관은 2~3mm, 요관은 3~5mm, 담관은 6~7mm 정도로 직경이 아주 작아 연결이나 봉합이 쉽지 않을 뿐 아니라 연결이나 봉합이 적절히 되었다 하더라도 상처 치유 과정 자체에서 섬유화가 동반되므로 장기적으로 연결 또는 봉합 부위에 협착이 발생될 가능성이 매우 높다.
이러한 이유로 종래에는 장기들의 연결 또는 봉합 부위에 고무나 실리콘 같은 인공 도관을 삽입하여 수술을 시행한 후, 일정 시간이 지나 이를 제거하는 방법을 실시하고 있다.
한편, 위와 같은 인공 도관의 경우 인체 밖으로 장시간 길게 뽑아 놓았다가 일정 시간이 지난 후 제거하는 방식을 사용하거나 짧은 도관을 장기 내에 거치시킨 후 일정 시간이 지난 후 장을 통해 자연적으로 빠져나오기를 기대하는 방식을 사용하고 있다.
이 때, 인체 밖으로 노출된 도관의 경우에는 관리가 어렵고, 감염의 위험이 있으며, 환자의 고통을 유발하는 문제가 있다.
그리고, 장기 내에 거치된 도관의 경우에는 일정 시간이 지난 후에도 빠져나오지 않아 문제가 되거나 원치 않은 곳으로 이동하여 합병증을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해 최근에는 일정 시간이 지난 후 인체 내에 잔류하지 않고 생분해되는 삽입형 의료기구에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일예로 일본공개특허 제2011-517415호에는 생분해성 금속을 코어로 하고 생분해성 폴리머를 피복으로 하는 스탠트가 개시되어 있다.
상기한 일본공개특허 제2011-517415호의 스탠트는 생분해성 소재를 사용하므로 종래 인공 도관과 같은 삽입형 의료기기에서 발생되는 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 생분해성 금속의 외주면에 생분해성 폴리머가 피복되는 구조를 통해 인체 내부에서 생분해성 금속이 분해되는 시간을 지연시킴으로써, 스탠트가 생분해되는 시간을 조절할 수도 있다.
그러나, 상기한 일본공개특허 제2011-517415호의 경우, 생분해성 금속에 분무 방식으로 생분해성 폴리머를 분사하여 도포하거나 또는 생분해성 금속을 생분해성 폴리머 용액 내에 침지시키는 방식으로 피복된다.
그러나, 분무 방식은 균일한 두께의 생분해성 폴리머층 형성이 어려울 뿐 아니라 원료 소모량이 많은 단점이 있고, 원하는 생분해 시간을 얻기 위한 생분해성 폴리머층의 두께를 형성하기 위해서는 도포 및 건조 작업을 반복하여 실시해야 하므로 작업시간이 다소 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 침지 방식은 균일한 두께 형성이 어려울 뿐 아니라 건조에 많은 시간이 소요되어 생산성이 낮은 문제점이 있다.
아울러, 전술한 2가지 방식은 생분해성 고분자를 화학용매에 용해시켜 사용해야 하므로 인체독성을 유발하는 화학용매의 잔류 가능성을 배제할 수 없는 문제점이 있다.
일본공개특허 제2011-517415호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용융 압출방식을 이용하여 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자를 균일한 두께로 용융 코팅할 수 있도록 한 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일측면에 따르면, 용융 압출장치의 내부에 생분해성 금속사와 용융된 생분해성 고분자를 공급하여 상기 용융된 생분해성 고분자가 상기 압출장치의 선단을 통해 토출되는 상기 생분해성 금속사와 함께 압출되도록 함으로써, 상기 생분해성 금속사의 외주면에 상기 생분해성 고분자가 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 압출하는 단계 및 압출되는 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 냉각시키는 단계 및 냉각된 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 권취롤러에 권취시키는 단계를 포함하되, 상기 생분해성 고분자의 압출온도는 120~280℃ 이고, 상기 생분해성 고분자의 압출 속도는 0.1~3.0rpm이며, 상기 권취롤러의 권취속도는 10~80m/min 인 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법이 제공된다.
