KR102489640B1 - 폴리디옥사논을 이용한 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인 - Google Patents

폴리디옥사논을 이용한 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리디옥사논을 이용한 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인에 관한 것으로, 상세하게 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하되, 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하고 있어 높은 치수 안정성과 기계적 강도의 향상으로 치조골 재생용 멤브레인으로 널리 적용될 수 있다.

Description

폴리디옥사논을 이용한 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인{Bioabsorbable membrane for periodontal bone regeneration}
본 발명은 폴리디옥사논을 이용한 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인에 관한 것으로, 상세하게 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하되, 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하고 있어 높은 치수 안정성과 기계적 강도의 향상으로 치조골 재생용 멤브레인으로 널리 적용될 수 있다.
치과에서 임플란트의 시술 시 성공적인 골 유착과 초기 안정을 위한 전제 조건으로 임플란트 식립체 주위에 적당량의 골이 요구된다. 임플란트 식립 전 골량-골부피의 부족이 예상될 경우, 임플란트 식립 시 정상적인 보철물 제작을 위한 식립체의 위치 설정에 따른 식립체 노출의 경우, 또는 임플란트 식립 후에 다양한 이유로 식립체의 일부가 골 밖으로 노출되었을 경우 등에 골유도 재생술(GBR, Guided Bone Regeneration)이 이용된다. 상기 골유도 재생술에서 많은 경우에 흡수성, 비흡수성 치주 재생용 멤브레인과 다양한 골재료(자가골, 동종골, 이종골, 합성골)가 이용된다. 치주 재생용 멤브레인은 재생이 빠른 치은 상피가 손상부로 먼저 자라면서 들어가지 못하게 막아주고, 적당한 공간유지 능력이 있어 결합 조직의 분화와 골재생에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 치주 재생용 멤브레인은 물리적 성질에 따라 크게 비흡수성 치주 재생용 멤브레인과 흡수성 치주 재생용 멤브레인으로 나뉘게 된다. 비흡수성 치주 재생용 멤브레인에는 e-PTFE (Expanded-polyetrafluoroehtylene)과 티타늄메쉬(Titanium mesh)가 있는데, e-PTFE는 오랫동안 연구되고 사용되어 왔던 치주 재생용 멤브레인으로 안정성과 그 효과는 이미 증명되어 있으므로 골유도 재생술에 사용되는 멤브레인의 기준으로 생각되고 있다. 그러나 이차수술을 통해 치주 재생용 멤브레인을 제거해야 하고, 치주 재생용 멤브레인이 노출되는 경향이 많으며, 일단 노출되는 치태의 침착이 많아 감염의 가능성이 매우 높은 단점이 있다.
한편, 폴리디옥사논(Polydioxanone, 이하 PDO)는 체내에서 가수분해에 의해 6 개월 이내로 분해되어 사라지며 이물반응이 거의 없어 FDA 승인을 받은 고분자이다. 그러나 기계적 강도가 낮은 단점이 있어 치주 재생용 멤브레인으로 사용하는데 한계가 있다. 상세하게 폴리디옥사논은 우수한 생체적합성을 가졌다고 알려져 있으며 주로, 수술용 봉합사, 성형수술용 리프팅 실 등으로 사용되고 있다. PLA ,PCL, PLLA 등의 알려진 다른 생분해성 고분자에 비하여 폴리디옥사논은 제일 적은 면역 반응과, 우수한 세포 적합성, 빠른 생분해성 기간으로 인해 각광을 받는 메디컬 고분자 재료이다.
그러나 낮은 유리전이온도와 점도를 갖고, 물성적인 열 공정에 대한 높은 취약성, 빠른 분해 속도 등의 고분자 화학적 특성 때문에, 멤브레인 또는 폼 등의 형태로 제조하는 것이 까다로워 시중에 판매되는 폴리디옥사논 제품은 대부분 압출을 통해 제조한 실 형태의 봉합사로만 제조되고 있는 실정이다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 생체적합성이 제일 우수한 고분자인 폴리디옥사논을 이용하여 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인을 제조하는 기술을 개발하고자 한다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1649125호 (2016.08.11. 공개)
이에 본 발명의 발명자들은 기계적 물성이 약한 폴리디옥사논를 생체 고분자로 이용하되, 강도, 굴곡탄성율, 치수안정성 등의 기계적 물성을 보안하기 위해 폴리디옥사논에 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC)을 소정량 포함하거나 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하는 경우 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인으로 적합하게 이용될 수 있음을 확인하게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리디옥사논을 이용한 흡수성 치주 재생용 멤브레인을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인; 상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고, 상기 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인을 제공한다.
