KR102179122B1 - Fabrication method of bioactive polymer-implant and bioacitve polymer-implant fabricated by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 고분자 물질을 포함하는 몸체부를 준비하는 단계; b) 플라즈마 이온 주입법에 의하여, 생체 활성 물질의 플라즈마 이온 및 생체 적합성 물질의 플라즈마 이온을 상기 몸체부에 주입하는 단계; 및 c) 공동증착법에 의하여, 상기 몸체부의 표면에 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 포함하는 증착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of: a) preparing a body portion comprising a polymer material; b) implanting plasma ions of a bioactive material and plasma ions of a biocompatible material into the body by a plasma ion implantation method; And c) forming a deposition layer including a bioactive material and a biocompatible material on the surface of the body by a co-deposition method; including, a method of manufacturing a bioactive polymer implant and a bioactive polymer implant manufactured thereby It is about.

Description

생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트{FABRICATION METHOD OF BIOACTIVE POLYMER-IMPLANT AND BIOACITVE POLYMER-IMPLANT FABRICATED BY THE SAME}TECHNICAL FIELD The manufacturing method of a bioactive polymer implant and the bioactive polymer implant manufactured thereby TECHNICAL FIELD [FABRICATION METHOD OF BIOACTIVE POLYMER-IMPLANT AND BIOACITVE POLYMER-IMPLANT FABRICATED BY THE SAME}

본 발명은 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 물질을 포함하는 몸체부 표면에 생체 활성이 높은 물질을 포함하는 증착층이 구비된 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a bioactive polymer implant and a bioactive polymer implant manufactured thereby, and more particularly, to a biological body having a deposition layer containing a material having high bioactivity on the surface of a body including a polymer material. It relates to a method of manufacturing an active polymer implant and a bioactive polymer implant manufactured thereby.

생체 재료로 사용되는 대표적인 고분자 물질로서의 PEEK(poly(ether ether ketone))은 생체재료로 연구되기 전까지 우수한 기계적 물성 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 베어링, 피스톤, 펌프의 부품으로 사용되어 왔다. 최근 임플란트로 사용되고 있는 티타늄이나 그의 합금, 그리고 코발트 크롬 합금, 세라믹 임플란트들은, 임플란트와 뼈 사이의 탄성계수 차이로 인하여 임플란트에 응력이 집중되어 임플란트 주변의 뼈가 약해지는 현상인 응력 방패 효과(stress shielding effect)가 문제되고 있다. 이에 따라, 인체의 뼈와 비슷한 탄성계수를 가지는 PEEK가 생체재료로써 많은 연구가 진행되고 있다. PEEK (poly(ether ether ketone)), a representative polymer material used as a biomaterial, has been used as an engineering plastic as a component of bearings, pistons, and pumps because of its excellent mechanical properties before being studied as a biomaterial. In recent years, titanium or its alloy, cobalt chromium alloy, and ceramic implants are stress shielding, a phenomenon in which the bone around the implant weakens due to the difference in modulus of elasticity between the implant and the bone. effect) is a problem. Accordingly, PEEK, which has an elastic modulus similar to that of human bones, is being studied as a biomaterial.

종래의 기술로서, PEEK의 생체 활성 특성을 개선하기 위해 PEEK와 하이드록시 아파타이트(hydroxyapatite), β-TCP(β-tricalcium phosphate) 등의 생체 활성 물질의 분말을 섞어 복합체를 만드는 방법(문헌 1. International patent WO 2012/110803)이 보고되어 있다. 그러나, 이와 같이 복합체를 만드는 방법의 경우, PEEK와 PEEK 내부의 생체 활성 물질과의 접착력이 좋지 않아 PEEK와 생체 활성 물질 간의 간극이 생겨 내구성이 낮아지는 현상이 있으며, 탄성계수도 높아지게 되는 문제점이 있다. As a conventional technique, a method of making a complex by mixing PEEK with a powder of bioactive substances such as hydroxyapatite and β-TCP (β-tricalcium phosphate) to improve the bioactive properties of PEEK (Document 1. International patent WO 2012/110803) has been reported. However, in the case of such a method of making a composite, there is a problem in that the adhesion between PEEK and the bioactive material inside the PEEK is poor, resulting in a gap between the PEEK and the bioactive material, resulting in a decrease in durability, and an increase in the modulus of elasticity. .

또한, 다양한 증착방법을 사용하여 생체 활성 물질을 PEEK의 표면에 증착하는 방법(문헌 2. Materials Science and Engineering C, July, 2015, Pages 58-66, “Enhancement of bioactivity on medical polymer surface using high power impulse magnetron sputtered titanium dioxide film”, 문헌 3. Applied Surface Science May 2015, 283 6-11, “Osteoconductive hydroxyapatite coated PEEK for spinal fusion surgery”)에 대하여도 보고 되어 있다. 다만, 이와 같은 방법을 이용하는 경우, 코팅층과 PEEK와의 접착력이 문제되어 박막이 박리되는 문제점이 있으며, 이러한 접착력 문제 이외에도 다공성 박막이 증착된 임플란트의 시술 과정에서 다공성 구조의 붕괴가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.In addition, a method of depositing a bioactive material on the surface of PEEK using various deposition methods (Document 2. Materials Science and Engineering C, July, 2015, Pages 58-66, “Enhancement of bioactivity on medical polymer surface using high power impulse. magnetron sputtered titanium dioxide film”, Document 3. Applied Surface Science May 2015, 283 6-11, “Osteoconductive hydroxyapatite coated PEEK for spinal fusion surgery”) has also been reported. However, in the case of using such a method, there is a problem that the thin film is peeled off due to the problem of adhesion between the coating layer and the PEEK.In addition to this adhesion problem, there may be a problem that the porous structure may collapse during the procedure of the implant on which the porous thin film is deposited. have.

