KR102301329B1 - 골 재생 재료 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다음:- 수산화인회석 및 유기질을 함유하는 골 재료를, 상기 유기질 및 상기 골 재료로부터 추출된 가능한 불순물을 함유하는 제1 액체상 및 상기 수산화인회석을 함유하는 제2 고체상 수산화인회석을 발생시키는 추출액과 접촉하여 배치하는 단계; 및 - 상기 액체상 및 상기 고체상 수산화인회석을 분리하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 상기 추출액은 150℃ 내지 300℃의 온도 및 150 kPa 내지 350 kPa의 압력으로 맞춰진 수성 추출 용액이다.

Description

골 재생 재료 및 그것의 제조 방법{BONE REGENERATION MATERIAL AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 수산화인회석을 함유하는 골 재생 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

이런 유형의 골 재생 재료는 특히 교정 또는 성형 수술의 다른 분야에서 골 열화(bone deterioration)의 치료에 사용된다.

수산화인회석은 골전도성 성질을 가진 인산 칼슘이고 뼈의 주요 광물 성분을 형성한다; 그러므로 이것의 사용은 골 재건 또는 교정 수술에 완벽하게 적합하다.

이 설정 내에서 많은 수산화인회석-함유 재료는 현재 결함이 있거나 악화된 뼈 부위에서 골 재건을 자극하기 위해 임플란트 및 특히 치과 임플란트에 사용된다.

이 재료들은 직접적인 침전 공정 또는 졸-겔(sol-gel) 유형의 공정을 사용하여 합성을 통해 인산 및 칼슘염으로부터 제조된 수산화인회석을 함유하는 인공 재료를 포함한다.

하지만, 상기 언급된 합성 방법은 수산화인회석이 자연 상태에서 골 기질에서 발견된 구조와 유사한 다공성, 공간적 구조를 가진 골 재생 재료가 얻어지는 것을 허용하지 않는다.

이는 자연 상태에서 골 재료와 동일한 결정 구조 및 형태를 나타내는 이점을 가진 자연 기원의 수산화인회석의 사용에 대하여 현재 증가하고 있는 관심에 대하여 설명한다.

특히 뼈 샘플에서 유래된 천연 수산화인회석의 사용은, 단백질, 예를 들어, 프리온(prion), 펩티드 및 지질에 의해 형성된 군으로부터 적어도 하나의 구성요소를 포함하는 유기질이 제거되면, 그것의 인공 유사체보다 골 재생에 더 적합한 기질이 얻어지게 한다.

US 5417975

예를 들어, 이식된 상태에서, 골 재생 재료는 이식 후 신체로 잘 통합되고, 생체 적합하며, 골 전도를 통해 배치된 생물학적 환경과 상호작용하도록 유기질의 어떠한 흔적도 제거되어야 한다.

이 맥락에서 본 발명은 골 재생 재료를 제조하는 방법에 관한 것이며, 다음 단계를 포함한다:

- 수산화인회석 및 유기질을 함유하는 골 재료를, 상기 유기질 및 선택적으로 상기 골 재료로부터 추출된 불순물을 함유하는 액체상 및 상기 수산화인회석을 함유하는 고체상 수산화인회석을 발생시키는 추출액과 접촉시키는 단계, 및

- 상기 액체상을 상기 고체상 수산화인회석과 분리시키는 단계.

이러한 유형의 공정은, 예를 들어, 문서 US5417975 및 WO96/12509로부터 공지된다. 더 구체적으로, 문서 US5417975는 잘 공지된 천연 기원 골 재생 재료, Bio-Oss^®의 제조를 개시하고, 문서 WO96/12509는 골전도성 재료의 제조를 개시한다.

천연 골 재생 재료의 개선된 골전도성 성질을 제외하면, 이것의 생산은 풍부한 골 재료를 가진 저비용 공급원을 형성하는, 정육점 및 도축장 유기 폐기물의 회수를 허용한다.