또한, 본 발명은 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인;상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고, 상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인은 멤브레인 전체 중량에 대해 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인을 제공한다.
본 발명은 생분해성 고분자로서 폴리디옥사논을 이용하되 이의 약한 기계적 물성을 향상시키기 위해 셀룰로오스 나노섬유를 포함함에 따라 구강 내 부착력이 강화되고 멤브레인 형상을 오랫동안 보존할 수 있어 흡수성 치주 재생용 멤브레인으로 널리 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 치주 재생용 멤브레인은 골형성이 완료되는 시점에 분해되기에 별도로 이차 수술을 통하여 제거할 필요가 없다는 장점이 있다.
또한, 부작용을 초래할 수 있는 성장인자의 사용 대신 최상층(표면)에 나노패턴을 입힘으로써 높은 수준의 표면적을 제공하여 조직재생을 촉진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 치주 재생용 멤브레인의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 1 및 실시예 1 의 멤브레인 표면에 클로렐라가 부착된 모습을 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 및 실시예의 멤브레인에 부착한 클로렐라의 세포 수를 나타낸 그래프이다.
도 4는 인장강도 측정 시 사용한 지그의 모습이다.
도 5는 비교예 및 실시예의 멤브레인의 인장강도 및 신율을 측정하여 나타낸 그래프이다.
본 발명자들은 흡수성 치주 재생용 멤브레인의 소재로 적합한 폴리디옥사논 소재를 사용하여 치주 재생용 멤브레인을 제조하되, 폴리디옥사논의 기계적 물성을 강화하기 위해 셀룰로오스 나노섬유(NFC)를 함께 사용하는 경우 구강 내 부착력이 강화되고 멤브레인 형상을 오랫동안 보존할 수 있어 흡수성 치주 재생용 멤브레인로 적합하게 이용할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인; 상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고, 상기 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인을 제공한다.
상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 상면은 치조골의 결손부위에 배치되어 치조골을 재생시킬 수 있다.
이때 상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 상면에는 당류를 포함하는 코팅막을 더 포함할 수 있다. 상기 코팅막은 생체적합성 및 세포 재생 면에서 상당한 효과를 나타낸다. 이때 당류는 고농도 포도당(농도: 20 내지 50 mM)이 바람직한데, 이는 국소적으로 염증반응을 일으켜 조직의 회복과 재생을 도울 수 있는 이유에서이다. 또한 DNA 또는 RNA와 같은 핵산을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
상기 나노스케일의 돌출부는 폭, 높이 및 돌출 간격이 200 내지 500 nm 일 수 있다. 나노스케일의 돌출부는 멤브레인 표면적을 넓혀 주골 및 치주 조직의 재생을 촉진시키는데 도움을 준다.