본 발명은 상기와 고분자 재료와 생체 활성 물질 간의 부착력 문제를 해결하고, 시술 시 구조체의 붕괴를 방지할 수 있는 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a bioactive polymer implant capable of solving the above-described problem of adhesion between a polymer material and a bioactive material and preventing collapse of a structure during a procedure, and a bioactive polymer implant manufactured thereby.

본 발명의 일 실시상태는, a) 고분자 물질을 포함하는 몸체부를 준비하는 단계; An exemplary embodiment of the present invention includes: a) preparing a body portion comprising a polymer material;

b) 플라즈마 이온 주입법에 의하여, 생체 활성 물질의 플라즈마 이온 및 생체 적합성 물질의 플라즈마 이온을 상기 몸체부에 주입하는 단계; 및 b) implanting plasma ions of a bioactive material and plasma ions of a biocompatible material into the body by a plasma ion implantation method; And

c) 공동증착법에 의하여, 상기 몸체부의 표면에 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 포함하는 증착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법을 제공한다. c) forming a deposition layer including a bioactive material and a biocompatible material on the surface of the body by a co-deposition method; comprising, a method of manufacturing a bioactive polymer implant.

본 발명에 의하면, 상기 생체 활성 물질은 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 하이드록시 아파타이트 (hydroxyapatite), 및 β-TCP(β-tricalcium phosphate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to the present invention, the bioactive material may include at least one of sodium, potassium, magnesium, calcium, hydroxyapatite, and β-tricalcium phosphate (β-TCP).

본 발명에 의하면, 상기 생체 적합성 물질은 실리콘, 티타늄, 코발트, 크롬, 아연, 탄탈럼, 게르마늄, 스테인리스강, 금, 백금, 알루미나, 및 지르코니아, 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to the present invention, the biocompatible material may include at least one of silicon, titanium, cobalt, chromium, zinc, tantalum, germanium, stainless steel, gold, platinum, alumina, and zirconia.

본 발명에 의하면, 상기 고분자 물질은 폴리아릴에테르케톤(PAEK)일 수 있다.According to the present invention, the polymer material may be polyaryl ether ketone (PAEK).

본 발명에 의하면, 상기 공동증착법은 스퍼터링 또는 음극 아크 증착을 이용할 수 있다. According to the present invention, the co-deposition method may use sputtering or cathode arc deposition.

본 발명에 의하면, b) 단계와 c) 단계는 동일한 진공조에서 연속적으로 수행될 수 있다. According to the present invention, steps b) and c) can be performed continuously in the same vacuum bath.

본 발명에 의하면, b) 단계 이전에, 상기 몸체부의 표면을 샌딩(sanding) 처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to the present invention, prior to step b), it may further include a step of sanding the surface of the body portion.

본 발명에 의하면, 상기 증착층의 두께는 10 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하일 수 있다. According to the present invention, the thickness of the deposition layer may be 10 nm or more and 10 μm or less.

본 발명에 의하면, 상기 플라즈마 이온 주입법 및 공동증착법은 각각 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질을 포함하는 타겟을 이용할 수 있다. According to the present invention, the plasma ion implantation method and the co-deposition method may each use a target including the bioactive material and the biocompatible material.

본 발명에 의하면, 상기 타겟의 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질의 원자비는 5:95 내지 30:70일 수 있다. According to the present invention, the atomic ratio of the bioactive material and the biocompatible material of the target may be 5:95 to 30:70.

본 발명에 의하면, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에서 상기 생체 활성 물질이 용해되어 다공성 구조가 형성될 수 있다. According to the present invention, the bioactive polymer implant can form a porous structure by dissolving the bioactive material in the body.

본 발명의 다른 실시상태는, 상기 제조방법에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트를 제공한다.Another exemplary embodiment of the present invention provides a bioactive polymer implant manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 생체 활성 고분자 임플란트는 고분자 물질을 포함하는 몸체와 생체 활성 물질을 포함하는 증착층 간의 부착력이 매우 우수한 장점을 가진다. 나아가, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에 이식한 후에 다공성 구조가 형성되므로, 체내에 이식하는 과정에서 발생할 수 있는 다공성 구조의 붕괴 등의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에 이식한 후 높은 높은 골 형성 속도를 구현할 수 있다. The bioactive polymer implant manufactured by the manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention has an advantage of very excellent adhesion between a body including a polymer material and a deposition layer including a bioactive material. Further, since the bioactive polymer implant forms a porous structure after implantation in the body, problems such as collapse of the porous structure that may occur during implantation in the body can be solved. In addition, the bioactive polymer implant can achieve a high bone formation rate after implantation in the body.

도 1은 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여, 실시예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트의 깊이 방향의 원소 분포를 측정한 것이다.
도 2는 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여, 비교예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트의 깊이 방향의 원소 분포를 측정한 것이다.
도 3은 실시예 및 비교예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트의 pull-off 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 하이드록시 아파타이트 형성 테스트에 따른 XRD(X-ray diffraction) 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 다공성 구조 형성 테스트에 따른 시료의 표면을 SEM (Scanning electron microscopy)으로 관찰한 것이다.
도 6은 다공성 구조 형성 테스트에 따른 시료의 단면을 SEM (Scanning electron microscopy)으로 관찰한 것이다.
1 is a measurement of element distribution in the depth direction of a bioactive polymer implant prepared according to an example using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy).
2 is a measurement of element distribution in the depth direction of a bioactive polymer implant prepared according to a comparative example using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy).
3 shows the results of pull-off tests of bioactive polymer implants according to Examples and Comparative Examples.
4 shows the results of X-ray diffraction (XRD) according to the hydroxyapatite formation test.
5 is an observation of the surface of a sample according to the porous structure formation test by SEM (Scanning electron microscopy).
6 is an observation of a cross section of a sample according to a porous structure formation test by SEM (Scanning electron microscopy).