여기서, 상기 생분해성 금속사는 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 생분해성 고분자는 PDO(polydioxanone), PCL(poly(ε-caprolactone)), PLLA(poly-l-latic acid), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid), PGA(poly(glycolic acid)), GATMC(glycolide-co-trimethylene carbonate), GACL(glycolide-co-ε-caprolactone), PGC(polyglyconate), PG(polyglactin), PEG(poly ethylene glycol), PEO(poly ethylene oxide) 또는 이들의 공중합체 중 선택된 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생분해성 고분자에 방사선 불투과성 물질이 더 혼합되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방사선 불투과성 물질은 금, 은, 스트론튬 글래스(strontium glass), 바륨 글래스(barium glass), 비스무트 옥사이드(bismuth oxide), 비스무트 트리옥사이드(bismuth trioxide), 텅스텐산 칼슘(calcium tungstate), 바륨 옥사이드(barium oxide), 황산 바륨(barium sulfate), 염화 이테르븀(ytterbium fluoride), 지르코늄 옥사이드(zirconium oxide) 또는 이들의 혼합물 중 선택된 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 측면에 따르면, 제 1 항 내지 제 5 항 중 적어도 하나의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트가 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자를 균일한 두께로 용융 코팅할 수 있으므로 인체에 삽입되는 삽입형 의료기기의 생분해 시간 및 물성 유지기간을 보다 정확하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 용융 압출방식을 이용하므로 원하는 생분해 시간을 얻기 위한 생분해성 고분자의 두께를 형성하기 위해 종래와 같이 생분해성 고분자의 도포 및 건조 작업을 반복하여 실시하지 않아도 되므로 이에 따른 작업시간이 현저하게 단축된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법의 공정을 개략적으로 도시한 것.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조하기 위한 압출장치를 개략적으로 도시한 것.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 개략적인 사시도.
도 4는 본 발명의 실험예 1에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 표면 및 단면을 주사현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 사진.
도 5는 본 발명의 실험예 2에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 표면 및 단면을 주사현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 사진.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 종래기술과 달리 용융 압출방법을 이용하여 이종소재의 시스-코어 필라멘트를 제조함과 아울러 압출 시의 생분해성 고분자의 용융온도, 압출속도 및 생분해성 금속사의 권취속도를 정밀하게 제어하는 것에 의해 생산성이 높으면서도 균일한 생분해성 고분자의 코팅이 가능하다는 것을 발견하게 되었으며 이러한 특징적인 발명의 구성을 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법의 공정을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 제조하기 위한 압출장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법은 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 압출단계(S1), 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 냉각단계(S2) 및 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 권취단계(S3)를 포함한다.
생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 압출단계(S1)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 압출장치(10)의 내부에 길이 방향을 따라 형성되고 선단에 형성된 토출구(12)와 연통되는 공급로(13)와 연결된 압출장치(10)의 호퍼(11)를 통해 생분해성 고분자(30)를 공급하면, 공급된 생분해성 고분자(30)는 압출장치(10)의 내부에서 용융되면서 공급로(13) 상에 공급되고, 생분해성 금속사(20)는 공급로(13) 상에 토출구(12) 방향으로 공급된다.
그러면, 용융된 생분해성 고분자(30)가 압출장치(10)의 토출구(12)를 통해 토출되는 생분해성 금속사(20)와 함께 압출되면서 생분해성 금속사(20)의 외주면에 생분해성 고분자(30)가 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트가 압출된다.
여기서, 생분해성 고분자의 압출온도는 120~280℃로 설정하는 것이 바람직하다.
이는 생분해성 고분자의 압출온도가 120℃ 미만이면, 압출되는 생분해성 고분자의 용융점도가 너무 높아 압출장치의 선단으로 토출되는 생분해성 금속사의 외주면에 충분한 양의 생분해성 고분자가 공급되지 않아 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자가 부분적으로 코팅되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
그리고, 생분해성 고분자의 압출온도가 280℃를 초과하면, 압출되는 생분해성 고분자의 용융점도가 너무 낮아 토출되는 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자가 물방울 모양으로 뭉치는 현상이 발생될 수 있기 때문이다.
또한, 생분해성 고분자의 압출속도는 0.1~3.0rpm로 설정하는 것이 바람직하다.