US5417975의 공정에서, 골 재료는 먼저 탈지되고 이어서 바람직하게 80 내지 200℃의 온도로 가열된, 일차 아민 또는 암모니아의 수용액에 배치되며, 유기질은 최종 추출을 위해 유리하게 시간 당 적어도 10 cm의 유수량으로 바람직하게 20 내지 60℃의 온도로 가열된 탈염수로 연속적으로 헹굼으로써 분해되고 가용화된다.

탈지는 환류 하에 80 내지 120℃의 온도로 가열된 유기 용제, 예를 들어, 톨루엔 또는 메틸사이클로헥산에 골 재료를 담금으로써 얻어진다.

US5417975에 따르면 골 재료 및 상기 가열된 수용액 간의 접촉 시간은 재료의 입자 크기, 일차 아민 또는 암모니아 용액의 반응성 및 이 수용액이 가열되는 온도에 따른다. 일반적으로, 이 시간은 2 내지 200시간이다. 예를 들어, 118℃에서 수성 에틸렌 디아민 용액이 처리된, 직경 1cm의 골 재료 샘플은 헹군 다음 그것들의 잔류 함량이 150 ppm보다 낮아지도록 유기질의 만족스러운 분해를 얻기 위해서 적어도 50시간의 처리 시간을 필요로 한다.

이와 같이 처리된 골 재료는 재료의 중량이 일정한 값에서 안정화될 때까지 250℃ 내지 600℃에서 공기 건조된다. 고순도, 즉, 유기질 함량이 150 ppm 보다 낮은 골 재생 재료를 얻기 위해서, 탈염수로의 헹굼 단계가 5 내지 25일 범위의 기간 동안 지속적으로 수행되어야 한다.

불행하게도 상기 공정은 여러 제약에 시달린다. 첫 번째로 그것은 유기 용제를 사용한 처리를 수반하며 이것의 잔류물은 처리 후 재활용될 수 없고 처리되어야 한다. 그 다음 이 공정은 아민 수조에서 60℃에서 50시간 이상 동안 처리에 이어서 적어도 5일의 기간 동안 지속적으로 흐르는 탈염수로의 헹굼을 수반한다. 분명히 너무 긴 시간의 공정 (적어도 5일)은, 더욱이 처리되어야 하는 오염된 유기 생성물의 사용을 수반하며, 상기 공정은 산업상 규모에서 비용이 많이 들어서 상환하기 어렵다는 것을 의미한다.

실시하기 간단한, 원치 않은 유기질의 어떠한 흔적도 없는 골 재생 재료의 더 빠른 제조를 허용하는 방법을 제공함으로써 최첨단 기술의 단점을 극복하는 것이 본 발명의 목적이며, 이것의 단계들은 환경, 및 처리하기 쉬운 제조 부산물에 대하여 제한된 부정적 영향을 갖는다.

이에 더하여 골 재생 재료를 제조하는 방법을 제안하는 것이 본 발명의 목적이며, 이것에서 모든 단계들은 산업상 규모에서 단일 반응기에서 연속적으로 또는 반-연속적으로 수행될 수 있다. 이러한 산업상 이용 가능성은, 본 발명의 방법이 수율에 관하여, 에너지 소비에 관하여 특히 효율적이고 비교적 저비용의 시약, 예를 들어, 물 및 수산화 나트륨만을 사용하기 때문에 얻기 쉬우며, "녹색" 방법", 즉, 환경-친화적 방법을 이용 가능하게 만든다.

실제로, 방법은 본 발명의 방법을 사용하여 얻어진, 유기질 함량이 150 ppm보다 더 낮은 골 재생 재료의 제조를 허용해야 한다.

유리하게, 방법은 130 ppm 보다 낮은 함량으로 단백질을 함유하는 골 재생 재료의 제조를 허용해야 하고 온전한 단백질 또는 폴리펩티드, 특히 프리온이 완전히 없어야 한다.

이 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 방법, 예를 들어, 상기 추출액이 1500 kPa 내지 3500 kPa의 압력에서 150℃ 내지 300℃의 온도로 맞춰진 수성 추출액이고, 상기 분리된 고체상 수산화인회석이 상기 골 재생 재료를 형성하는 것을특징으로 하는 제1 설정을 제공한다.