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.When a member is referred to herein as being “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시상태는, a) 고분자 물질을 포함하는 몸체부를 준비하는 단계; An exemplary embodiment of the present invention includes: a) preparing a body portion comprising a polymer material;

b) 플라즈마 이온 주입법에 의하여, 생체 활성 물질의 플라즈마 이온 및 생체 적합성 물질의 플라즈마 이온을 상기 몸체부에 주입하는 단계; 및 b) implanting plasma ions of a bioactive material and plasma ions of a biocompatible material into the body by a plasma ion implantation method; And

c) 공동증착법에 의하여, 상기 몸체부의 표면에 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 포함하는 증착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법을 제공한다. c) forming a deposition layer including a bioactive material and a biocompatible material on the surface of the body by a co-deposition method; comprising, a method of manufacturing a bioactive polymer implant.

a) 고분자 물질을 포함하는 a) containing a polymer material 몸체부를Body part 준비하는 단계 Steps to prepare

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 고분자 물질은 폴리아릴에테르케톤(PAEK)일 수 있다. 상기 폴리아릴에테르케톤(PAEK)의 구체적인 예로는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK), 및 폴리에테르케톤에테르케톤케톤(PEKEKK)일 수 있다. 다만, 상기 고분자 물질은 이에 한정되는 것은 아니며, 동물 또는 인체의 임플란트에 적용할 수 있는 고분자 물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 몸체부는 상기 고분자 물질 외에 다양한 첨가제 또는 충전제 물질을 첨가하여 제조될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polymer material may be polyaryl ether ketone (PAEK). Specific examples of the polyaryl ether ketone (PAEK) include polyether ether ketone (PEEK), polyether ketone (PEK), polyether ketone ketone (PEKK), polyether ether ketone ketone (PEEKK), and polyether ketone ether It may be a ketone ketone (PEKEKK). However, the polymer material is not limited thereto, and a polymer material applicable to an animal or human implant may be used. In addition, the body portion may be manufactured by adding various additives or filler materials in addition to the polymer material.

상기 몸체부는 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 기본 프레임이 되는 부분으로서, 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 적용에 따라 다양한 형태로 준비될 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체부는 치과 시술용 임플란트, 척추 시술용 임플란트, 두개골 시술용 임플란트, 관절 시술용 임플란트 등 골 재생이 필요한 시술에 사용되는 임플란트 형태로 준비될 수 있다. The body portion is a portion that becomes a basic frame of the bioactive polymer implant, and may be prepared in various shapes according to the application of the bioactive polymer implant. For example, the body portion may be prepared in the form of an implant used in a procedure that requires bone regeneration, such as a dental implant, an implant for a spinal procedure, an implant for a skull procedure, an implant for a joint procedure, etc.

상기와 같은 고분자 물질은 그 자체만을 사용하여 동물 또는 인체에 시술하는 경우 생체 활성이 높지 않아, 세포가 증식하기 어려울 수 있다. 그러므로, 하기 b) 단계 및 c)단계를 통하여 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 상기 몸체부에 적용하여, 임플란트의 생체 활성을 향상시킬 수 있다. When the above-described polymeric material is applied to an animal or human body using only itself, it may be difficult for cells to proliferate because the biological activity is not high. Therefore, by applying a bioactive material and a biocompatible material to the body portion through steps b) and c) below, it is possible to improve the bioactivity of the implant.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, b) 단계 이전에, 상기 몸체부의 표면을 샌딩(sanding) 처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 몸체부를 연마지 등을 이용하여 샌딩 처리하여, 이후 단계에서의 플라즈마 이온 주입 및 공동증착을 통한 증착층의 형성을 원활하게 할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, prior to step b), a step of sanding the surface of the body portion may be further included. Specifically, the body portion may be sanded using a polishing paper or the like to facilitate formation of a deposition layer through plasma ion implantation and co-deposition in a later step.

b) b) 플라즈마plasma 이온 주입법에 의하여, 생체 활성 물질의 By ion implantation, the bioactive material 플라즈마plasma 이온 및 생체 적합성 물질의 Of ionic and biocompatible substances 플라즈마plasma 이온을 상기 Remind ions 몸체부에Body part 주입하는 단계 Step of injecting

상기 b) 단계는 기존의 고분자 물질의 포함하는 몸체와 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 포함하는 증착층 간의 낮은 부착력에 따른 문제를 해결할 수 있는 수단이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 b) 단계를 통하여, 증착층과 동일한 물질의 플라즈마 이온이 상기 몸체부에 주입되어, 상기 몸체부와 상기 증착층 간의 부착력을 향상시킬 수 있다. The step b) may be a means to solve the problem of low adhesion between a body including a conventional polymer material and a deposition layer including a bioactive material and a biocompatible material. Specifically, through step b), plasma ions of the same material as that of the deposition layer are implanted into the body, thereby improving adhesion between the body and the deposition layer.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 생체 활성 물질은 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 하이드록시 아파타이트 (hydroxyapatite), 및 β-TCP(β-tricalcium phosphate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 생체 활성 물질은 칼슘 또는 마그네슘일 수 있으며, 보다 구체적으로는 마그네슘일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the bioactive material may include at least one of sodium, potassium, magnesium, calcium, hydroxyapatite, and β-tricalcium phosphate (β-TCP). Specifically, the bioactive material may be calcium or magnesium, and more specifically, magnesium.

