KR102514477B1

KR102514477B1 - 치과용 보철물 및 그 부품

Info

Publication number: KR102514477B1
Application number: KR1020187032449A
Authority: KR
Inventors: 준 후지나미; 미와 후지나미; 신이치 오카베; 요흐키 히에다; 야스미치 고가이; 칼 가즈시게 가와베
Original assignee: 메디컬 파운데이션 내추럴 스마일; 가부시키가이샤 오카베; 가부시끼가이샤 소프세라
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2023-03-24
Also published as: JPWO2017188285A1; WO2017188285A1; US20190142553A1; EP3449953B1; US20220331070A1; EP3449953A1; CA3022077A1; US11980524B2; JP7141062B2; CN109069691A; EP3449953A4; KR20180137508A

Abstract

[과제] 종래 기술과의 대비에 있어서, 구강 내에서 치과용 보철물을 사용하였을 때에 있어서의, 당해 치과용 보철물과 잇몸 사이로부터의 잡균의 침입 및 이에 수반하는 감염이나 염증을 보다 유효하게 방지 가능한 수단의 제공.
[해결 수단] 치과용 보철물 또는 그 부품에 있어서, 상기 치과용 보철물 또는 그 부품이 상기 치과용 보철물 또는 그 부품의 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 갖고 있으며, 상기 히드록시아파타이트 미립자가 소결체이며, 또한 상기 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경이 10 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 또는 그 부품.

Description

치과용 보철물 및 그 부품

본 발명은 구강 내에서 사용되는 치과용 보철물 및 그 부품에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 임플란트(1)(임플란트 키트)는 상부 구조(1-1)(치관 부분: 임플란트 의치)와 임플란트체(1-4){치근 부분: 픽스처(인공 치근)}를 포함한다. 여기서, 스크류(1-2)를 통해, 상부 구조(1-1)와 임플란트체(1-4)를 연결시키는 부분이 어버트먼트(1-3)이다.

여기서, 임플란트를 삽입한 후 장기간 경과하면, 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이에 간극이 생기고, 당해 간극으로부터 잡균이 침입하여, 감염이나 염증을 야기하는 경우가 있다. 그래서, 이것을 해결하기 위해, 각종 방법이 제안되어 있다.

먼저, 특허문헌 1에는, 인공 치근으로서, 잇몸 맞닿음면을 생체 불활성 성분{CaMgSi₂O₆(디옵사이트) 결정}으로 피복하여 항균성을 부여하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 산화 갈륨을 포함하는 표면층을 형성하는 항균성 코팅을 어버트먼트에 실시하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 치료제+착화제+칼슘 이온+인 이온을 포함하는 전해 용액을 사용하여, 양전하된 치료제 착체를 함유하는 인산칼슘 이온에 의해 임플란트 표면을 피복하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, NO 방출 폴리머에 의해 임플란트를 표면 피복하는 기술이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 평04-183463호 공보 일본 특허 공표 제2015-516829호 공보 일본 특허 공표 제2012-522885호 공보 일본 특허 공표 제2009-507539호 공보

본 발명은 이들 종래 기술과의 대비에 있어서, 어버트먼트를 포함하고, 구강 내에서 치과용 보철물을 사용하였을 때에 있어서의, 당해 치과용 보철물과 잇몸 사이로부터의 잡균의 침입 및 이에 수반하는 감염이나 염증을 보다 유효하게 방지 가능한 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[1] 치과용 보철물 또는 그 부품에 있어서,

상기 치과용 보철물 또는 그 부품이, 상기 치과용 보철물 또는 그 부품의 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 갖고 있으며,

상기 히드록시아파타이트 미립자가 소결체이며, 또한

상기 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경이 10 내지 1,000nm인

것을 특징으로 하는 치과용 보철물 또는 그 부품.

[2] 상기 치과용 보철물이 구강 내의 뼈에 묻히는 인공 치근인 임플란트이며, 상기 부품이 상기 임플란트에 사용되는 어버트먼트인, 상기 [1]의 치과용 보철물 또는 그 부품.

본 발명에 따르면, 어버트먼트를 포함하고, 구강 내에서 치과용 보철물을 사용하였을 때에 있어서의, 당해 치과용 보철물과 잇몸 사이로부터의 잡균의 침입 및 이에 수반하는 감염이나 염증을 보다 유효하게 방지 가능한 수단을 제공 가능하다.

도 1은, 2 피스 타입에 관한 임플란트의 전체 구성도이다.
도 2는, 소결 히드록시아파타이트 미립자가 어버트먼트(치과용 재료) 주위에 링 형상으로 설치된 양태를 나타낸 개념도이다.
도 3a는, 본 실시예에 관한 공시재 1의 SEM 사진이다.
도 3b는, 본 실시예에 관한 공시재 2의 SEM 사진이다.
도 3c는, 본 실시예에 관한 공시재 3의 SEM 사진이다.
도 4는, 본 실시예에 관한 공시재 1의, 액틴 유래의 형광 화상과 DNA 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다.
도 5a는, 본 실시예에 관한 공시재 1과 컨트롤(열처리 티타늄)의, 콜라겐 유래의 형광 화상과 DNA 유래의 형광 화상을 합성한 화상(상단 왼쪽은 컨트롤, 상단 우측은 본 실시예) 및 피브로넥틴 유래의 형광 화상과 DNA 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예).
도 5b는, 본 실시예에 관한 공시재 2와 컨트롤(열처리 티타늄)의, 콜라겐 유래의 형광 화상과 DNA 유래의 형광 화상을 합성한 화상(상단 왼쪽은 컨트롤, 상단 우측은 본 실시예) 및 피브로넥틴 유래의 형광 화상과 DNA 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예).
도 6은, 본 실시예에 관한 공시재 3에 대하여 초음파 처리를 하기 전의 것과, 30분 초음파 처리한 것의 SEM 사진이다.

이하의 설명에서는, 치과용 보철물로서 임플란트를 예로 채용하여 설명한다. 본 발명에 따른 치과용 보철물은, 치아나 치아에 관련하는 조직의 결손에 의해 발생하는 악구강계의 기능 장해, 심미성을 회복하는 것을 목적으로 하여 사용되는 인공물이다. 구체적으로는, 인레이, 온레이, 크라운, 브릿지, 의치(완전 틀니, 부분 틀니), 인공 치아, 임플란트를 가리킨다. 이하, 치과용 보철물로서 임플란트(이 부품의 하나가 어버트먼트)를 예로 채용하여 설명한다.