놀랍게도, 소위 "강화된" 조건 하에서, 즉, 150℃ 내지 300℃의 온도 및 1500 kPa 내지 3500 kPa의 압력에서, 골 재료를 수성 추출액과 접촉시키는 것은, 고체상으로 존재하면, 수산화인회석의 생체 적합성을 손상시키고 골 이식으로서 삽입될 때 거부 가능성을 증가시키는 모든 원치 않는 유기질 및 다른 원치 않는 불순물의 액체상 추출을 통해, 골 재료를 형성하는 수산화인회석을 독점적으로 함유하는 고체상 수산화인회석의 생산을 허용하는 것이 관찰되었다. 강화된 조건 하에서 물의 특성은 그것이 용제 및 시약 둘 다로서 작용하는 것이다. 고온, 즉, 본 방법에서 사용된 150℃ 내지 300℃는 물의 해리 (및 이에 의한 물의 반응성) 증가, 모든 반응, 특히 가수분해의 가속화 및 용제의 점성의 뚜렷한 감소의 효과를 갖는다. 이 마지막 성질은 고체 기질에서 액체의 확산 속도가 화학 교환의 효율 및 속도를 결정하기 때문에 불용성 다공성 고체에 액체 시약을 처리할 때 유리하다.

이러한 완전히 예상치 못한 맥락에서, 최첨단 기술 및 특히 이 시간이 거의 50시간, 즉, 10배 더 높은 문서 US5417975에 반해, 본 발명의 온도 및 압력 조건 하에 실시된 추출 및 헹굼 단계는 대략 2 내지 5시간만을 필요로 한다는 것이 본 발명의 일부로서 나타났다. 더 구체적으로, 본 발명에 따르면 추출 단계 그 자체는 1시간보다 더 짧으며 이는 에너지 소비를 강력히 제한하고 본 발명의 방법을 모두 더 효율적이고 산업상 이용 가능하게 만든다.

이에 더하여, 이러한 온도 및 압력 조건들은 정상 온도 및 압력 조건 하에 불수용성인 것으로 공지된 유기 화합물의 가용화를 허용한다. 또한 수산화인회석은 이 강화된 조건 하에 수상에서 여전히 불용성이다.

선택적으로, 상기 건조 단계 이전에 제1 접촉 단계 및 상기 분리 단계는 여러 번 연속적으로 반복된다.

유리하게 본 발명의 방법은 건조한 고체상 수산화인회석을 얻기 위해 상기 고체상 수산화인회석의 추가적인 건조 단계를 더 포함한다.

유리하게, 상기 고체상 수산화인회석의 중량은 본 발명의 방법을 사용하여 처리되기 전 상기 골 재료의 중량 중 55 내지 65 %, 바람직하게 57 내지 62 %의 일부에 해당한다.

바람직하게, 골 재료를 수성 추출 용액과 접촉시키는 단계는 220 내지 250℃, 유리하게 240℃보다 낮은 온도에서 수행된다.

방법은 이 온도에서 최적의 효율에 도달한다, 즉, 방법은 단백질 함량이 엄격히 130 ppm보다 낮은 골 재생 재료의 제조를 허용한다는 것이 본 발명의 일부로서 효과적으로 관찰되었으며, 더 높은 온도는 유기질에 함유된 단백질 및 그것들의 초기 가수분해 잔류물의 과도하게 빠른 분해로 이어진다, 즉, 추출액으로 추출될 수 없고 그 존재가 재생 재료의 생체 적합성을 손상시킬 수도 있는 불용성 고체 유기 잔류물의 수산화인회석 상의 형성을 촉진한다.

대안으로, 골 재료를 수성 추출 용액과 접촉시키는 단계는 2500 kPa 내지 3000 kPa의 압력에서 실시된다.