이는 생분해성 고분자의 압출속도가 0.1rpm 미만이면 압출장치의 선단으로 압출되는 생분해성 고분자의 압출속도에 비해 토출되는 생분해성 금속사의 토출속도가 빨라 압출과정에서 생분해성 금속사의 외주면에 충분한 양의 생분해성 고분자가 공급되지 않아 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자가 부분적으로 코팅되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
그리고, 생분해성 고분자의 압출속도가 3.0rpm을 초과하면 압출장치의 선단으로 압출되는 생분해성 고분자의 압출속도가 생분해성 금속사의 토출속도보다 빨라 압출과정에서 생분해성 금속사의 외주면에 보다 많은 양의 생분해성 고분자가 공급됨으로 인해 생분해성 금속사의 외주면에 코팅되는 생분해성 고분자가 생분해성 금속사의 한 쪽으로 치우치는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
한편, 생분해성 고분자는 PDO(polydioxanone), PCL(poly(ε-caprolactone)), PLLA(poly-l-latic acid), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid), PGA(poly(glycolic acid)), GATMC(glycolide-co-trimethylene carbonate), GACL(glycolide-co-ε-caprolactone), PGC(polyglyconate), PG(polyglactin), PEG(poly ethylene glycol), PEO(poly ethylene oxide) 또는 이들의 공중합체 중 선택된 어느 하나가 사용될 수 있으나, 분해기간이 짧은 반면 탄성복원력이 우수하여 수술용 도관의 형태 유지에 적합한 PDO(polydioxanone) 또는 생분해기간이 길고 물성이 우수하여 수술용 도관의 팽창 유지력에 도움을 줄 수 있는 PLLA(poly-l-latic acid) 또는 유연하면서 생분해 기간이 긴 PCL(poly(ε-caprolactone)) 또는 생분해 기간이 짧아 다양한 적용범위를 갖는 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 생분해성 금속사는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 중 선택된 어느 하나가 사용될 수 있으나, 높은 인장강도와 높은 인장신도 및 높은 탄성율을 가지는 마그네슘 합금이 사용되는 것이 바람직하다.
여기서, 마그네슘 합금에는 알루미늄, 아연 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 마그네슘 합금은 알루미늄 1~5%, 아연 0.5~2%, 마그네슘 93~98%로 이루어지는 것이 바람직하다.(S1)
생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 냉각단계(S2)에서는 압출되는 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 냉각수가 채워진 수조를 통과시켜 냉각시킴으로써, 생분해성 금속사의 외주면에 코팅된 생분해성 고분자를 고화(固化)시킨다.
이 때, 냉각수의 온도는 용융된 생분해성 고분자를 충분히 고화시킬 수 있는 5~20℃를 유지하는 것이 바람직하다.(S2)
생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 권취단계에서는 냉각된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 권취롤러에 권취시킨다.
이 때, 압출장치로 공급되는 생분해성 금속사가 압출장치의 선단으로 토출되는 토출속도를 좌우하는 권취롤러의 권취속도는 10~80m/min로 설정하는 것이 바람직하다.
이는 권취롤러의 권취속도가 10m/mim 미만이면 압출장치의 선단으로 압출되는 생분해성 고분자의 압출속도에 비해 토출되는 생분해성 금속사의 토출속도가 느려 압출과정에서 생분해성 금속사의 외주면에 보다 많은 양의 생분해성 고분자가 공급됨으로 인해 생분해성 금속사의 외주면에 코팅되는 생분해성 고분자가 생분해성 금속사의 한 쪽으로 치우치는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
그리고, 권취롤러의 권취속도가 80m/min를 초과하면 압출장치의 선단으로 압출되는 생분해성 고분자의 압출속도에 비해 토출되는 생분해성 금속사의 토출속도가 빨라 압출과정에서 생분해성 금속사의 외주면에 보다 적은 양의 생분해성 고분자가 공급됨으로 인해 생분해성 금속사의 외주면에 생분해성 고분자가 미코팅되는 부분이 발생될 수 있기 때문이다.(S3)
한편, 필요에 따라서는 생분해성 고분자의 외주면에 코팅되는 생분해성 고분자에 방사선 불투과성 물질을 더 혼합할 수 있다. 이러한 방사선 불투과성 물질이 함유된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트로 제조된 삽입형 의료기기의 경우 인체 이식 후 방사선 관찰을 통해 이식부위의 변화 및 삽입형 의료기기의 이동 또는 형태 변화 등을 관찰할 수 있기 때문이다.