상기 폴리디옥사논(polydioxanone)은 중량 평균 분자량이 100,000 내지 1,000,000 이고 용융 흐름 지수가 3 내지 300 g/10min 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 골이식재를 덮어주는 역할과 뼈와 잇몸이 자라는 속도 차이로 인한 잇몸이 뼈 부분까지 침투할 수 있는 것을 방지하는 것이 목적이지만 중량 평균 분자량이 100,000 미만인 경우 치조골 재생 시간보다 분해속도가 빠르게 진행되기 때문에 치조골 재생용 멤브레인으로서의 역할을 수행하는데 한계가 있고, 1,000,000 초과인 경우 점도가 높아 성형성이 떨어져 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 셀룰로오스 나노섬유 멤브레인(NFC)은 콜라겐 보다 더 우수한 강성을 갖는 것으로 봉합 시 멤브레인이 찢어지거나 외부의 압력으로부터 보호할 수 있다. 또한 생체적합성이 뛰어나 인체 내에서 이물반응이 없고 높은 표면적과 종횡비를 가지므로 다른 물질과의 혼합에 용이하다. 또한 높은 치수안정성과 열안정성으로 인해 강화재로 주로 쓰이며 이러한 특성으로 인해 흡수성고분자(PDO)와 혼합하여 기계적 물성이 낮은 특성을 보완해줄 수 있다. 특히 셀룰로오스 나노섬유는 평균지름이 50 내지 100 nm 이며, 길이가 200 내지 500 ㎛ 을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 폴리디옥사논과 같은 흡수성 고분자 내의 분산성을 향상시킨다는 이점이 있기 때문이다.
아울러, 상기 셀룰로오스 나노섬유로 강화된 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 두께는 50 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 셀룰로오스 나노섬유로 강화된 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 두께가 50 ㎛ 미만인 경우 외부의 압력으로부터 형태를 유지하는 데 한계가 있고, 300 ㎛ 초과인 경우 체내 체류 기간이 길어지는 한계가 있기에 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
또한, 본 발명은 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인;상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수 개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고, 상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인은 멤브레인 전체 중량에 대해 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수성 치주 재생용 멤브레인을 제공한다.
상기 셀룰로오스 나노섬유가 0.1 중량% 미만인 경우 강도를 향상시키는데 한계가 있고, 1 중량% 초과인 경우 폴리디옥사논 내의 균일한 분포와 분산성의 한계가 있기에 상기 범위 내로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나노스케일의 돌출부는 폭이 200 내지 500 nm, 높이가 200 내지 500 nm 이며, 돌출 간격은 200 내지 500 nm 일 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 나노스케일의 돌출부는 멤브레인 표면적을 넓혀 주골 및 치주 조직의 재생을 촉진시키는데 도움을 준다.
따라서, 본 발명은 생체적합도가 뛰어난 흡수성 고분자인 폴리디옥사논으로 인해 2차 제거수술이 필요 없으며, 콜라겐 보다 우수한 강성을 지닌 셀룰로오스 나노섬유로 멤브레인의 강도를 높여, 봉합 시 찢어지거나 외부의 압력으로부터 재생 부위를 보호할 수 있다. 또한 부작용을 초래할 수 있는 성장인자의 사용 대신 최상층에 나노패턴을 입힘으로써 높은 수준의 표면적을 제공하여 조직재생을 촉진시킬 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
비교예 1 : 나노스케일의 돌출부 없이 PDO 멤브레인만 있는 경우
PDO(중량 평균 분자량: 125,0000 내지 130,000) 2 중량%를 HFIP 용매에 녹여 60℃ 온도 조건에서 2 시간 동안 교반기를 사용하여 녹여 균일한 용액을 제조하였다. 이렇게 준비하여 용액을 나노 패턴형상이 없는 유리기판 위에 용액을 붓고 60℃ 온도에서 48 시간 동안 진공 오븐(vacuum oven) 넣고 용매를 날려 보내고 유리기판으로 부터 PDO 멤브레인을 수득하였다.
비교예 2 : 나노스케일의 돌출부가 있고 PDO 멤브레인만 있는 경우
비교예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 나노 패턴(돌기 사이즈: 가로 200 nm, 세로 200 nm, 돌기 사이 간격 200 nm) 형상이 있는 유리기판을 사용하여 PDO 멤브레인을 수득하였다.
비교예 3 : 나노스케일의 돌출부가 없고, PDO 및 NFC을 포함하는 멤브레인
NFC 멤브레인은 NFC 0.5 중량%를 증류수에 넣고 30 분 동안 초음파 처리하여 분산시킨 NFC 용액을 앞서 준비한 PDO 용액을 함께 섞고 초음파 처리하여 균일한 용액을 제조하였다. 이렇게 준비한 용액을 나노 패턴형상이 없는 유리기판 위에 용액을 붓고 60℃ 온도에서 48 시간 동안 진공 오븐(vacuum oven) 넣고 용매를 날려 최종적으로 나노스케일의 돌출부가 없는 NFC로 강화된 PDO 멤브레인을 수득하였다.