유리하게, 상기 수성 추출 용액은 물 또는 염기성 pH를 가진, 예를 들어, 강염기, 바람직하게 0.5 내지 1 N, 바람직하게 0.6 내지 0.9 N의 농도로 알칼리성 수산화물의 수중 가용화로부터 형성된, 진한 수용액이다.

또한 염기성 pH에서 유기질, 예를 들어, 일반적으로 물에 거의 녹지 않는 지방산 잔류물의 추출이 개선되는 것이 관찰되었다.

이에 더하여, 7보다 더 높은 pH에서는 수산화인회석의 가용성이 매우 낮게 유지된다. 그러므로 염기성 pH에서 추출 단계를 수행함으로써, 추출액 중 수산화인회석의 불용성이 보장될 수 있다.

본 발명의 방법의 한 특정 구체예에서, 상기 건조 단계는 100℃ 내지 300℃, 바람직하게 120℃의 온도로 건열에서의 오븐 건조 단계이다.

바람직하게, 상기 고체상 수산화인회석의 상기 제1 분리 단계 이후 및 상기 건조 단계 이전에, 본 발명의 방법은 염기성 pH에서 150℃ 내지 300℃, 바람직하게 150℃의 온도에서 및 99 kPa 내지 1000 kPa, 바람직하게 500 kPa의 압력에서 상기 고체상 수산화인회석의, 묽은 수용액과의 제2 접촉 단계를 포함하며, 상기 제2 접촉 단계는 제2 액체상 및 제2 고체상 간의 제2 분리 단계 및 이후의 건조 단계로 이어진다.

유리하게 염기성 pH에서 상기 묽은 수상은 수중 강염기, 바람직하게 0.05 내지 0.4 N, 바람직하게 0.1 내지 0.3 N의 농도의 알칼리성 수산화물을 가용화함으로써 형성된다.

선택적으로, 상기 고체상 수산화인회석은 건조되기 전에 앞서 물로 헹궈진다.

한 바람직한 구체예에서 본 발명의 방법은 상기 추출액과의 제1 접촉 단계 전에 상기 골 재료의 탈지 및 디플레싱(defleshing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 이 탈지 및 디플레싱 단계는 바람직하게 염기성 pH 에서 100℃ 또는 그 이상, 바람직하게 100 내지 200℃의 온도의 온도에서 상기 골 재료를 수용액과 접촉시킴으로써 수행된다.

바람직하게 탈지 및 디플레싱 단계는 골 재료로부터 살, 골수 및 연골의 잔류물을 긁어내는 단계로 이어진다.

유리하게 본 발명은, 상기 건조 단계 이후, 상기 건조한 고체상 수산화인회석의 멸균 단계를 포함한다.

본 발명의 방법의 한 특정 구체예에서, 상기 멸균 단계는, 예를 들어, 밀폐된 불소중합체 백(bag)에서 상기 건조 수산화인회석 상을 14시간 동안 120℃로 가열함으로써 수행된다. 바람직하게 건조 온도는 5 내지 20시간, 바람직하게 10 내지 15시간의 기간 동안 100℃ 내지 300℃이다.

바람직하게 상기 골 재료는 천연 동물 기원, 예를 들어, 포유동물 또는 난생 동물의 것이고 소, 양 , 말 또는 돼지 기원 및 유사한 것들일 수도 있으며, 특히 이 동물들의 골단(epiphysis) 또는 골간단(metaphysis)으로부터 추출된다.

일반적으로 골 재료는 정육점 폐기물에서 유래되며 이는 본 발명의 방법이 이 풍부하게 이용 가능한 폐기물 회수의 이점을 갖는다는 것을 의미한다.

본 발명의 조성물의 다른 구체예는 첨부된 청구항에서 제공된다.

본 발명은 또한 본 발명의 방법을 사용하여 직접 얻어진 골 재생 재료에 관한 것이며, 천연 기원의 골 재료로부터 얻어지고 상기 골 재료와 동일한 결정 구조 및 형태를 가진 고체상 수산화인회석을 포함한다.

유리하게 상기 고체상은 단지 천연 기원의 골 재료로부터 얻어진 수산화인회석만을 포함한다.