≪임플란트의 전체 구성≫

본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)가 적용되는 임플란트는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 「어버트먼트(치과용 재료)」와 「픽스처」가 별개인 연결 임플란트(2 피스 타입)나 「어버트먼트(치과용 재료)」와 「픽스처」가 일체화된 일체형 임플란트(1 피스 타입)를 들 수 있다. 이하, 2 피스 타입을 예로 채용하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 1 피스 타입도 포함한다. 여기서, 도 1은, 2 피스 타입에 관한 임플란트의 전체 구성도이다. 도 1을 따라서 설명하면, 임플란트(1)는 상부 구조(1-1)(치관 부분: 임플란트 의치)와 임플란트체(1-4){치근 부분: 픽스처(인공 치근)}를 포함한다. 여기서, 스크류(1-2)를 통해, 상부 구조(1-1)와 임플란트체(1-4)를 연결시키는 부분이 어버트먼트(1-3)이다. 또한, 도 1은 어디까지나 일례이며, 본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)가 적용되는 임플란트에 있어서의 각 부의 크기나 형상은, 도 1의 예의 것에 전혀 한정되지 않는다.

≪어버트먼트(치과용 재료)≫

이하, 본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)는 그 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 갖고 있고; 상기 히드록시아파타이트 미립자가 소결체이며; 또한, 상기 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경이 10 내지 1,000nm이다. 이하, 각 요소를 상세하게 설명한다.

<소재>

(어버트먼트(치과용 재료))

어버트먼트(치과용 재료)의 소재는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 소재가 사용 가능하며, 예를 들어 귀금속, 순티타늄, 티타늄 합금, 티타늄·니켈 합금, 코발트·크롬 합금, 지르코니아, 인공 사파이어, 아크릴산, 아크릴산 유도체, 메타크릴산, 메타크릴산 유도체, 방향족 폴리에테르케톤류를 들 수 있다.

(히드록시아파타이트 미립자)

본 발명에 따른 히드록시아파타이트 미립자가 소결체인 것을 하나의 특징으로 한다. 여기서, 소결의 정도가 높을수록, 결정화도는 높아진다. 본 발명에 따른 소결 히드록시아파타이트 미립자는, 고결정성인 것이 적합하다. 구체적으로는, 각 결정면을 나타내는 피크의 반값폭이 좁으면 좁을수록 결정성이 높다. 여기서, 본 발명의 고결정성 인산칼슘에 관한 「고결정성」이란, d=2.814에서의 반값폭이 0.8 이하(적합하게는 0.5 이하)이다. 또한, 이 인산칼슘의 결정성 정도는 X선 회절법(XRD)에 의해 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소결 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경은, 10 내지 1,000nm이며, 20 내지 300nm가 적합하고, 20 내지 250nm가 더욱 적합하고, 20 내지 150nm가 특히 적합하고, 20 내지 100nm가 더욱 특히 적합하고, 20 내지 80nm가 매우 적합하고, 25 내지 60nm가 가장 적합하다. 히드록시아파타이트를 소결시키며 또한 당해 입경 범위로 함으로써, (1) 잇몸 섬유 아세포에 의한 피브로넥틴(접착성 단백)의 산생이 활발해지는 결과, 잇몸 섬유 아세포가 어버트먼트(치과용 재료)에 확실히 결합하고, (2) 어버트먼트(치과용 재료)에 결합한 잇몸 섬유 아세포가 콜라겐을 산생한다. 금회의 새로운 지견은, 이렇게(소성 히드록시아파타이트 미립자를 통해) 어버트먼트(치과용 재료)에 결합한 잇몸 섬유 아세포가 콜라겐을 「섬유상」으로 산생한다는 점이다. 추가의 새로운 지견은, 당해 산생한 당해 섬유상의 콜라겐이 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이에 「섬유상」으로 둘러쳐지는 결과, 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극 부분이 없어지며 또한 잇몸과 어버트먼트(치과용 재료)가 견고하게 접착되고, 이 때문에 잡균의 침입을 방지하여 감염이나 염증을 방지할 수 있다는 점이다. 또한, 입경의 변동 계수는 20％ 이하가 적합하고, 18％ 이하가 보다 적합하고, 15％ 이하가 더욱 적합하다. 또한, 평균 입자 직경 및 변동 계수는, 전자 현미경을 사용하여 적어도 100개 이상의 1차 입자에 대하여 입자 직경을 측정하여 계산하면 된다. 또한, 「변동 계수」는, 표준 편차÷평균 입자 직경×100(％)로 계산할 수 있는 입자간의 입자 직경의 변동을 나타내는 값이다. 인산칼슘 미립자의 형상으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 입자상이어도 로드상이어도 된다. 또한, 로드상인 경우에는, 상기 평균 입경은 당해 입자의 긴 직경에 의해 측정되는 것으로 한다.

소결 히드록시아파타이트 미립자로서는, 일본 특허 제5043436호 공보가 개시하는 것을 들 수 있다. 이 문헌에서는, 히드록시아파타이트의 1차 입자에 융착 방지제를 부착시킨 후에 소결을 행함으로써, 입경이 작은 소결 히드록시아파타이트 미립자가 제조 가능한 점이 기재되어 있다. 이 문헌이 개시하는 세라믹(소결 히드록시아파타이트 미립자)이라도 충분히 실용적이지만, 제조 단계에서 융착 방지제를 사용하는 결과, 얻어지는 소결 히드록시아파타이트 미립자의 표면에 탄산칼슘이 존재할 수 있다. 표면에 탄산칼슘이 잔존하면, 용해성의 차이에 의한 pH의 변동이나 용해에 의한 재료의 감소의 리스크가 있어, 생체 내에 적용하는 점에서 불리하다. 그 때문에, 탄산칼슘을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 그러한 세라믹(소결 히드록시아파타이트 미립자)으로서 일본 특허 제5980982호 공보, 특허 제6072967호 및 일본 특허 제6072968호 공보에 개시되어 있는 것을 들 수 있다. 이들은 생체 내에 있어서 용해에 의한 급격한 pH의 변화, 거기에 수반하는 주변 조직의 염증 야기의 리스크를 저감시킬 수 있어, 애당초 용해에 의한 재료가 감소될 리스크가 전혀 없기 때문에 매우 유리하다.

여기서, 「탄산칼슘을 함유하지 않는다」는 것은, 탄산칼슘을 실질적으로 함유하지 않는 것이며, 미량의 함유를 반드시 배제하는 것은 아니지만, 이하의 (1) 내지 (3)의 기준을 만족시키는 것이며, 적합하게는 추가로 (4)의 기준을 만족시키는 것이다.

(1) X선 회절의 측정 결과로부터 탄산칼슘이 탄산칼슘(식량: 100.09)/히드록시아파타이트(식량: 1004.62)=0.1/99.9(식량 환산비) 이하이다.

(2) 열중량 시차 열분석(TG-DTA) 측정에 있어서, 650℃ 내지 800℃에 명확한 흡열을 수반하는 2％ 이상의 중량 감소가 관찰되지 않는다.

(3) FT-IR 측정에 있어서 얻어지는 스펙트럼을 쿠벨카 뭉크(KM)식으로 계산한 흡광도를 나타낸 차트에 있어서, 파수가 860cm^-1 내지 890cm^-1 사이에 나타나는 피크를 분리하고, 탄산칼슘에 귀속되는 877cm^-1 부근의 피크가 관찰되지 않는다. 또한, 피크 분리는, 예를 들어 fityk 0.9.4라는 소프트웨어를 사용하여, Function Type: Gaussian, Fitting Method: Levenberg-Marquardt라는 조건에서 처리함으로써 행한다.