실시예 1 : 나노스케일의 돌출부가 있고, PDO 멤브레인 및 NFC 멤브레인이 적층된 형태
앞서 준비한 PDO 용액과 NFC 0.5 중량%를 증류수에 넣고 30 분 동안 초음파 처리하여 분산시킨 NFC 용액을 제조하였다. 이렇게 준비한 용액을 나노 패턴형상(돌기 사이즈: 가로 200 nm, 세로 200 nm, 돌기 사이 간격 200 nm)이 있는 유리 기판에 PDO 용액을 붓고 100 ㎛ 두께를 갖는 PDO 층을 만들고 그 위에 NFC 용액을 붓고 30 ㎛ 두께를 갖는 NFC 층을 만들어 60℃ 온도에서 48 시간 동안 진공 오븐(vacuum oven) 넣고 용매를 날려 최종적으로 PDO 멤브레인 및 NFC 멤브레인이 적층된 형태의 멤브레인을 최종적으로 수득하였다.
실시예 2 : 나노스케일의 돌출부가 있고, PDO 및 NFC을 포함하는 멤브레인
NFC 0.5 중량%를 증류수에 넣고 30 분 동안 초음파 처리하여 분산시킨 NFC 용액을 준비하였다. 다음으로 PDO(중량 평균 분자량: 125,0000 130,000) 2 중량%를 HFIP 용매에 녹여 60℃ 온도 조건에서 2 시간 동안 교반기를 사용하여 녹인 후, 앞서 준비한 NFC 용액을 함께 섞고 초음파 처리하여 균일한 용액을 제조하였다. 이렇게 준비하여 용액을 나노 패턴(돌기 사이즈: 가로 200 nm, 세로 200 nm, 돌기 사이 간격 200 nm) 형상이 있는 유리기판 위에 용액을 붓고 60℃ 온도에서 48 시간 동안 진공 오븐(vacuum oven) 넣고 용매를 날려 NFC로 강화된 PDO 멤브레인을 수득하였다.
실험예 1: 치조골 재생 효과 실험
나노스케일의 돌출부가 없는 비교예 1 및 나노스케일의 돌출부가 있는 실시예 1의 멤브레인에 대하여 나노스케일의 돌출부가 유무에 따른 세포와의 친화력을 확인하고자 하였다. 구체적으로, 클로렐라(Chlorella vulgaris, ATCC 9765)를 BG-11 미디엄에 30℃에서 배양시킨 후 증류수로 10 배 희석하여 상기 각각의 멤브레인에 대하여 30분 동안 침지시킨 뒤 흡착되어있는 세포를 현미경(Leitz, ORTHOPLANE)을 통해 셀 카운팅(cell counting) 기법을 수행하고 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타냈다.
도 2의 결과, 나노패턴 형상이 있는 폴리디옥사닌 멤브레인인 실시예 1의 경우 부착되어있는 세포들을 쉽게 발견할 수 있는 반면, 나노패턴 형상이 없는 비교예 1의 멤브레인의 경우 부착되어 있는 세포들이 육안으로도 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다.
도 3의 결과, 나노패턴 형상이 있는 실시예 1 및 2의 멤브레인이 나노패턴 형상이 없는 비교예 1의 멤브레인 보다 단위 면적당 잔류해있는 세포들의 수가 많은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해, 높은 표면적으로 인해 세포의 부착을 높여 조직재생을 촉진시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 기계적 물성 - 인장강도 및 신율 측정
도 4에서 나타낸 지그(Jig)에 비교예 및 실시예에서 제조한 멤브레인을 고정하여 하중 인가 속도는 5 mm/min 로 인가하여 만능재료시험기 (Universal testing machine, UTM, Instron 3365, Instron)로 인장강도를 측정하였다. 아울러, 신율은 파단점 까지 얼마나 늘어나는지 같은 기계(만능재료시험기 (Universal testing machine, UTM, Instron 3365, Instron))로 측정하였다.