바람직하게 상기 골 재료는 소 또는 송아지 골단 또는 골간단으로부터 유래된다.

한 특정 구체예에서, 골 재생 재료는 150 ppm보다 낮은 함량으로 유기질을 포함하며, 상기 유기질은 130 ppm보다 낮은 함량으로 단백질을 함유한다.

유리하게 상기 재료는 포유동물, 바람직하게 인간의 결함 부위에서 골 형성, 골 재생 또는 골 회복을 위한 임플란트 또는 보형물로서 사용되기 위한 것이다.

본 발명에 따르면 골 재생 재료가 Bio-Oss^®과 유사한 결정 구조 및 형태를 갖는다는 것이 추가적으로 나타났다.

그러므로 Bio-Oss^®과 같이, 본 발명의 방법을 사용하여 얻어진 재생 재료는 50 μm 이상, 바람직하게 50 내지 100 μm의 직경의 구멍을 가진 매크로다공성 재료가다.

본 발명의 방법의 다른 구체예는 첨부된 청구항에서 제공된다.

본 발명은 또한 본 발명의 골 재생 재료를 함유하는 의료 장비에 관한 것이다.

본 발명의 의료 장비의 다른 구체예는 첨부된 청구항에서 제공된다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 비-제한적이며 하기 제공된 비교예를 말하는, 하기 제공된 설명으로부터 명백해진다.

도 1은 본 발명의 방법을 사용하여 얻어진 재생 재료 (a) 및 Bio-Oss^® (b)의 중첩된 적외선 스펙트럼 (IR)을 도시한다.
도 2는 본 발명의 방법을 사용하여 얻어진 재생 재료 (a) 및 본 발명의 방법으로 처리 이전의 골 재료 (b)의 중첩된 IR 스펙트럼을 도시한다.
도 3은 본 발명의 방법을 사용하여 얻어진 재생 재료 (a), 본 발명의 방법으로 처리 이전의 골 재료 (b) 및 참조 단백질: 제인 (c)의 중첩된 IR 스펙트럼을 도시한다.
도 4는 0 내지 100 μm의 범위의 스케일에서 Bio-Oss^®의 구조의 주사 전자 현미경법 (SEM)에 의해 얻어진 이미지를 제공한다.
도 5는 본 발명의 방법으로 소 골단으로부터 얻어진 골 재생 재료의 0 내지 50 μm의 범위의 규모 및 0 내지 100 μm의 범위의 스케일에서 촬영된 두 개의 SEM 이미지를 제공한다.
도 6은 본 발명의 방법을 사용하여 송아지 골간단으로부터 얻어진 골 재생 재료의 0 내지 100 μm의 범위의 스케일에서 촬영된 두 개의 SEM 이미지를 제공한다.
도 7은 본 발명의 방법을 사용하여 소 골간단으로부터 얻어진 골 재생 재료의 0 내지 50 μm의 범위의 스케일에서 촬영된 SEM 이미지를 제공한다.
도 8은 골 재료가 800℃에서 하소되는 공정을 사용하여 소 골단으로부터 얻어진 골 재생 재료의 0 내지 100 μm의 범위의 스케일에서 촬영된 두 개의 SEM 이미지를 제공한다.

다음 실시예의 목적은 본 발명의 비-제한 예시를 제공하는 것이다.

다음 실시예에서 골 재료를 살, 골수 및 연골의 잔류물을 제거하기 위해 물에서 장기간에 걸쳐 끓임으로써 앞서 탈지되었고 디플레싱된 후 이어서 긁어냈다.

실시예 1

수산화인회석을 함유하는 탈지되고, 디플레싱된 골 재료 50g, 탈염수 400 ml 및 강염기 (NaOH) 10 g을 전기 자켓(electric jacket)을 사용한 외부 가열을 통해 220℃ ± 2℃의 온도로 맞춰진, 교반기가 없는 오토클레이브 반응기에서 혼합하였다. 반응기 내 압력을 2500 kPa로 맞췄다. 이 온도 및 압력 조건을 1시간 동안 유지하였다.