(4) 의약부외품 원료 규격 2006(히드록시아파타이트)에 준하여 시험하였을 때, 기포 발생량이 0.25mL 이하이다.

<히드록시아파타이트 미립자의 부착>

본 발명에서는, 치과용 보철물 또는 그 부품의 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 부착시킨다. 여기에서 부착시킨다는 것은, 치과용 보철물 또는 그 부품의 표면에 히드록시아파타이트 미립자가 존재하고 있으면 되고, 어떤 방법도 사용 가능하다. 임플란트의 예에서는, 특히 임플란트의 부품인 어버트먼트(치과용 재료)의 표면(특히 잇몸과 접하는 부분)에 히드록시아파타이트 미립자를 부착시킨다. 여기서 잇몸과 접하는 부분이란, 사용에 있어서 잇몸과 접촉하는 영역 및 접촉할 것이 예상되는 영역을 의미한다.

<부착 밀도>

본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)에 있어서의, 소결 히드록시아파타이트 미립자의 부착 밀도(표면 피복률)는, 5 내지 80％가 적합하고, 10 내지 70％가 보다 적합하고, 15 내지 60％가 더욱 적합하다. 당해 범위 내이면, 보다 유효하게, 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극 부분을 섬유상 콜라겐으로 매립하는 것이 가능해진다. 또한, 소결 히드록시아파타이트 미립자는, 어버트먼트(치과용 재료) 주위에 부분적으로 설치되어 있어도(예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이 링 형상) 전체에 설치되어 있어도 된다. 또한, 부분적으로 설치되어 있는 경우에는, 상기 부착 밀도는, 소결 히드록시아파타이트 미립자가 부분적으로 설치되어 있는 장소에 있어서의 밀도를 말한다.

부착 밀도(표면 피복률)는 이하에 기재하는 방법으로 평가한다. 주사형 전자 현미경(SEM)으로 재료 표면을 배율 5만배로 촬영하고, 얻어진 화상을 화상 처리 소프트웨어(Image J)로 2치화하고, 2치화 전의 소결 히드록시아파타이트의 입자에 대응하는 부분과 2치화 후의 소성 히드록시아파타이트 미립자에 대응하는 부분의 실루엣이 일치하도록 Contrast, Noise, Brightness의 파라미터를 적절히 조정하고, 기재 부분과 소성 히드록시아파타이트 미립자 부분을 구별하여, 면적비를 산출한다. 또한, 부착 밀도는, 전체의 면적에 대하여 소성 히드록시아파타이트 미립자의 면적이 차지하는 비율로 나타낸다.

<부착 양태>

본 발명에 따른 어버트먼트(치과용 재료)에 있어서의, 소결 히드록시아파타이트 미립자의 어버트먼트(치과용 재료)에 대한 부착 양태는, 특별히 한정되지 않고, 어버트먼트(치과용 재료) 표면과 소결 히드록시아파타이트 미립자의 화학 결합에 의한 부착, 접착제에 의한 어버트먼트(치과용 재료)와 표면 소결 히드록시아파타이트 미립자의 부착, 어버트먼트(치과용 재료) 표면으로의 소결 히드록시아파타이트 미립자의 매립 등을 들 수 있지만, 적합하게는 화학 결합에 의한 부착이다.

상술한 부착 형태로서는, 그 부착 강도의 정도에 의해 탈락형과 비탈락형(또는 비고착형과 고착형)으로 크게 구별된다. 비탈락형(고착형)이라는 것은, 부착이 매우 견고하여, 소결 히드록시아파타이트 미립자와 어버트먼트(치과용 재료)가 반영구적으로 계속 부착될 것이 기대되는 양태를 의미한다. 한편, 탈락형(비고착형)이라는 것은, 부착 강도가 비교적 약하여, 소결 히드록시아파타이트 미립자가 어버트먼트(치과용 재료)로부터 탈락될 것이 기대되는 양태를 의미한다.

보다 구체적으로는, 세정용 초음파(25W, 38kHz)를 30분 조사하여, 초음파 처리 전후에 있어서, 어버트먼트(치과용 재료)에 부착된 소결 히드록시아파타이트 미립자의 80％ 이상이 잔존하고 있는 경우에 비탈락형이라고 정의된다. 다른 표현으로 하면, 초음파 처리 전의 부착 밀도에 대한 초음파 처리 후의 부착 밀도의 백분율이 80％ 이상인 경우에 비탈락형이라고 정의된다. 한편, 이것을 만족시키지 않는 것은 탈락형이라고 간주해도 된다.

예를 들어, 공유 결합 등의 강한 화학 결합에 의한 부착이나 강력한 접착제를 사용한 부착은 비탈락형으로 분류되고, 수소 결합 등의 약한 화학 결합에 의한 부착이나 비교적 약한 접착제를 사용한 부착은 탈락형으로 분류될 수 있다. 또한 어버트먼트(치과용 재료)를 소결 히드록시아파타이트 미립자 분산액에 침지시켜 용매를 제거함으로써 얻어지는, 어버트먼트(치과용 재료)에 소결 히드록시아파타이트 미립자를 직접 부착시키기만 한 것도 탈락형이라고 생각된다.

탈락형은 기재 자체가 생체와의 장기간에 양호한 접착을 담보할 수 있는 경우에 특히 유리하여, 소결 히드록시아파타이트가 발현되는 초기 단계에서의 조직과의 접착을 일으켜, 그 후, 점차 생체와 기재의 접착으로 이행할 수 있는 점에서 유리하다. 한편, 비탈락형은 콜라겐 산생에 좋은 영향을 미칠 수 있는 소결 히드록시아파타이트 미립자가 장기간 또는 영구히 잔존하는 점에서 유리하다. 본 발명에 있어서는, 탈락형과 비탈락형 중 어느 부착 양태여도 되지만 비탈락형 쪽이 바람직하다. 비탈락형은 콜라겐 산생에 유리하다고 생각되고, 치과용 보철물과 잇몸 사이로부터의 잡균의 침입 및 이에 수반하는 감염이나 염증을 보다 유효하게 방지 가능한 수단을 제공한다는 본원의 목적에 부합하기 때문이다.