상기 생체 활성 물질은 상기 생체 활성 고분자 임플란트가 체내에 삽입된 경우 용해되어, 상기 생체 활성 고분자 임플란트가 다공성 구조를 가질 수 있도록 할 수 있다. 나아가, 상기 생체 활성 물질은 체내에 삽입되기 전에는 용해되지 않은 상태를 유지하고 있으므로, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 시술 전에는 다공성 구조가 아니게 된다. 따라서, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 다공성 구조의 취약한 물성에 의하여 시술 시 부서지는 문제를 방지할 수 있으며, 시술 후 다공성 구조를 형성하여 세포의 증식을 활성화시킬 수 있다. The bioactive material is dissolved when the bioactive polymer implant is inserted into the body, so that the bioactive polymer implant can have a porous structure. Furthermore, since the bioactive material remains undissolved before being inserted into the body, the bioactive polymer implant does not have a porous structure before the procedure. Accordingly, the bioactive polymer implant can prevent the problem of being broken during the procedure due to the weak physical properties of the porous structure, and can activate the proliferation of cells by forming a porous structure after the procedure.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 생체 적합성 물질은 실리콘, 티타늄, 코발트, 크롬, 아연, 탄탈럼, 게르마늄, 스테인리스강, 금, 백금, 알루미나, 및 지르코니아 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 생체 적합성 물질은 티타늄, 또는 실리콘, 티타늄, 코발트, 크롬, 아연, 탄탈럼, 게르마늄, 스테인리스강, 금, 백금, 알루미나, 및 지르코니아 중 적어도 하나와 합금을 형성한 티타늄 합금일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the biocompatible material may include at least one of silicon, titanium, cobalt, chromium, zinc, tantalum, germanium, stainless steel, gold, platinum, alumina, and zirconia. Specifically, the biocompatible material may be titanium, or a titanium alloy formed with at least one of silicon, titanium, cobalt, chromium, zinc, tantalum, germanium, stainless steel, gold, platinum, alumina, and zirconia. .

상기 생체 활성 물질은 상기 몸체부를 구성하는 고분자 물질의 낮은 생체 활성을 보완하여, 상기 고분자 임플란트의 생체 활성을 향상시킬 수 있는 역할을 할 수 있다. The bioactive material may serve to improve the bioactivity of the polymer implant by supplementing the low bioactivity of the polymer material constituting the body part.

b) 단계에 의하여, 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질은 각각 플라즈마 이온 형태로 상기 몸체부에 주입되어, 상기 고분자 물질의 매트릭스 내에 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질이 구비될 수 있다. By step b), the bioactive material and the biocompatible material may be implanted into the body in the form of plasma ions, respectively, so that the bioactive material and the biocompatible material may be provided in the matrix of the polymer material.

c) 공동증착법에 의하여, 상기 c) by co-deposition method, 몸체부의Body part 표면에 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질을 포함하는 Comprising the bioactive material and the biocompatible material on the surface 증착층을Deposited layer 형성하는 단계 Forming steps

c) 단계의 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질은 각각 전술한 b) 단계의 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질과 동일할 수 있다. The bioactive material and biocompatible material in step c) may be the same as the bioactive material and biocompatible material in step b) described above, respectively.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 공동증착법은 스퍼터링 또는 음극 아크 증착을 이용할 수 있다. 상기 공동증착법에 의하여, 상기 생체 활성 물질과 함께 상기 생체 적합성 물질은 상기 몸체부의 표면 상에 증착되어 증착층을 형성한다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the co-deposition method may use sputtering or cathode arc deposition. By the co-deposition method, the biocompatible material together with the bioactive material is deposited on the surface of the body to form a deposition layer.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증착층의 두께는 10 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 증착층의 두께는 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 용도에 따라서 적절하게 조절될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the deposition layer may be 10 nm or more and 10 μm or less. However, the present invention is not limited thereto, and the thickness of the deposition layer may be appropriately adjusted according to the use of the bioactive polymer implant.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 b) 단계와 c) 단계는 동일한 진공조에서 연속적으로 수행될 수 있다. 이를 통하여, 상기 생체 활성 고분자 임플란트를 신속하고 효과적으로 제조할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, steps b) and c) may be continuously performed in the same vacuum bath. Through this, it is possible to quickly and effectively manufacture the bioactive polymer implant.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 이온 주입법 및 공동증착법은 각각 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질을 포함하는 타겟을 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라즈마 이온 주입법 및 상기 공동증착법은 상기 진공조 내에서 상기 타겟이 마그네트론 증착원에 의하여 이온화되어 수행될 수 있다. 또한, 하나의 상기 타겟을 이용하여 상기 플라즈마 이온 주입법 및 공동증착법이 연속적으로 수행될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the plasma ion implantation method and the co-deposition method may use targets including the bioactive material and the biocompatible material, respectively. Specifically, the plasma ion implantation method and the co-deposition method may be performed by ionizing the target in the vacuum chamber by a magnetron deposition source. In addition, the plasma ion implantation method and the co-deposition method may be continuously performed using one of the targets.

상기 타겟의 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질의 원자비는 5:95 내지 30:70일 수 있다. 구체적으로, 상기 타겟 내의 생체 활성 물질의 함량을 조절하여, 체내에 삽입된 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 기공률을 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에 삽입되는 경우, 상기 생체 활성 물질이 용해되어 다공성 구조로 형성되므로, 상기 타겟의 생체 활성 물질의 함량을 조절함으로써, 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 인체 내에서의 기공률을 조절할 수 있다. The atomic ratio of the bioactive material and the biocompatible material of the target may be 5:95 to 30:70. Specifically, by adjusting the content of the bioactive material in the target, the porosity of the bioactive polymer implant inserted into the body can be adjusted. Specifically, when the bioactive polymer implant is inserted into the body, the bioactive material is dissolved to form a porous structure, so by adjusting the content of the bioactive material of the target, the bioactive polymer implant in the human body Porosity can be adjusted.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 이온 주입법 및 공동증착법은 각각 펄스직류 전력이 공급되는 마그네트론 증착원 및 음(-)의 고전압 펄스가 공급되는 시료 장착대가 구비된 진공조 내에서 수행될 수 있다According to an exemplary embodiment of the present invention, the plasma ion implantation method and the co-deposition method may be performed in a vacuum chamber provided with a magnetron deposition source supplied with pulsed DC power and a sample mounting table supplied with a negative high voltage pulse, respectively. have