반응기를 주위 온도로 냉각시켰고 대기압으로 감압시켰으며, 400 ml 탈염수의 용액에 5g NaOH가 첨가된 반응기에 고체상만이 남아있도록 디캔팅하여(decanting) 균질한 액체상을 반응기로부터 제거하였다.

이어서 오토클레이브 반응기를 1시간 동안 대기압 (약 100 kPa) 하에 150℃의 온도로 맞췄다.

반응기를 다시 주위 온도로 냉각시켰고, 디캔팅된 반응기 내용물 및 고체상, 고체상 수산화인회석을 탈염수로 헹궜고 대략 정류값 정도에서 중량이 안정화될 때까지 120 ℃의 온도에서 오븐 건조시켰다.

고체상 수산화인회석은 IR 스펙트럼이 도 1에서 제공되는 골 재생 재료를 형성하였고 Bio-Oss^®와 비교하였다. IR 스펙트럼은 동일하며 본 발명의 방법으로 얻어진 골 재생 재료는 Bio-Oss^®와 동일하다는 것을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 방법으로 처리 전에 본 발명으로 얻어진 재생 재료 (a)의 IR 스펙트럼 및 골 재료 (b)의 IR 스펙트럼의 중첩을 예시한다.

이 중첩은 본 발명의 재생 재료의 IR 스펙트럼의 조성에 대한 골 재료의 단백질의 기여를 나타낸다. 이 기여는 주로 3500 내지 3000 cm^-1 및 1750 내지 1500 cm^-1에서 매우 강한 흡수 밴드를 특징으로 하며, 본 발명의 방법으로 얻어진 재생 재료에서는 더 이상 관찰되지 않는다.

도 3은 디플레싱되고 탈지된 골 재료 및 참조 단백질: 제인의 IR 스펙트럼 간의 비교를 예시한다. 3500 내지 3000 cm^-1 및 1750 내지 1500 cm^-1에 위치한 전자기 스펙트럼의 영역에서 특정 피크 간의 대응은 탈지 및 디플레싱 단계 이후 골 재료에서 단백질의 거의 독점적인 존재를 확인한다.

도 4는 Bio-Oss^®의 구조의 SEM 이미지이며 그것의 매크로다공성 구조를 확인한다. 이 도면의 판독시 이 재료가 두 가지 유형의 구멍을 포함하는 구조를 갖는다는 것을 분명하게 알 수 있다: 단백질의 추출에 대응하는 약 50 μm의 직경의 구멍 및 골 재료의 구조에 내재하는 약 100 μm의 직경의 구멍.

도 5 내지 7은 각각 소 골단 (도 5), 송아지 골간단 (도 6) 및 소 골간단 (도 7)에서 얻어진 골 재생 재료의 구조의 SEM 이미지이다.

실시예 1에 따라 제조된 상이한 골 재생 재료 중에서, Bio-Oss^®과 유사한 매크로다공성 구조를 나타내는 재료는 송아지 골간단에서 얻어진다.

실시예 2

수산화인회석을 함유하는 탈지되고, 디플레싱된 골 재료 100g, 탈염수 400 ml 및 NaOH 10 g을 전기 자켓을 사용한 외부 가열을 통해 230℃ ± 2℃의 온도로 맞춰진, 교반기가 없는 오토클레이브 반응기에서 혼합하였다. 반응기 내 압력을 2500 kPa로 맞췄다. 이 온도 및 압력 조건을 2시간 동안 유지하였다.

반응기를 주위 온도로 냉각시켰고 대기압으로 감압시켰으며, 400 ml 탈염수의 용액에 3g NaOH가 첨가된 반응기에 고체상만이 남아있도록 디캔팅하여(decanting) 균질한 액체상을 반응기로부터 제거하였다.

이어서 오토클레이브 반응기를 2시간 동안 대기압 (약 100 kPa) 하에 150℃의 온도로 맞췄다.