≪어버트먼트(치과용 재료)의 제조 방법≫

<소결 히드록시아파타이트 미립자의 제조 방법>

본 발명에 따른 소결 히드록시아파타이트는, 예를 들어 융착 방지제를 사용하여 나노 사이즈의 것을 조제하는 방법(일본 특허 제5043436호 공보)이나 분쇄에 의해 나노 사이즈의 것을 조제하는 방법(일본 특허 제5781681호 공보)을 들 수 있다. 또한, 실질적으로 탄산칼슘을 포함하지 않는 나노 사이즈의 소결 히드록시아파타이트는, 예를 들어 소성 전에 동결시킴으로써 나노 사이즈의 것을 조제하는 방법(일본 특허 제5980982호 공보 및 특허 제6072967호), 또는 융착 방지제를 사용하여 나노 사이즈의 것을 조제하는 방법(일본 특허 제5043436호 공보)으로 조제된 소결 히드록시아파타이트를 추가로 산으로 세정하는 방법(일본 특허 제6072968호 공보)에 의해 제조 가능하다.

<어버트먼트(치과용 재료)로의 소결 히드록시아파타이트 미립자의 부착 방법>

어버트먼트(치과용 재료)로의 소결 히드록시아파타이트 미립자의 부착 방법은, 어버트먼트(치과용 재료)의 소재 및 부착 양태에 의해 적절히 결정된다. 여기서, 상기와 같이 부착 형태로서는 화학 결합이 적합하다.

이하, 어버트먼트(치과용 재료) 소재로서 티타늄계 소재(예를 들어, 순티타늄, 티타늄 합금)를 선택한 경우에 있어서의, 어버트먼트(치과용 재료) 소재로의 소결 히드록시아파타이트 미립자의 부착 방법(화학 결합에 의한 부착 방법)을 상세하게 설명한다.

(세정 공정)

어버트먼트(치과용 재료)의 세정 공정은, 어버트먼트(치과용 재료) 표면에 오염이 발생한 경우 등의 상황에 따라서 행하면 되고, 그 수법은 특별히 한정되지 않고, 알칼리 세정이나 알코올 세정을 들 수 있다.

(표면 개질 공정)

어버트먼트(치과용 재료)의 표면 개질 공정은, 이어서 실시되는 링커·바인더 도입 공정에서 사용하는 「링커」와 화학 결합하거나 또는 「바인더」와 상호 작용하는 반응성기를 어버트먼트(치과용 재료) 표면에 발생시키는 처리라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 어버트먼트(치과용 재료)가 티타늄계 재료이며 또한 반응성기가 수산기인 경우에는, 가열 처리(예를 들어, 산소 및 물을 포함하는 분위기 하, 통상은 대기 분위기 하에 150 내지 500℃에서 0시간 초과 5시간 이하 가열), 오존수 처리(예를 들어, WO2010/125686 참조), 과산화수소 처리, 코로나 방전 처리를 들 수 있다.

(링커·바인더 도입 공정)

어버트먼트(치과용 재료)로의 링커 도입 공정은, 어버트먼트(치과용 재료)의 표면에 도입된 반응성기에 링커를 화학 결합(공유 결합)시키는 공정이다. 어버트먼트(치과용 재료)의 반응성기 및 소결 히드록시아파타이트 미립자의 반응성기의 양쪽에서 공유 결합을 형성하는 화합물이면 링커로서 사용 가능하다. 공유 결합은 견고한 결합인 것으로 알려져 있으므로, 공유 결합을 통한 이 부착 양태는 비탈락형이라고 생각된다. 어버트먼트(치과용 재료)가 티타늄계 재료인 경우, 티타늄계 재료 표면에 존재하는 수산기가 반응성기일 수 있다. 또한 소결 히드록시아파타이트 미립자에 존재하는 수산기가 반응성기일 수 있다. 반응성기가 수산기인 경우에는, 이것과 반응하는 관능기로서는 이소시아네이트기, 카르복실기, 알콕시실릴기 등이 있다. 이소시아네이트기를 갖는 링커를 선택한 경우, 수산기와 우레탄 결합을 형성하는 것이 가능하고, 카르복실기를 갖는 링커를 선택한 경우에는, 수산기와 에스테르 결합을 형성시킬 수 있다. 이러한 점에서, 어버트먼트(치과용 재료)가 티타늄계 재료인 경우, 상술한 바와 같은 관능기를 갖는 화합물은 링커로서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 화합물, 카르복실기를 2개 이상 갖는 화합물, 이소시아네이트기 및 카르복실기를 1개씩 이상 갖는 화합물, 알콕시실릴기를 1개 이상 갖는 화합물 등을 링커로서 사용할 수 있다. 이러한 링커로서는 실란 커플링제가 적합하다.

공유 결합을 통해 어버트먼트(치과용 재료) 및 소결 히드록시아파타이트 미립자를 부착시키는 링커 이외에도, 어버트먼트(치과용 재료) 및 소결 히드록시아파타이트 미립자의 양쪽에 대하여 수소 결합 등의 상호 작용을 하는 화합물을 사용해도 된다. 이러한 화합물을 편의상 바인더라 칭하기로 한다. 바인더가 양쪽에 상호 작용함으로써, 이 바인더를 통해 소결 히드록시아파타이트 미립자를 어버트먼트(치과용 재료)에 부착시킬 수 있다. 수소 결합 등의 상호 작용은 비교적 약하기 때문에, 바인더에 의한 부착 양태는 탈락형이라고 생각된다. 또는 어버트먼트(치과용 재료) 및 소결 히드록시아파타이트 미립자 중 어느 한쪽과는 공유 결합을 형성하고, 다른 쪽에는 수소 결합 등 상호 작용을 하는 화합물을 사용해도 된다. 이 경우도 탈락형인 것으로 통상 생각되기 때문에, 그러한 화합물도 바인더라 칭하기로 한다.

반응성기가 수산기이며, 수산기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물(예를 들어 실란 커플링제)을 사용한 경우, 먼저, 어버트먼트(치과용 재료) 표면의 수산기와 상기 화합물(예를 들어 실란 커플링제)이 반응하여 결합한다. 이어서, 중합제의 첨가에 의해, 어버트먼트(치과용 재료) 표면과 결합하지 않은 나머지 상기 화합물(예를 들어 실란 커플링제)과, 어버트먼트(치과용 재료) 표면에 결합한 상기 화합물(예를 들어 실란 커플링제)이 중합하여, 그래프트 폴리머를 형성한다. 이에 의해, 수산기와 반응하는 관능기(예를 들어 알콕시실릴기)를 갖는 그래프트 폴리머가 어버트먼트(치과용 재료) 표면에 형성되기 때문에, 후술하는 소결 히드록시아파타이트 미립자 고정화 처리에 있어서, 수산기와 반응하는 관능기(예를 들어 알콕시실릴기)와 소결 히드록시아파타이트 미립자가 결합한다. 여기서, 실란 커플링제로서는 특별히 한정되지 않고, 비닐계 실란 커플링제, 스티릴계 실란 커플링제, 메타크릴옥시계 실란 커플링제, 아크릴옥시계 실란 커플링제 등의 중합성 이중 결합을 갖는 실란 커플링제가 적합하다. 실란 커플링제 이외의 화합물로서는, 예를 들어 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, 아크릴산, 메타크릴산, 4-메타크릴옥시에틸트리멜리테이트 무수물(4-methacryl oxyethyl trimellitate anhydride: 4-META), 무수 말레산 및 이들 화합물의 단독 중합체나 공중합체 등을 들 수 있다.