여기서, 방사선 투과물질로는 금, 은, 스트론튬 글래스(strontium glass), 바륨 글래스(barium glass), 비스무트 옥사이드(bismuth oxide), 비스무트 트리옥사이드(bismuth trioxide), 텅스텐산 칼슘(calcium tungstate), 바륨 옥사이드(barium oxide), 황산 바륨(barium sulfate), 염화 이테르븀(ytterbium fluoride), 지르코늄 옥사이드(zirconium oxide) 또는 이들의 혼합물 중 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
그리고, 이들의 함유량은 0.1~30wt% 로 제어되는 것이 바람직하나 바사선 불투과성 성질 및 특성에 따라 투입되는 양을 달리할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 압출방식을 사용하면서 더 나아가 용융된 생분해성 고분자의 압출온도, 압출속도 및 토출되는 생분해성 금속사의 토출속도를 권취속도를 통해 제어함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 생분해성 금속사(20)의 외주면에 생분해성 고분자(30)가 균일한 두께로 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트(1)의 제조가 가능하다.
위와 같은 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트는 생분해성 수술용 도관, 생분해성 혈관용 스텐트, 생분해성 비혈관용 스텐트와 같이 인체에 삽입되는 다양한 삽입형 의료기기에 적용 가능할 뿐 아니라 생분해성 봉합사, 생분해성 주름제거 및 완화용 실, 뇌동맥류 색전술용 코일, 약물 전달체, 각종 충진재로 사용될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트는 조직 재성, 상처 치유, 인체 지지 또는 질병의 치료, 치유, 완화, 개선을 위한 다양한 의료기기에 적용될 수 있다.
이러한 본 발명은 인체에 삽입되는 삽입형 의료기기의 생분해시간 및 물성 유지기간을 보다 정확하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 원하는 생분해 시간을 얻기 위한 생분해성 고분자의 두께를 형성하기 위해 종래와 같이 생분해성 고분자의 도포 및 건조 작업을 반복하여 실시하지 않아도 되므로 이에 따른 작업시간이 현저하게 단축된다.
도 4는 본 발명의 실험예 1에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 표면 및 단면을 주사현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명의 실험예 2에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 표면 및 단면을 주사현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 사진이다.
이하에서는 본 발명의 제조방법으로 제조되는 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 실험예들을 살펴보겠다.
이에 앞서, 실험예 1에서는 마그네슘 합금(AZ31)으로 이루어진 직경 0.2mm의 생분해성 금속사를 사용하였고, 생분해성 고분자로는 PDO를 사용하였으며, 이들의 특성은 하기 <표 1>에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112019114014162-pat00001
<실험예 1>
먼저 압출장치의 호퍼를 통해 생분해성 고분자인 PDO를 공급하여 용융된 PDO가 압출장치의 토출구를 통해 압출되도록 하면서 마그네슘 합금(AZ31)으로 이루어진 생분해성 금속사를 압출장치의 토출구 방향으로 공급하여 토출구를 통해 토출되는 생분해성 금속사의 외주면에 PDO가 용융 코팅되도록 하였다.
이 때, 압출장치의 토출구의 크기는 0.4mm이고, PDO가 공급되는 압출장치의 용융존 온도는 180℃, PDO의 압출온도는 160℃로 하였으며, PDO의 압출속도는 0.9rpm, 권취롤러이 속도는 35m/min로 설정하였다.
그리고, 압출장치를 통해 외주면에 PDO가 용융 코팅된 생분해성 금속사를 냉각수가 채워진 수조를 통과시켜 PDO를 고화시킨 다음 권취과정을 거쳐 생분해성 고분자인 PDO가 마그네슘 합금으로 이루이진 생분해성 금속사의 외주면에 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 제조하였다.
도 4를 참조하면, 상기한 실험예 1에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트는 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사를 중심으로 PDO가 균일하게 코팅되어 생분해성 금속사의 외주면에 PDO가 울퉁불퉁하게 코팅되거나 생분해성 금속사가 외부로 노출되는 일이 발생하지 않고, 코팅 균제도가 우수하게 나타난 것을 볼 수 있다.