반응기를 다시 주위 온도로 냉각시켰고, 디캔팅된 반응기 내용물 및 고체상 수산화인회석을 탈염수로 5번 헹궜고 이어서 대략 정류값 정도에서 중량이 안정화될 때까지 120 ℃의 온도에서 오븐 건조시켰다.

이렇게 하여 얻어진 고체상 수산화인회석을 갈아서 1.0-0.25 mm 및 0.25-0.08 mm의 두 부분에서 스크리닝하였고 이어서 밀폐된 불소중합체 백에서 120℃에서 14시간 동안 멸균하였다.

실시예 3

수산화인회석을 함유하는 탈지되고, 디플레싱된 소 골단 100g, 탈염수 400 ml 및 NaOH 15 g을 전기 자켓을 사용한 외부 가열을 통해 230℃ ± 2℃의 온도로 맞춰진, 교반기가 없는 오토클레이브 반응기에서 혼합하였다. 반응기 내 압력을 2500 kPa로 맞췄다. 이 온도 및 압력 조건을 2시간 동안 유지하였다.

반응기를 주위 온도로 냉각시켰고 대기압으로 감압시켰으며, 탈염수로 헹궈진 반응기에 고체상만이 남아있도록 디캔팅하여 제1 균질한 액체상을 반응기로부터 제거하였다.

고체상을 다시 400 ml 탈염수 및 10 g NaOH와 혼합하였고 추가 시간 동안 상기 언급된 처리를 받게 하였다.

400 ml 탈염수의 용액에 1g NaOH가 첨가된 반응기에 고체상만이 남아있도록 디캔팅하여 제2 균질한 액체상을 반응기로부터 제거하였다. 오토클레이브 반응기를 2시간 동안 대기압 (약 100 kPa) 하에 150℃의 온도로 맞췄다.

반응기를 다시 주위 온도로 냉각시켰고, 디캔팅된 반응기 내용물 및 고체상 수산화인회석을 탈염수로 5번 헹궜고 대략 정류값 정도에서 중량이 안정화될 때까지 120 ℃의 온도에서 오븐 건조시켰다.

이렇게 하여 얻어진 고체상 수산화인회석을 갈아서 1.0-0.25 mm에서 단일 부분에서 스크리닝하였다.

실시예 4

100 g 골 재료를 재료가 완전히 표백될 때까지 1시간 동안 800℃ ± 2℃의 온도의 머플 가마(muffle furnace)에서 하소하였다.

냉각 후, 이렇게 하여 얻어진 고체상 수산화인회석을 갈아서 1.0-0.25 mm 및 0.25-0.08 mm의 두 부분에서 스크리닝하였고, 이어서 밀폐된 불소중합체 백에서 120℃에서 14시간 동안 멸균하였다.

도 8은 실시예 4의 프로토콜에 따라 얻어진 고체상의 SEM 이미지화 하에 거시적 구조를 예시한다. 이 도면에서 나타난 바와 같이, 800℃에서 골 재료의 하소는 Bio-Oss^®와 다른 구조를 가진 고체상 수산화인회석을 생산하는데 시작된 수산화인회석 격자의 붕괘가 구조의 감소된 다공성으로부터 초래되며, 이에 더하여 대략 20 μm의 크기의 크랙(crack)의 발생을 동반한다는 것을 알 수 있기 때문이다.

이 실시예의 결과는 고온에서 수산화인회석의 처리가 골 재생 재료의 형태 및 이에 의한 골전도성 성질을 악화시킨다는 것을 나타내는 경향이 있다.

800℃ 이하의 온도 증가는 수산화인회석 구조의 다공성 부피의 감소를 나타내며, 감소는 가능한 소결의 발생 때문일 것이다.

실시예 5

본 실시예에서 기술된 구체예에서 및 이전 실시예에서 기술된 구체예에 반해, 1.7 Kg의 송아지 골단의 제1 클리닝을 각 단계에서 보충된 수성 염기성 용액을 형성하기 위해 5 g NaOH가 용해된 3리터의 물에서 2시간 동안 2번 연속적으로 끓이는 단계로 수행하였다.