또한, 어버트먼트(치과용 재료) 표면의 수산기와 반응시키는 화합물(예를 들어 실란 커플링제)과, 그 후에 중합시키는 화합물(예를 들어 실란 커플링제)은 동일해도 되고 다른 종의 것이어도 된다.

이러한 화합물(예를 들어 실란 커플링제)을 사용하는 경우, 어버트먼트(치과용 재료) 표면의 수산기와 상기 화합물(예를 들어 실란 커플링제)이 공유 결합하고, 상기 화합물(예를 들어 실란 커플링제)과 소결 히드록시아파타이트 미립자가 공유 결합되어 있기 때문에, 비탈락형의 부착 양태일 것이 예상된다.

바인더를 사용한 경우, 예를 들어 어버트먼트(치과용 재료)가 티타늄계 재료인 경우에는, 먼저, 바인더의 극성기와 어버트먼트(치과용 재료) 표면의 수산기나 산소 가교 구조(M-O-M: 금속-산소-금속의 가교 구조) 사이에 분자간력이 발생하여 부착된다. 및/또는, 바인더의 극성기와 소성 히드록시아파타이트 미립자가 분자간력에 의해 부착된다. 여기서, 바인더로서는 특별히 한정되지 않고, 폴리에틸렌글리콜, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리이소프로필아크릴아미드 등을 들 수 있고, 폴리에틸렌글리콜이나 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤이 적합하다.

바인더를 사용한 경우, 어버트먼트(치과용 재료) 및 소결 히드록시아파타이트 미립자의 적어도 한쪽과 바인더의 상호 작용에 의해, 소결 히드록시아파타이트 미립자가 어버트먼트(치과용 재료)에 부착되어 있는 것에 지나지 않기 때문에, 탈락형의 부착 양태일 것이 예상된다.

(소결 히드록시아파타이트 미립자 고정화 처리)

소결 히드록시아파타이트 미립자 고정화 처리는, 링커·바인더 도입 공정 후의 어버트먼트(치과용 재료)의 표면에 소결 히드록시아파타이트 미립자를 결합시키는 공정이면 된다. 링커·바인더 도입 공정 후의 기재 표면에 어버트먼트(치과용 재료)을 결합시키는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 사용해도 된다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2004-51952호 공보나 일본 특허 공개 제2000-327314호 공보를 참조할 수 있다. 구체적으로는, 소결 히드록시아파타이트 미립자를 현탁시킨 액체에 기재를 침지시켜도 된다. 또한, 침지시키는 동안, 당해 액체를 교반해도 되고, 초음파 처리를 행해도 된다. 또한, 침지 후에, 당해 기재를 감압 조건 하, 바람직하게는 진공 조건 하에 정치시켜도 되고, 감압 조건 하 또는 진공 조건 하에서 더 가열해도 된다. 가열하는 온도로서는, 50 내지 200℃가 적합하고, 80 내지 150℃가 보다 적합하다.

실시예

≪제조예 1≫

<소결 히드록시아파타이트 미립자 1의 조제>

(1차 입자 생성 공정)

연속 오일상으로서 도데칸[CH₃(CH₂)₁₀CH₃], 비이온성 계면 활성제로서 흐림점 31℃의 펜타에틸렌글리콜도데실에테르[CH₃(CH₂)₁₀CH₂O(CH₂CH₂O)₄CH₂CH₂OH]를 사용하였다. 실온에 있어서, 상기 비이온성 계면 활성제 0.5g을 함유하고 있는 연속 오일상 40ml를 조제하였다. 이어서, 상기에서 조제한 연속 오일상에 2.5mol/l 수산화칼슘[Ca(OH)₂] 분산 수용액 10ml를 첨가하고, 기름 중 수적형 용액(W/O 용액)을 조제하였다. 상기 W/O 용액을 교반하면서, 거기에 1.5mol/l 인산2수소칼륨[(KH₂PO₄)] 용액을 10ml 첨가하였다. 그리고, 24시간 실온에서 교반하면서 반응시켰다. 이어서, 얻어진 반응물을 원심 분리에 의해 분리 세정함으로써, 히드록시아파타이트(HAp) 1차 입자군을 취득하였다.

(혼합 공정)

1.0g의 폴리아크릴산나트륨(ALDRICH사제, 중량 평균 분자량 15,000g/mol)을 포함하는 pH 12.0의 수용액 100ml에, 1.0g의 히드록시아파타이트(HAp) 1차 입자군을 분산시킴으로써, 동 입자 표면에 폴리아크릴산나트륨을 흡착시켰다. 이 수용액의 pH는 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제 pH 미터 D-24SE를 사용하여 측정하였다. 이어서, 상기에서 조제한 분산액에, 0.12mol/l의 질산칼슘[Ca(NO₃)₂] 수용액 100ml를 첨가함으로써, 동 1차 입자 표면에 폴리아크릴산칼슘을 석출시켰다. 이러한 폴리아크릴산칼슘은 융착 방지제이다. 그 결과로서 발생한 침전물을 회수하고, 감압 하(약 0.1Pa) 80℃에서 건조시킴으로써, 혼합 입자를 취득하였다.

(소결 공정)

상기 혼합 입자를 도가니에 넣고, 소결 온도 800℃에서 1시간 소결을 행하였다. 이 때, 폴리아크릴산칼슘은 열분해하고, 산화칼슘[CaO]이 되었다. 소결 공정 종료 후의 산화칼슘[CaO]의 잔존율은 25％ 이상이었다.

(제거 공정)

융착 방지제의 물에 대한 용해성을 높이기 위해서, 50mmol/l 질산암모늄[NH₄NO₃] 수용액을 조제하였다. 이어서, 상기에서 조제한 수용액 500ml에, 상기 공정에서 얻어진 소결체를 현탁시키고, 원심 분리에 의해 분리 세정하며, 추가로 증류수에 현탁시키고, 동일하게 원심 분리에 의해 분리 세정을 행함으로써, 융착 방지제 및 질산암모늄을 제거하여, 고결정성 히드록시아파타이트(HAp) 미립자를 회수하였다. 이들의 공정에 의해 얻어진 히드록시아파타이트 미립자의 상세한 정보에 대해서는, 이하에 정리하였다.

XRD의 반값폭: 0.519(d=2.814)

형상: 구상

평균 입경(전자 현미경으로부터): 41nm

변동 계수: 18％

<공시재 1의 제조>

(전처리)

시판되고 있는 어버트먼트와 동일 소재인 순티타늄재(10mm×10mm의 순티타늄재)를 300℃에서 0.5시간 가열하였다.

(표면 개질 공정)

전처리를 실시한 순티타늄재에 대하여, 알코올 처리(알코올(에탄올, 2-프로판올 등) 중 5분간 초음파 조사)를 실시하였다.