상기 플라즈마 이온 주입을 위하여, 상기 마그네트론 증착원에 공급되는 전력은 낮은 평균 전력을 유지하면서도 펄스가 공급되는 순간, 높은 전력을 공급할 수 있는 펄스직류 전력을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 마그네트론 증착원에 공급되는 펄스직류 전력은 10 W/㎠ 내지 10 kW/㎠의 밀도, 1 Hz 내지 10 kHz의 주파수(frequency), 및 10 μsec 내지 1 msec의 펄스 폭(pulse width)을 가질 수 있다.For the plasma ion implantation, the power supplied to the magnetron deposition source may use a pulsed DC power capable of supplying high power at the moment when a pulse is supplied while maintaining a low average power. Specifically, the pulsed DC power supplied to the magnetron deposition source is a density of 10 W/cm 2 to 10 kW/cm 2, a frequency of 1 Hz to 10 kHz, and a pulse width of 10 μsec to 1 msec. Can have

상기 시료 장착대에 공급되는 음의 고전압 펄스는 플라즈마 이온들을 시료 측으로 가속하여 상기 몸체부에 플라즈마 이온을 주입시킬 수 있다. 상기 음의 고전압 펄스는 상기 마그네트론 증착원에 공급되는 펄스직류 전력과 동일 주파수로 동기화하여 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 음의 고전압 펄스는 상기 마그네트론 증착원에 공급되는 펄스직류 전력과 동기화된 1 Hz 내지 10 kHz의 주파수(frequency)를 가지며, 나아가 -1 kV 내지 -100 kV의 펄스 전압 및 1 μsec 내지 200 μsec의 펄스 폭(pulse width)을 가질 수 있다. The negative high voltage pulse supplied to the sample mount may accelerate plasma ions toward the sample and inject plasma ions into the body. The negative high voltage pulse may be used in synchronization with the pulsed DC power supplied to the magnetron deposition source at the same frequency. Specifically, the negative high voltage pulse has a frequency of 1 Hz to 10 kHz synchronized with the pulsed DC power supplied to the magnetron deposition source, and further, a pulse voltage of -1 kV to -100 kV and a pulse voltage of 1 μsec to It may have a pulse width of 200 μsec.

상기 플라즈마 이온주입 후 연속적으로 진행되는 공동증착을 위하여, 상기 마그네트론 증착원에 인가되는 직류 전력 밀도는 1 W/㎠ 내지 50 W/㎠일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 상기 공동증착을 위하여 인가되는 직류 전력 밀도가 1 W/㎠ 미만인 경우에는 마그네트론 증착원에 장착된 타겟으로부터 스퍼터링 되는 속도가 매우 느려서 공정시간이 많이 소요되므로 본 기술의 경제적인 가치가 감소되는 문제가 있다. 또한, 상기 공동증착을 위하여 인가되는 직류 전력 밀도가 50 W/㎠ 초과인 경우에는 냉각의 어려움 때문에 현실적으로 마그네트론 증착원의 제작이 매우 곤란한 문제가 있다.For the co-deposition that proceeds continuously after the plasma ion implantation, the DC power density applied to the magnetron deposition source may be 1 W/cm 2 to 50 W/cm 2. However, it is not limited thereto, and may be appropriately adjusted as necessary. When the DC power density applied for the co-deposition is less than 1 W/㎠, the speed of sputtering from the target mounted on the magnetron evaporation source is very slow, so it takes a lot of processing time, so there is a problem that the economic value of this technology is reduced. . In addition, when the DC power density applied for the co-deposition is greater than 50 W/cm 2, there is a problem in that it is very difficult to manufacture a magnetron deposition source in reality due to the difficulty of cooling.

상기 진공조 내부의 가스 압력은 0.5 mTorr 내지 20 mTorr일 수 있다. 상기 진공조 내부의 가스 압력이 상기 범위 내인 경우, 플라즈마의 생성이 용이하고, 가속되는 플라즈마 이온의 에너지 손실을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 상기 진공조 내부의 가스 압력이 0.5 mTorr 미만인 경우에는 플라즈마 발생이 어려운 반면, 20 mTorr 초과인 경우에는 플라즈마 이온 주입 시 가속되는 플라즈마 이온과 주위 가스 입자들과의 빈번한 충돌로 인하여 가속되는 플라즈마 이온의 에너지 손실이 매우 심할 수 있다. The gas pressure inside the vacuum tank may be 0.5 mTorr to 20 mTorr. When the gas pressure inside the vacuum chamber is within the above range, it is possible to easily generate plasma and minimize energy loss of accelerated plasma ions. Specifically, plasma generation is difficult when the gas pressure inside the vacuum chamber is less than 0.5 mTorr, whereas plasma accelerated due to frequent collisions between plasma ions and surrounding gas particles accelerated when plasma ions are implanted when it exceeds 20 mTorr. The energy loss of ions can be very severe.

본 발명의 다른 실시상태는, 상기 제조방법에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트를 제공한다. Another exemplary embodiment of the present invention provides a bioactive polymer implant manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에서 상기 생체 활성 물질이 용해되어 다공성 구조가 형성되는 것일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에 삽입되는 경우, 생체 활성 물질이 용해되어 다공성 구조로 형성되므로 세포 증식이 원활하게 이루어질 수 있다. 나아가, 상기 생체 활성 고분자 임플란트는 시술 시에는 다공성 구조가 아니므로, 시술 시 다공성 구조가 붕괴되는 위험성을 방지할 수 있는 이점이 있다. 나아가, 상기 생체 활성 고분자 임플란트의 기공률은, 전술한 바와 같이 b) 단계 및 c) 단계에서 사용되는 타겟의 생체 활성 물질의 함량을 조절하여 간단하게 조절될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the bioactive polymer implant may be one in which the bioactive material is dissolved in the body to form a porous structure. As described above, when the bioactive polymer implant is inserted into the body, since the bioactive material is dissolved and formed into a porous structure, cell proliferation can be performed smoothly. Furthermore, since the bioactive polymer implant is not a porous structure during a procedure, there is an advantage of preventing the risk of collapse of the porous structure during the procedure. Further, the porosity of the bioactive polymer implant can be simply adjusted by adjusting the content of the bioactive material of the target used in steps b) and c) as described above.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