각각의 끓이는 단계 이후 재료를 긁어내어 살, 골수 및 연골의 잔류물을 제거하였다.

이와 같이 처리된 골 재료를 5 mm의 두께로 잘랐다. 이 재료 100g, 400 ml 탈염수 및 10g NaOH를 전기 자켓을 사용한 외부 가열을 통해 230℃ ± 2℃의 온도로 맞춰진, 교반기가 없는 오토클레이브 반응기에서 혼합하였다. 반응기 내 압력은 2500 kPa로 맞췄다. 이 온도 및 압력 조건을 2시간 동안 유지하였다.

반응기를 50℃의 온도로 냉각시켰고 대기압으로 감압시켰으며, 400 ml 탈염수의 용액에 3g NaOH가 첨가된 반응기에 고체상만이 남아있도록 디캔팅하여 균질한 액체상을 반응기로부터 제거하였다.

이어서 오토클레이브 반응기를 2시간 동안 대기압 (약 100 kPa) 하에 150℃의 온도로 맞췄다.

반응기를 다시 주위 온도로 냉각시켰고, 디캔팅된 반응기의 내용물 및 고체상 수산화인회석을 탈염수로 5번 헹궜고 대략 정류값 정도에서 중량이 안정화될 때까지 120℃의 온도에서 오븐 건조시켰다.

이렇게 하여 얻어진 고체상 수산화인회석을 갈아서 2.0-1.0 mm, 1.0-0.25 mm 및 0.25 mm 미만의 세 부분에서 스크리닝하였다.

본 발명은 어떠한 방법으로도 상기 기술된 구체예에 제한되는 것으로 이해되어서는 안되고 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (13)

1. - 수산화인회석 및 유기질을 함유하는 골 재료를, 상기 유기질을 함유하는 제1 액체상 및 상기 수산화인회석을 함유하는 제2 고체상 수산화인회석을 발생시키는 추출액과 접촉시키는 단계; 및
   - 상기 액체상을 상기 고체상 수산화인회석으로부터 분리하는 단계를 포함하는 골 재생 재료의 제조 방법에 있어서,
   상기 추출액은 1500 kPa 내지 3500 kPa의 압력에서 150℃ 내지 300℃의 온도로 맞춰진 수성 추출 용액이고, 상기 분리된 고체상 수산화인회석은 상기 골 재생 재료를 형성하는 것을 특징으로 하는, 골 재생 재료의 제조 방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 액체상은 상기 골 재료로부터 추출된 불순물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1 항에 있어서, 건조한 고체상 수산화인회석을 얻기 위해 상기 고체상 수산화인회석의 추가적인 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 수성 추출 용액은 물 또는 0.5 내지 1 N, 또는 0.6 내지 0.9 N의 농도로 강염기를 함유하는 염기성 pH의 진한 수용액인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3 항에 있어서, 상기 고체상 수산화인회석의 제1 분리 단계 이후 및 상기 건조 단계 이전에, 150℃ 내지 300℃의 온도 및 500 kPa 내지 1000 kPa의 압력에서 염기성 pH의 묽은 수용액과 상기 고체상 수산화인회석의 제2 접촉 단계를 포함하며, 상기 염기성 pH의 묽은 수용액은 0.05 내지 0.4 N, 또는 0.1 내지 0.3 N의 농도로 강염기를 함유하고, 상기 제2 접촉 단계는 제2 액체상 및 제2 고체상 간의 제2 분리 단계로 이어지고, 그 다음 고체상이 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제3 항에 있어서, 상기 고체상 수산화인회석은 건조되기 전에 물로 사전 세척되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1 항에 있어서, 상기 추출액과의 제1 접촉 단계 이전에, 상기 골 재료의 탈지 및 디플레싱 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제3 항에 있어서, 상기 건조 단계 다음에, 상기 건조한 고체상 수산화인회석의 멸균 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1 항에 있어서, 상기 골 재료는 천연 동물 기원인 것을 특징으로 하는 방법.
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