(링커 도입 공정)

실란 커플링제(γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 신에쯔 가가꾸 고교제, KBE503, 이하 간단히 「KBE」라 한다.) 3.3ml와 톨루엔 25ml를 포함하는 온도 70℃의 용액에, 질소 가스로 버블링하면서, 상기 표면 개질 처리를 실시한 순티타늄재를 30분간 침지시켰다. 그 후, 또한 AIBN을 33mg 용해시킨 톨루엔 5ml를 추가하고, 질소 가스로 버블링하면서, 온도 70℃의 당해 용액 중에서 120분간, 기재를 침지시켜 그래프트 중합을 행하였다. 이렇게 시간차로 AIBN을 첨가함으로써 기재 표면과 결합을 갖는 KBE 모노머와, 용매 중에 유리 중의 KBE의 그래프트 폴리머를 형성하는 것을 의도하고 있다. 당해 처리 후, 기재 표면 상에 부착되어 있는 KBE의 호모 폴리머를 제거하기 위해서, 에탄올 용매 중, 실온에서 2분간 초음파 세정(50W)을 실시하고, 그 후, 60분간 실온에서 감압 건조시켰다.

(소결 히드록시아파타이트 미립자 고정화 처리)

상기 처리 후, 1％의 소결 히드록시아파타이트 미립자 1의 분산액 내(분산매: 에탄올), 35℃에서 20분간 초음파 처리(50W)를 행하였다. 그 후, 감압 하에서 110℃에서 120분간 어닐링(열처리)을 행하였다. 또한 당해 처리 기재를 에탄올 중, 실온에서 2분간 초음파 세정(50W)을 행하고, 기재 표면 상에 물리적으로 흡착되어 있는 소결 히드록시아파타이트 미립자 1을 제거하였다. 그 후, 실온에서 60분간 감압 건조를 행하였다. 이에 의해, 본 실시예에 관한 공시재 1을 얻었다. 또한, 하기 표에서의 X선 광전자 분광(XPS)에 의한 원자 분석의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 공시재 1에서는, 링커를 통해 순티타늄재와 소결 히드록시아파타이트 미립자 1이 결합되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 도 3a는, 본 실시예에 관한 공시재 1의 주사형 전자 현미경(SEM)의 사진이다. 또한, 평균 피복률은 28％였다.

≪시험예≫

<세포 접착·세포 형태 평가>

제조예 1에서 제작한 공시재 1에 대해서, 세포 접착·세포 형태 평가 시험을 실시하였다. 또한, 시험에 앞서, 공시재 1을 에탄올 세정하고, 배지(DMEM)로 세정한 후(3회), 배지에 침지시켜, 사용까지 인큐베이트(37℃, 5％ CO₂)하였다. 그리고, 이하의 수순으로 세포 배양을 실시하였다. 먼저, 24웰 플레이트에 배지(200μL/구멍) 및 티타늄 박막을 넣었다. 그 후, HGF-1 섬유 아세포(P18)의 현탁액을 넣어(약 2×10⁴세포/500μL/구멍), 24시간 배양하였다. 계속해서, 이하의 수순으로 염색(세포 접착·세포 형태 평가용)을 실시하였다. 먼저, 고정 처리(4％ PFA) 및 계면 활성제 처리(0.5％ Triton X-100/PBS)를 행하고, 이어서 Alexa Fluor(상표) 488 표지 Acti-stain을 첨가한 후, 봉입제(핵 염색 색소 DAPI 도입)로 봉입하였다. 488nm의 레이저 선을 조사하고, 액틴 섬유의 염색에 의해 세포 형태를 확인하였다. 405nm의 레이저 선을 조사하고, 세포핵의 염색을 확인하였다. 그 결과를 도 4에 도시한다. 도 4는, 액틴 유래의 형광 화상과 세포핵 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다. 당해 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 관한 공시재 1을 사용한 경우, 액틴 섬유가 충분히 발달되어 있기 때문에 우수한 세포 접착성을 나타내는 것이 확인되었고, 또한 대부분의 세포는 크게 신장된 세포 형태를 나타내는 것도 확인되었다.

<콜라겐/피브로넥틴 산생 평가>

제조예 1에서 제작한 공시재 1에 대해서, 콜라겐/피브로넥틴 산생 평가 시험을 실시하였다. 또한, 시험에 앞서, 공시재 1을 에탄올 세정하고, 배지로 세정한 후(3회), 배지에 침지시켜, 사용까지 인큐베이트(37℃, 5％ CO₂)하였다. 그리고, 이하의 수순으로 세포 배양을 실시하였다. 먼저, 24웰 플레이트에 배지(200μL/구멍) 및 티타늄 박막을 넣었다. 그 후, HGF-1 세포(P18)의 현탁액을 넣어(약 2×10⁴세포/500μL/구멍), 아스코르브산 없이 배양하였다(8일). 계속해서, 이하의 수순으로 염색(콜라겐/피브로넥틴 산생 평가용)을 실시하였다. 먼저, 고정 처리(메탄올, -20℃) 및 계면 활성제 처리(0.5％ Triton X-100/PBS)를 행하고, 이어서 비오틴 블로킹(1％ BSA/PBS→스트렙토아비딘→비오틴)을 실시하고, 그 후, 1차 항체{비오틴 표지 래트 항 1형 콜라겐 항체(2μg/mL)+토끼 항피브로넥틴 항체(1/200 희석)}를 첨가하고, 또한 2차 항체로서 형광 표지 항체{Alexa Fluor555 표지 스트렙토아비딘(1/500 희석)+Alexa Fluor488 표지 항 토끼 IgG 항체(1/500 희석)}를 첨가한 후, 봉입제(핵 염색 색소 DAPI 도입)로 봉입하였다. 555nm 레이저 조사로 콜라겐을 관찰하고, 또한 488nm 레이저 조사로 피브로넥틴을 관찰하였다. 이어서, 405nm 레이저 조사로 세포핵을 관찰하였다. 그 결과를 도 5에 도시한다. 도 5의 상단은, 콜라겐 유래의 형광 화상과 세포핵 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예). 또한, 도 5의 하단은, 피브로넥틴 유래의 형광 화상과 세포핵 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예). 당해 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 관한 공시재 1을 사용한 경우, 컨트롤과 비교하여, 콜라겐 및 피브로넥틴 모두, 대량으로 산생된 것이 확인되었다(계면 활성제 처리 후에 염색된 점에서 이들 대부분이 세포 밖에 형성된 것으로 이해됨). 특히, 본 실시예에 관한 공시재 1을 사용한 경우, 콜라겐이 섬유상으로 산생되었다. 섬유상의 콜라겐이 높은 배향성을 가지고 치밀하게 산생된 점에서, 본 실시예에 관한 공시재 1에 산생 콜라겐이 밀착될 것이 예상된다. 이에 의해, 예를 들어 본 실시예에 관한 공시재 1을 어버트먼트(치과용 재료)로서 사용하면, 산생 콜라겐이 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극을 막아, 당해 간극으로부터 잡균이 침입하여 감염이나 염증을 야기하는 문제를 해소할 것을 기대할 수 있다.