[[ 실시예Example ]]

몸체부로서, 지름 40 ㎜, 높이 10 ㎜의 PEEK를 준비하고, 이를 입자 크기가 약 68 ㎛인 연마지로 샌딩한 후, 초음파 세척하여 사용하였다. 그리고, 마그네트론 증착원으로서 직경 76.2 ㎜, 두께 3.18 ㎜, 순도 99.9 %의 티타늄/마그네슘 합금(85/15 at%) 타겟을 사용하였다. As a body part, a PEEK having a diameter of 40 mm and a height of 10 mm was prepared, sanded with abrasive paper having a particle size of about 68 μm, and ultrasonically washed for use. Then, a titanium/magnesium alloy (85/15 at%) target having a diameter of 76.2 mm, a thickness of 3.18 mm, and a purity of 99.9% was used as a magnetron evaporation source.

상기 PEEK 몸체부를 진공조 내의 시료 장착대에 장착하고, 진공조 내부의 가스 압력을 10-6 Torr까지 배기한 후, 아르곤 가스를 인입하며 진공조 내부의 가스 압력을 2 mTorr로 조절하였다. The PEEK body was mounted on a sample mount in the vacuum tank, and the gas pressure inside the vacuum tank was exhausted to 10 -6 Torr, and then argon gas was introduced and the gas pressure inside the vacuum tank was adjusted to 2 mTorr.

티타늄-마그네슘의 플라즈마 이온 주입을 위하여, 상기 마그네트론 증착원에 주파수 350 Hz, 펄스 폭 20 μsec, 전압 -1 kV, 평균 전류 120 mA, 평균 전력 2.6 W/㎠의 펄스직류 전력을 공급하여 마그네트론 증착원을 작동시켰다. 상기 평균 전력은 타겟의 원소들이 이온화되기 어려운 전력이지만, 펄스직류 전력은 약 3.2 kW/㎠로 조절하여 충분히 이온화될 수 있었다. For the plasma ion implantation of titanium-magnesium, the magnetron deposition source is supplied with pulsed DC power of frequency 350 Hz, pulse width 20 μsec, voltage -1 kV, average current 120 mA, and average power 2.6 W/㎠ to the magnetron deposition source. Turned on. The average power is a power that makes it difficult for the elements of the target to be ionized, but the pulsed DC power can be sufficiently ionized by adjusting to about 3.2 kW/cm 2.

상기 펄스직류 전력을 공급하고 약 40 μsec 후에, 상기 시료 장착대에 펄스 전압 -10 kV, 펄스 폭 20 μsec 및 상기 펄스직류 전력과 동일한 주파수인 350 Hz의 음의 고전압 펄스를 시료 장착대에 인가하여, 티타늄-마그네슘 플라즈마 이온의 밀도가 충분히 높은 상태에서 상기 PEEK 몸체부에 플라즈마 이온 주입이 진행되도록 하였다. About 40 μsec after supplying the pulsed DC power, a pulse voltage of -10 kV, a pulse width of 20 μsec, and a negative high voltage pulse of 350 Hz, which is the same frequency as the pulsed DC power, were applied to the sample mount to the sample mount. , In a state where the density of titanium-magnesium plasma ions was sufficiently high, plasma ions were implanted into the PEEK body.

상기 플라즈마 이온 주입을 진행한 후, 연속적으로 티타늄-마그네슘 증착층의 형성을 진행하였다. 구체적으로, 상기 진공조 내부의 가스 압력을 2 mTorr로 유지하고, 동일한 마그네트론 증착원을 사용하였으며, 마그네트론 증착원에 평균 350 W의 직류전력(DC)을 인가하여 500 ㎚ 두께의 티타늄-마그네슘 증착층을 형성하여, 생체 활성 고분자 임플란트를 제조하였다. After the plasma ion implantation was performed, a titanium-magnesium deposition layer was continuously formed. Specifically, the gas pressure inside the vacuum tank was maintained at 2 mTorr, the same magnetron evaporation source was used, and an average of 350 W of direct current (DC) was applied to the magnetron evaporation source to provide a 500 nm-thick titanium-magnesium deposition layer. To form a bioactive polymer implant.

[[ 비교예Comparative example ]]

플라즈마 이온 주입 단계를 거치지 않고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 PEEK 몸체부에 직접 500 ㎚ 두께의 티타늄-마그네슘 증착층을 형성하여, 생체 활성 고분자 임플란트를 제조하였다. Without going through the plasma ion implantation step, a 500 nm-thick titanium-magnesium deposited layer was formed directly on the PEEK body in the same manner as in the above example, thereby manufacturing a bioactive polymer implant.

도 1은 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여, 실시예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트의 깊이 방향의 원소 분포를 측정한 것이다. 또한, 도 2는 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여, 비교예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트의 깊이 방향의 원소 분포를 측정한 것이다. 도 1 및 도 2에 따르면, 산소 가스를 인입하지 않았음에도 많은 산소가 함께 증착 및/또는 플라즈마 이온 주입된 것을 확인할 수 있는데, 이는 진공조 내부 벽에 붙어 있던 산소가 함께 증착 및/또는 플라즈마 이온 주입된 것으로 예상된다. 나아가, 플라즈마 이온 주입을 하지 않고 증착층을 형성한 비교예에 비하여, 플라즈마 이온 주입 후 증착층을 형성한 실시예는 티타뮨 및 마그네슘이 PEEK 몸체부에 보다 깊숙히 침투된 것을 확인할 수 있으며, 이를 통하여 플라즈마 이온 주입이 효과적으로 이루어진 것을 확인할 수 있다. 1 is a measurement of element distribution in the depth direction of a bioactive polymer implant prepared according to an example using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). In addition, FIG. 2 is a measurement of element distribution in the depth direction of a bioactive polymer implant prepared according to a comparative example using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). According to Figs. 1 and 2, it can be seen that a lot of oxygen is deposited and/or plasma ions are injected together even though oxygen gas is not introduced, which is the deposition and/or plasma ion implantation of oxygen attached to the inner wall of the vacuum chamber. Is expected. Further, compared to the comparative example in which the deposition layer was formed without plasma ion implantation, in the example in which the deposition layer was formed after plasma ion implantation, it was confirmed that titamune and magnesium penetrated deeper into the PEEK body. It can be seen that plasma ion implantation was effectively performed.