도 5의 결과, NFC가 포함되어 있는 실시예 1 및 2의 멤브레인의 경우 NFC가 포함되어 있지 않은 비교예 1 및 2의 멤브레인 보다 강도가 훨씬 높은 것을 확인할 수 있었다. 이는 기계적 강도가 우수한 NFC의 특성을 보여주며 적은 양으로도 강화재로써의 역할이 가능 한 것을 확인할 수 있었다. 강도가 우수한 첨가제로 복합재료를 만들 시 연성이 현저히 떨어지는 결과를 초래하지만, 섬유 형상의 NFC로 인해 순수 PDO와 비슷한 신율(%)값을 가져 쉽게 부러지지 않는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해 NFC의 기계적 강도는 향상되었지만 신율 측면에서는 영향을 미치지 않았음을 확인할 수 있었다. 따라서, PDO의 신율에는 영향을 미치지 않되 기계적 강도를 향상시켰다는 점에서 NFC 소재의 선택은 기술적 의미가 있다고 판단된다.
도 6의 결과, NFC로 강화된 PDO의 경우 외부의 힘으로부터 변형이 쉽게 일어나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 적층구조의 실시예 1의 멤브레인과 단일구조의 실시예 2의 멤브레인의 기계적 강도의 차이점은 발견하지 못하였다.
따라서, 본 발명에 따른 폴리디옥사논 멤브레인은 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하되, 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하고 있어 높은 치수 안정성과 기계적 강도의 향상으로 치조골 재생용 멤브레인으로 널리 적용될 수 있는 우수한 발명인 것이다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인;
    상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고,
    상기 폴리디옥사논 멤브레인의 하면에는 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 멤브레인을 포함하며,
    상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 상면은 치조골의 결손부위에 배치되어 치조골을 재생시키는 것을 특징으로 하고,
    상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인의 두께는 50 내지 300 ㎛이고,
    상기 셀룰로오스 나노섬유 멤브레인의 두께는 30 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노스케일의 돌출부는 폭이 200 내지 500 nm, 높이가 200 내지 500 nm 이며, 돌출 간격은 200 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리디옥사논(polydioxanone)은 중량평균분자량이 100,000 내지 1,000,000 이고, 용융흐름지수가 3 내지 300 g/10min 인 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인.
  5. 삭제
  6. 수평으로 배치되는 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인;
    상기 폴리디옥사논 멤브레인의 상면에는 상측으로 돌출 형성되며 복수개의 나노스케일의 돌출부를 포함하고,
    상기 폴리디옥사논(polydioxanone) 멤브레인은 멤브레인 전체 중량에 대해 셀룰로오스 나노섬유(nano fibrillated cellulose, NFC) 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 나노스케일의 돌출부는 폭이 200 내지 500 nm, 높이가 200 내지 500 nm 이며, 돌출 간격은 200 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는, 생체흡수성 치조골 재생용 멤브레인.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012024384A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Gunze Ltd 生体吸収性骨再生用フィルム及びgbr用メンブレン
KR101649125B1 (ko) 2014-12-09 2016-08-30 오스템임플란트 주식회사 치주 재생용 멤브레인 및 이의 제조방법
KR101690370B1 (ko) * 2014-09-05 2016-12-28 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 나노 패턴이 형성된 조직 재생용 지지체의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130038598A (ko) * 2011-10-10 2013-04-18 주식회사 제노스 골조직 유도 재생용 차폐막 및 이의 제조방법
KR101649120B1 (ko) * 2015-01-23 2016-08-18 오스템임플란트 주식회사 흡수성 치주조직 재생막 및 이를 보관하는 앰플

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012024384A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Gunze Ltd 生体吸収性骨再生用フィルム及びgbr用メンブレン
KR101690370B1 (ko) * 2014-09-05 2016-12-28 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 나노 패턴이 형성된 조직 재생용 지지체의 제조방법
KR101649125B1 (ko) 2014-12-09 2016-08-30 오스템임플란트 주식회사 치주 재생용 멤브레인 및 이의 제조방법

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