≪제조예 2≫

<소결 히드록시아파타이트 미립자 2의 조제>

(1차 입자 생성 공정)

연속 오일상으로서 도데칸[CH₃(CH₂)₁₀CH₃], 비이온성 계면 활성제로서 흐림점 31℃의 펜타에틸렌글리콜도데실에테르[CH₃(CH₂)₁₀CH₂O(CH₂CH₂O)₄CH₂CH₂OH]를 사용하였다. 실온에 있어서, 상기 비이온성 계면 활성제 0.5g을 함유하고 있는 연속 오일상 40ml를 조제하였다. 이어서, 상기에서 조제한 연속 오일상에 2.5mol/l 수산화칼슘[Ca(OH)₂] 분산 수용액 10ml를 첨가하고, 유중 수적형 용액(W/O 용액)을 조제하였다. 상기 W/O 용액을 교반하면서, 거기에 1.5mol/l 인산2수소칼륨[(KH₂PO₄)] 용액을 10ml 첨가하였다. 그리고, 24시간, 실온에서 교반하면서 반응시켰다. 이어서, 얻어진 반응물을 원심 분리에 의해 분리 세정함으로써, 히드록시아파타이트(HAp) 1차 입자군을 취득하였다.

(동결·해동 공정)

그 후, 반응 용기 내의 상청을 폐수 용기로 옮긴 후, 탈이온수를 첨가하고, 교반기에서 교반하고, 상청을 폐기 용기로 옮기는 작업을 2회 반복하였다. 그 후, 당해 침전물이 들어간 반응 용기째, -10℃ 내지 -15℃에서 하룻밤 냉동시켰다. 그 후, 실온에서 해동(압축 해제)하고, 해동 후의 침전을 여과 취출하였다.

(소성 공정)

그 후, 소성 접시에 약 400g의 침전을 넣고, 소성로에 넣어, 1시간에 걸쳐 600℃까지로 하여, 600℃ 1시간 유지한 후, 1시간 이상에 걸쳐 냉각시킴으로써 소성을 실시하였다. 그 후, 소성체에 탈이온수를 첨가하고, 30분간 이상 초음파 조사하였다. 그리고, 포트 밀로 옮기고, 분쇄공을 넣어 1시간 분쇄하였다. 분쇄 종료 후, 손잡이가 붙은 비이커로 옮기고, 눈 크기 150㎛체를 사용하여, 미분쇄 소성체를 제거하였다. 또한, 이 후, 탈이온수 세정을 6회 반복하였다. 그 후, 60 내지 80℃에서 건조시키고, 히드록시아파타이트 미립자를 얻었다. 이들 공정에 의해 얻어진 히드록시아파타이트 미립자의 상세한 정보에 대해서는, 이하에 정리하였다. 이와 같이 하여 얻어진 히드록시아파타이트 미립자는, 이하의 (1) 내지 (4)의 성질을 모두 만족시키는 것이며, 실질적으로 탄산칼슘을 포함하지 않는 것이 확인되었다.

(1) X선 회절의 측정 결과로부터 탄산칼슘이, 탄산칼슘(식량: 100.09)/히드록시아파타이트(식량: 1004.62)=0.1/99.9(식량 환산비) 이하이다.

(3) FT-IR 측정에 있어서 얻어지는 스펙트럼을 쿠벨카 뭉크(KM)식으로 계산한 흡광도를 나타낸 차트에 있어서, 파수가 860cm^-1 내지 890cm^-1 사이에 나타나는 피크를 분리하고, 탄산칼슘에 귀속되는 877cm^-1 부근의 피크가 관찰되지 않는다.

XRD의 반값폭: 0.67(d=2.814)

형상: 구상

평균 입경(전자 현미경으로부터): 40nm

변동 계수: 16％

<공시재 2의 제조>

소결 히드록시아파타이트 미립자 1을 소결 히드록시아파타이트 미립자 2로 한 것 이외에는, 공시재 1과 동일하게, 공시재 2를 제조하였다. 또한, 공시재 1과 동일하게, 본 공시재 2에서는, 링커를 통해 순티타늄재와 소결 히드록시아파타이트 미립자 2가 결합되어 있음이 확인되었다. 또한, 도 3b는, 본 실시예에 관한 공시재 2의 SEM 사진이다. 또한, 평균 피복률은 32％였다.

≪시험예≫

<콜라겐/피브로넥틴 산생 평가>

제조예 2에서 제작한 공시재 2에 대해서, 콜라겐/피브로넥틴 산생 평가 시험을 공시재 1과 동일하게 실시하여 공시재 1과 동일하게 세포핵을 관찰하였다. 그 결과를 도 5b에 나타낸다. 도 5b의 상단은, 콜라겐 유래의 형광 화상과 세포핵 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예). 또한, 도 5b의 하단은, 피브로넥틴 유래의 형광 화상과 세포핵 유래의 형광 화상을 합성한 화상이다(왼쪽은 컨트롤, 우측은 본 실시예). 당해 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 관한 공시재 2를 사용한 경우, 컨트롤과 비교하여, 콜라겐 및 피브로넥틴 모두, 대량으로 산생된 것이 확인되었다(계면 활성제 처리 후에 염색된 점에서 이들 대부분이 세포 밖에 형성된 것으로 이해됨). 특히, 본 실시예에 관한 공시재 2를 사용한 경우, 콜라겐이 섬유상으로 산생되었다. 덧붙여 실시예 1의 경우보다도 콜라겐량이 많고, 또한 콜라겐의 섬유화가 촉진되었음이 확인되었다. 섬유상의 콜라겐이 높은 배향성을 가지고 치밀하게 산생된 점에서, 본 실시예에 관한 공시재 2에 산생 콜라겐이 밀착될 것이 예상된다. 이에 의해, 예를 들어 본 실시예에 관한 공시재 2를 어버트먼트(치과용 재료)로서 사용하면, 산생 콜라겐이 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극을 막아, 당해 간극으로부터 잡균이 침입하여 감염이나 염증을 야기하는 문제를 해소할 것을 기대할 수 있다. 공시재 2에 관한 소결 히드록시아파타이트 미립자 2는 탄산칼슘을 실질적으로 함유하지 않는다. 그 때문에, 생체 내에 있어서 용해에 의한 급격한 pH의 변화, 거기에 수반하는 주변 조직의 염증 야기의 리스크를 저감시킬 수 있다. 또한 용해에 의한 감소가 거의 또는 전혀 없기 때문에, 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극을 막는다는 점에서도 유리하다.