부착력 테스트Adhesion test

상기 실시예와 동일한 방법을 이용하되, 플라즈마 이온 주입 시 시료 장착대에 인가되는 음의 고전압 펄스의 전압을 -5 kV 또는 -10 kV로 조절하고, 플라즈마 이온 주입 시간을 0 분에서 60분까지 변경하며 생체 활성 고분자 임플란트를 제조하여, PEEK 몸체부와 증착층 간의 부착력을 테스트 하였다. 구체적으로, 제조된 생체 활성 고분자 임플란트를 universal testing machine 장비를 사용하여 pull-off 테스트 방법으로 PEEK 몸체부와 증착층 간의 부착력을 테스트 하였다. 이 때 사용한 dolly의 지름은 15 ㎜이었으며, 접착제는 3M사의 DP-460 접착제를, pulling speed는 1 mm/min으로 하여 접착력을 측정하였다.The same method as in the above embodiment was used, but the voltage of the negative high voltage pulse applied to the sample mount during plasma ion implantation was adjusted to -5 kV or -10 kV, and the plasma ion implantation time was changed from 0 minutes to 60 minutes. The bioactive polymer implant was manufactured, and the adhesion between the PEEK body and the deposition layer was tested. Specifically, the prepared bioactive polymer implant was tested for adhesion between the PEEK body and the deposition layer by a pull-off test method using a universal testing machine. The diameter of the dolly used at this time was 15 mm, the adhesive was 3M's DP-460 adhesive, and the pulling speed was 1 mm/min.

도 3은 실시예 및 비교예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트의 pull-off 테스트 결과를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 3의 플라즈마 이온 주입 시간이 0인 경우는 플라즈마 이온 주입을 하지 않은 비교예에 해당한다. 도 3에 따르면, 플라즈마 이온 주입 시간이 40 분이고, 시료 장착대에 인가되는 음의 고전압 펄스의 전압이 -10 kV인 경우가 가장 우수한 부착력을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 참고로, 플라즈마 이온 주입을 하지 않은 비교예의 경우(플라즈마 이온 주입 시간이 0 분)에는 실시예에 비하여 확연히 낮은 부착력을 나타내었다. 3 shows the results of pull-off tests of bioactive polymer implants according to Examples and Comparative Examples. Specifically, the case where the plasma ion implantation time of FIG. 3 is 0 corresponds to a comparative example in which plasma ion implantation is not performed. According to FIG. 3, it can be seen that the best adhesion is exhibited when the plasma ion implantation time is 40 minutes and the voltage of the negative high voltage pulse applied to the sample mounting table is -10 kV. For reference, in the case of the comparative example in which plasma ion implantation was not performed (the plasma ion implantation time was 0 minutes), the adhesion was significantly lower than that of the example.

하이드록시Hydroxy 아파타이트 형성 테스트 Apatite formation test

실시예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트가 체내에 삽입된 경우, 세포 증식을 도와주는 하이드록시 아파타이트의 형성이 원활하게 이루어지는지 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. When the bioactive polymer implant prepared according to the example was inserted into the body, the following experiment was performed to confirm whether the formation of hydroxyapatite, which helps cell proliferation, is smoothly performed.

실시예에 따라 제조된 생체 활성 고분자 임플란트를 37 ℃의 의사 체액(SBF; Simulated Body Fluid)에 7일간 침지시킨 후 XRD(X-ray diffraction)를 이용하여 표면을 분석하였다. 비교군으로서, 별도 처리되지 않은 PEEK 시료를 37 ℃의 의사 체액(SBF; Simulated Body Fluid)에 7일간 침지시킨 후 XRD(X-ray diffraction)를 이용하여 표면을 분석하였다.The bioactive polymer implant prepared according to the example was immersed in a simulated body fluid (SBF) at 37° C. for 7 days, and then the surface was analyzed using X-ray diffraction (XRD). As a comparative group, a PEEK sample, which was not separately treated, was immersed in a simulated body fluid (SBF) at 37° C. for 7 days, and then the surface was analyzed using X-ray diffraction (XRD).

도 4는 하이드록시 아파타이트 형성 테스트에 따른 XRD(X-ray diffraction) 결과를 나타낸 것이다. 도 4에 따르면, 실시예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트는 PEEK 시료와는 달리, 하이드록시 아파타이트 (HA; hydroxyapatite)가 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 그러므로, 실시예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에 삽입되는 경우, 골세포와 같은 세포의 형성이 원활하게 이루어질 수 있음을 예상할 수 있다. 4 shows the results of X-ray diffraction (XRD) according to the hydroxyapatite formation test. Referring to FIG. 4, it can be seen that the bioactive polymer implant according to the embodiment has hydroxyapatite (HA), unlike the PEEK sample. Therefore, when the bioactive polymer implant according to the embodiment is inserted into the body, it can be expected that cells such as bone cells can be formed smoothly.