이 때, 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사의 외주면에 코팅된 PDO의 두께는 0.08mm로 관찰되어 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사를 코어로 하고 생분해성 고분자인 PDO를 시스로 하는 코팅 균제도가 우수한 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트가 제조된 것을 확인하였다.
<실험예 2>
실험예 2에서는 생분해성 고분자로 방사선 불투과성 물질인 황산바륨이 5wt% 함유된 PLLA(분자량 120,000, 용융온도 187℃)를 사용하고, PLLA가 공급되는 압출장치의 용융존 온도는 190℃, PLLA의 압출온도 190℃, 압출속도 1.0rpm, 권취롤러의 권취속도 40m/min으로 설정하였으며, 나머지는 실험예 1과 동일한 조건으로 설정하여 실험예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
도 5를 참조하면, 상기한 실험예 2에 따라 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트는 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사를 중심으로 PLLA가 균일하게 코팅되어 생분해성 금속사의 외주면에 PLLA가 울통불퉁하게 코팅되거나 생분해성 금속사가 외부로 노출되는 일이 발생하지 않고, 코팅 균제도가 우수하게 나타난 것을 볼 수 있다.
이 때, 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사의 외주면에 코팅된 PLLA의 두께는 0.1mm로 관찰되어 마그네슘 합금으로 이루어진 생분해성 금속사를 코어로 하고 생분해성 고분자인 PLLA를 시스로 하는 코팅 균제도가 우수한 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트가 제조된 것을 확인하였다.
그리고, 방사선 물질인 황산 바륨 입자가 PLLA 기질에 함유되어 있는 것을 확인하였다.
본 발명은 전술한 실험예 1 및 실험예 2와 같이 다양한 코팅 제어 조건에 따라 생분해성 금속사의 외주면에 코팅되는 생분해성 고분자의 두께를 제어함으로써 인체 적용부위 맞춤형 생분해기간 및 체내 물성유지율의 정밀 제어가 가능한 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트의 제조가 가능함을 확인하였다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트
10 : 압출장치 11 : 호퍼
12 : 토출구 13 : 공급로
20 : 생분해성 금속사 30 : 생분해성 고분자

Claims (6)

  1. 용융 압출장치의 내부에 생분해성 금속사와 용융된 생분해성 고분자를 공급하여 상기 용융된 생분해성 고분자가 상기 압출장치의 선단을 통해 토출되는 상기 생분해성 금속사와 함께 압출되도록 함으로써, 상기 생분해성 금속사의 외주면에 상기 생분해성 고분자가 코팅된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 압출하는 단계와;
    압출되는 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 냉각시키는 단계와;
    냉각된 상기 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트를 권취롤러에 권취시키는 단계를 포함하되,
    상기 생분해성 고분자의 압출온도는 120~280℃ 이고, 상기 생분해성 고분자의 압출 속도는 0.1~3.0rpm이며, 상기 권취롤러의 권취속도는 10~80m/min 인 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 금속사는 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자는 PDO(polydioxanone), PCL(poly(ε-caprolactone)), PLLA(poly-l-latic acid), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid), PGA(poly(glycolic acid)), GATMC(glycolide-co-trimethylene carbonate), GACL(glycolide-co-ε-caprolactone), PGC(polyglyconate), PG(polyglactin), PEG(poly ethylene glycol), PEO(poly ethylene oxide) 또는 이들의 공중합체 중 선택된 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자에 방사선 불투과성 물질이 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 방사선 불투과성 물질은 금, 은, 스트론튬 글래스(strontium glass), 바륨 글래스(barium glass), 비스무트 옥사이드(bismuth oxide), 비스무트 트리옥사이드(bismuth trioxide), 텅스텐산 칼슘(calcium tungstate), 바륨 옥사이드(barium oxide), 황산 바륨(barium sulfate), 염화 이테르븀(ytterbium fluoride), 지르코늄 옥사이드(zirconium oxide) 또는 이들의 혼합물 중 선택된 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트.

KR1020190141193A 2019-11-06 2019-11-06 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 제조방법 및 이를 통해 제조된 생분해성 이종소재 복합 시스-코어 필라멘트 KR102168655B1 (ko)

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