또한, 배양 상청에 대하여 파장 450nm의 광에 대한 흡광도를 측정하여 콜라겐 농도를 산출하고, 파장 562nm의 광에 대한 흡광도를 측정하여 단백질 농도를 산출하였다. 이들 결과로부터, 단백질량당 콜라겐량이 산출된다. 단백질량과 세포량은 비례 관계에 있으므로 세포량에 의해 표준화된 콜라겐량이 얻어진다. 공시재 2에 있어서의 표준화 콜라겐량은 0.062였다. 한편, 상술한 시판되고 있는 순티타늄재(10mm×10mm의 순티타늄재)를 그대로 사용한 경우, 가열 처리(300℃에서 0.5시간)만 실시하여 사용한 경우에 있어서의 표준화 콜라겐량은 모두 0.049이며, 콜라겐 산생을 촉진시키는 효과에 있어서 유의미한 차가 확인되었다.

제조예 2에서 제작한 공시재 2에 대해서, 공시재 1과 동일하게 세포 접착·세포 형태 평가 시험을 실시하였다. 본 실시예에 관한 공시재 2를 사용한 경우, 공시재 1과 동일하게, 액틴 섬유가 충분히 발달하여 우수한 세포 접착성을 나타내는 것이 확인되었고, 또한 대부분의 세포는 크게 신장된 세포 형태를 나타내는 것도 확인되었다.

<공시재 3의 제조>

링커 대신에 바인더에 의해 부착시킨 것 이외에는, 공시재 2와 동일하게, 공시재 3을 제조하였다. 바인더 도입 이후의 공정은 이하와 같다.

(바인더 도입 공정)

바인더(폴리-L-락트산, 나카라이테스크제, 이하 간단히 「폴리락트산」이라 한다.) 0.1g을 과클로로포름 10ml에 용해시켜, 바인더 용액을 조제하였다. 상기 표면 개질을 실시한 순티타늄재를 30분간 침지시켰다. 당해 처리 후, 기재 표면 상에 부착되어 있는 잉여의 폴리락트산을 제거하기 위해서, 클로로포름으로 세정하고, 그 후, 60분간 실온에서 감압 건조시켰다.

(소결 히드록시아파타이트 미립자 고정화 처리)

상기 처리 후, 1％의 소결 히드록시아파타이트 미립자 2의 분산액 내(분산매: 에탄올), 35℃에서 20분간 침지시켰다. 그 후, 60분간 실온에서 감압 건조시켰다. 또한 당해 처리 기재를 에탄올 중, 실온에서 2분간 초음파 세정(50W)을 행하고, 기재 표면 상에 흡착되어 있는 여분의 소결 히드록시아파타이트 미립자 2를 제거하였다. 그 후, 실온에서 60분간 감압 건조를 행하였다. 이에 의해, 본 실시예에 관한 공시재 3을 얻었다. 또한, 후술하는 바와 같이 공시재 2와 동일하게, 본 공시재 3에서는, 바인더를 통해 순티타늄재와 소결 히드록시아파타이트 미립자 2가 부착되어 있음이 확인되었다. 또한, 도 3c는, 본 실시예에 관한 공시재 3의 SEM 사진이다. 또한, 평균 피복률은 27％였다.

≪시험예≫

<콜라겐/피브로넥틴 산생 평가>

제조예 3에서 제작한 공시재 3에 대해서, 콜라겐/피브로넥틴 산생 평가 시험을 공시재 1과 동일하게 실시하였다. 공시재 1과 동일하게 본 실시예에 관한 공시재 3을 사용한 경우, 컨트롤과 비교하여, 콜라겐 및 피브로넥틴 모두, 대량으로 산생되고, 특히 콜라겐이 섬유상으로 산생된 것이 확인되었다. 섬유상의 콜라겐이 높은 배향성을 가지고 치밀하게 산생된 점에서, 본 실시예에 관한 공시재 3에 산생 콜라겐이 밀착될 것이 예상된다. 이에 의해, 예를 들어 본 실시예에 관한 공시재 3을 어버트먼트(치과용 재료)로서 사용하면, 산생 콜라겐이 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극을 막아, 당해 간극으로부터 잡균이 침입하여 감염이나 염증을 야기하는 문제를 해소할 것을 기대할 수 있다. 공시재 3에 관한 소결 히드록시아파타이트 미립자 2는 탄산칼슘을 실질적으로 함유하지 않는다. 그 때문에, 생체 내에 있어서 용해에 의한 급격한 pH의 변화, 거기에 수반하는 주변 조직의 염증 야기의 리스크를 저감시킬 수 있다. 또한 용해에 의한 감소가 거의 또는 전혀 없기 때문에, 어버트먼트(치과용 재료)와 잇몸 사이의 간극을 막는다는 점에서도 유리하다.

제조예 2에서 제작한 공시재 3에 대해서, 공시재 1과 동일하게 세포 접착·세포 형태 평가 시험을 실시하였다. 본 실시예에 관한 공시재 3을 사용한 경우, 공시재 1과 동일하게, 액틴 섬유가 충분히 발달하여 우수한 세포 접착성을 나타내는 것이 확인되었고, 또한 대부분의 세포는 크게 신장된 세포 형태를 나타내는 것도 확인되었다.

(바인더에 의한 부착의 확인)

바인더를 통해 순티타늄재와 소결 히드록시아파타이트 미립자 2가 부착되어 있는 것을 확인하기 위해서, 공시재 3에 대하여 초음파 세정(50W)을 실온에서 30분간 행하였다. 이 때의 공시재 3의 SEM 사진을 확인한 바, 소결 히드록시아파타이트 미립자 2가 탈락되어 있음이 확인되었다(도 6). 따라서 당초의 공시재 3에서는, 바인더를 통해 소결 히드록시아파타이트 미립자 2가 부착되어 있음이 확인되었다.

Claims

치과용 보철물에 있어서,
상기 치과용 보철물이 상기 치과용 보철물의 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 갖고 있으며,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 소결체이고,
상기 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경이 10 내지 1,000nm이며,
소결체인 상기 히드록시아파타이트 미립자의 표면 피복률이 15~60%이고,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 링커 또는 바인더를 통해 상기 치과용 보철물의 표면에 부착하며,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 탄산칼슘을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물.
치과용 보철물을 위한 부품에 있어서,
상기 부품이 상기 부품의 표면에 히드록시아파타이트 미립자를 갖고 있으며,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 소결체이고,
상기 히드록시아파타이트 미립자의 평균 입자 직경이 10 내지 1,000nm이며,
소결체인 상기 히드록시아파타이트 미립자의 표면 피복률이 15~60%이고,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 링커 또는 바인더를 통해 상기 부품의 표면에 부착하며,
상기 히드록시아파타이트 미립자가 탄산칼슘을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물을 위한 부품.
제1항에 있어서, 상기 치과용 보철물이 구강 내의 뼈에 묻히는 인공 치근인 임플란트인, 치과용 보철물.
제2항에 있어서, 상기 치과용 보철물이 구강 내의 뼈에 묻히는 인공 치근인 임플란트이며, 상기 부품이 상기 임플란트에 사용되는 어버트먼트인, 치과용 보철물을 위한 부품.