다공성 구조 형성 테스트Porous structure formation test

실시예 및 비교예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트가 체내에 삽입된 경우 다공성 구조가 형성되는지 예측하기 위하여, Si 웨이퍼 상에 실시예와 동일한 조건으로 증착층을 형성하되, 티타늄/마그네슘 합금 타겟의 마그네슘의 함량(at%)을 다양하게 조절(0 at% 내지 78 at%)하여 증착층을 형성한 후, 생리식염수에 7일간 침지하였다. 나아가, 제조된 시료의 표면과 단면을 SEM (Scanning electron microscopy)을 통하여 관측하였다.In order to predict whether a porous structure is formed when the bioactive polymer implant according to Examples and Comparative Examples is inserted into the body, a deposition layer is formed on a Si wafer under the same conditions as in Example, but the magnesium of the titanium/magnesium alloy target After forming a deposition layer by variously adjusting the content (at%) (0 at% to 78 at%), it was immersed in physiological saline for 7 days. Furthermore, the surface and cross section of the prepared sample were observed through SEM (Scanning electron microscopy).

도 5는 다공성 구조 형성 테스트에 따른 시료의 표면을 SEM (Scanning electron microscopy)으로 관찰한 것이다. 또한, 도 6은 다공성 구조 형성 테스트에 따른 시료의 단면을 SEM (Scanning electron microscopy)으로 관찰한 것이다. 도 5 및 도 6에 따르면, 티타늄/마그네슘 합금 타겟의 마그네슘의 함량(at%)의 증가에 따라 기공률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여, 실시예에 따른 생체 활성 고분자 임플란트를 인체에 삽입하는 경우, 마그네슘이 용해되어 다공성 구조를 형성할 수 있음을 예상할 수 있으며, 나아가, 합금 타겟의 마그네슘 함량을 조절하는 것으로 손쉽게 기공률을 조절할 수 있음을 알 수 있다.5 is an observation of a surface of a sample according to a porous structure formation test by SEM (Scanning electron microscopy). In addition, FIG. 6 is a cross-section of a sample according to the porous structure formation test observed by SEM (Scanning electron microscopy). 5 and 6, it can be seen that the porosity increases as the magnesium content (at%) of the titanium/magnesium alloy target increases. Through this, when the bioactive polymer implant according to the embodiment is inserted into the human body, it can be expected that magnesium can be dissolved to form a porous structure, and further, the porosity can be easily adjusted by adjusting the magnesium content of the alloy target. You can see that you can.

Claims (11)

a) 고분자 물질을 포함하는 몸체부를 준비하는 단계;
b) 10 W/㎠ 내지 10 kW/㎠ 밀도의 펄스 직류 전력을 이용한 플라즈마 이온 주입법에 의하여, 생체 활성 물질의 플라즈마 이온 및 생체 적합성 물질의 플라즈마 이온을 상기 몸체부에 주입하는 단계; 및
c) 1 W/㎠ 내지 50 W/㎠ 밀도의 직류 전력을 이용한 공동증착법에 의하여, 상기 몸체부의 표면에 생체 활성 물질 및 생체 적합성 물질을 포함하는 증착층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 플라즈마 이온 주입법 및 공동증착법은 각각 상기 생체 활성 물질 및 상기 생체 적합성 물질을 5:95 내지 30:70의 원자비로 포함하는 타겟을 이용하며,
상기 생체 활성 물질은 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 하이드록시 아파타이트(hydroxyapatite), 및 β-TCP(β-tricalcium phosphate) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 생체 적합성 물질은 실리콘, 티타늄, 코발트, 크롬, 아연, 탄탈럼, 게르마늄, 스테인리스강, 금, 백금, 알루미나, 및 지르코니아 중 적어도 하나를 포함하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
a) preparing a body portion comprising a polymer material;
b) implanting plasma ions of a bioactive material and plasma ions of a biocompatible material into the body by a plasma ion implantation method using pulsed DC power having a density of 10 W/cm 2 to 10 kW/cm 2; And
c) forming a deposition layer including a bioactive material and a biocompatible material on the surface of the body by a co-deposition method using direct current power having a density of 1 W/cm 2 to 50 W/cm 2;
The plasma ion implantation method and the co-deposition method each use a target including the bioactive material and the biocompatible material in an atomic ratio of 5:95 to 30:70,
The bioactive material includes at least one of sodium, potassium, magnesium, calcium, hydroxyapatite, and β-tricalcium phosphate (β-TCP),
The biocompatible material comprises at least one of silicon, titanium, cobalt, chromium, zinc, tantalum, germanium, stainless steel, gold, platinum, alumina, and zirconia.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고분자 물질은 폴리아릴에테르케톤(PAEK)인 것을 특징으로 하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method of manufacturing a bioactive polymer implant, characterized in that the polymer material is polyaryl ether ketone (PAEK).
청구항 1에 있어서,
상기 공동증착법은 스퍼터링 또는 음극 아크 증착을 이용하는 것을 특징으로 하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The co-deposition method is a method for producing a bioactive polymer implant, characterized in that using sputtering or cathode arc deposition.
청구항 1에 있어서,
b) 단계 이전에, 상기 몸체부의 표면을 샌딩(sanding) 처리 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
The method according to claim 1,
Before step b), the method of manufacturing a bioactive polymer implant, further comprising the step of sanding the surface of the body portion.
청구항 1에 있어서,
상기 증착층의 두께는 10 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method of manufacturing a bioactive polymer implant, characterized in that the thickness of the deposition layer is 10 nm or more and 10 μm or less.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 생체 활성 고분자 임플란트는 체내에서 상기 생체 활성 물질이 용해되어 다공성 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는, 생체 활성 고분자 임플란트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The bioactive polymer implant is characterized in that the bioactive material is dissolved in the body to form a porous structure, a method of manufacturing a bioactive polymer implant.
청구항 1, 4 내지 7, 및 10 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의하여 제조된 생체 활성 고분자 임플란트.A bioactive polymer implant prepared by the manufacturing method according to any one of claims 1, 4 to 7, and 10.
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