KR102560659B1 - 치과용 임플란트의 표면처리 방법 - Google Patents
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Abstract
(a) 임플란트의 표면을 레이저 가공하는 단계; (b) 레이저 가공된 상기 임플란트의 표면을 에칭하는 단계; 및 (c) 에칭된 상기 임플란트를 세척하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제1 홈을 포함하는 매크로 표면이 형성되고, 상기 (b) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면이 형성되고, 상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트의 표면처리 방법이 개시된다.
Description
치과용 임플란트의 표면처리 방법에 관한 것이다.
턱뼈에 삽입되는 치과용 임플란트는 오랜 기간 사용되어 왔으며, 현재 일반적으로 사용되고 있는 치과용 임플란트는 생체적합성이 우수한 티타늄, 티타늄 합금 재질 또는 세라믹 재질로 선택되어 사용되고 있다. 생체친화성이나 기계적 특성 이외에도 치과용 임플란트의 골융합(Osteo-integration) 특성은 매우 중요하다. 우수한 골융합 특성은 임플란트를 뼈에 고정시켜 초기 안정성을 이룬 후 짧은 치료기간 내에 임플란트와 뼈 사이에 영구적인 결합이 생성되는 것을 의미한다.
이와 같이 골융합 특성을 향상시키기 위해 임플란트 표면의 적절한 처리를 수행하여 부여할 수 있다. 표면처리 방법은 예를 들어, 샌드블라스팅(Sandblasting), 양극산화 또는 에칭 등에 의해 화학적으로 거칠게 처리된다. 다른 방법으로, 생체적합성이 우수한 물질을 코팅하거나 침지하는 방법 등의 첨가식 방법으로 표면이 처리되기도 한다. 전술된 표면 처리 방법으로 표면처리된 임플란트는 시술 후 치유 기간을 단축시킬 수 있다.
특히 종래 표면처리 방법의 한 예시로, 임플란트의 표면에 샌드블라스팅 및 에칭 처리함으로써 표면 거칠기를 부여하여 골융합 특성을 향상시키는 방법이 제안되었으나, 전술된 종래 방법으로 표면 처리된 임플란트는 표면에 불규칙한 형상으로 표면 거칠기가 부여되어 골융합 특성이 충분히 구현되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같이 골융합 특성이 충분히 구현되지 않은 임플란트를 인체에 식립하는 경우 임플란트와 뼈 사이에 완벽한 골융합이 형성되지 못하고, 이로 인해 시술 기간이 과도하게 늘어나거나 시술 실패로 이어질 수 있다.
전술한 바와 같이 종래 임플란트의 골융합 특성을 향상시키기 위한 방법으로 다양한 표면처리 방법이 제안되었으며, 더 나은 골융합 특성의 향상을 위한 표면처리 방법의 연구개발이 요구되고 있다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정하고 균일한 형태로 구현된 표면 거칠기를 포함하여 골융합 특성이 우수한 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, (a) 임플란트의 표면을 레이저 가공하는 단계; (b) 레이저 가공된 상기 임플란트의 표면을 에칭하는 단계; 및 (c) 에칭된 상기 임플란트를 세척하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제1 홈을 포함하는 매크로 표면이 형성되고, 상기 (b) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면이 형성되고, 상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트의 표면처리 방법이 제공된다.
일 실시예에 있어서, 하나 이상의 상기 제2 홈이 상기 제1 홈 내부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈의 평균 폭은 5~100㎛이고, 평균 깊이는 5~50㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 1~10㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, ⅰ) 상기 임플란트 외주면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및 ⅱ) 상기 임플란트 외주면 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 임플란트의 외주면 하부 영역은 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 구성되고, 상기 (a) 단계는, ⅰ) 상기 임플란트 외주면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계; ⅱ) 상기 임플란트 외주면 제1 하부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및 ⅲ) 상기 임플란트 외주면 제2 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 표면처리된 치과용 임플란트에 있어서, 상기 임플란트 표면의 적어도 일부는 하나 이상의 제1 홈이 형성된 매크로 표면 및 하나 이상의 제2 홈이 형성된 마이크로 표면을 포함하고, 상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트가 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 임플란트 외주면 하부 영역은 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 규칙적인 형상으로 형성된 하나 이상의 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성할 수 있다. 또한, 상기 홈 내부에 하나 이상의 홈이 형성된 마이크로 표면이 형성함으로써 표면적을 향상시킴과 동시에 골융합에 적합한 형태의 표면 거칠기를 부여함으로써 치과용 임플란트의 골융합 특성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 일 측면의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 명세서의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래 샌드블라스팅-에칭(Sand blasted and etching)을 이용한 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 도식화한 것이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트 표면의 SEM 이미지이다.
도 4는 본 명세서의 실시예 3의 치과용 임플란트 외주면의 상부 영역(상단부) 및 하부 영역(하단부)의 SEM 이미지이다.
도 5는 본 명세서의 실시예 4의 치과용 임플란트 외주면의 상부 영역(상단부), 제1 하부 영역(제1 하단부) 및 제2 하부 영역(제2 하단부)의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 명세서의 실시예 및 비교예에 따른 치과용 임플란트의 골계면에 대한 결합력 측정 결과 그래프이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 도식화한 것이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트 표면의 SEM 이미지이다.
도 4는 본 명세서의 실시예 3의 치과용 임플란트 외주면의 상부 영역(상단부) 및 하부 영역(하단부)의 SEM 이미지이다.
도 5는 본 명세서의 실시예 4의 치과용 임플란트 외주면의 상부 영역(상단부), 제1 하부 영역(제1 하단부) 및 제2 하부 영역(제2 하단부)의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 명세서의 실시예 및 비교예에 따른 치과용 임플란트의 골계면에 대한 결합력 측정 결과 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 명세서의 일 측면을 설명하기로 한다. 그러나 본 명세서의 기재사항은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 명세서의 일 측면을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 명세서의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
치과용 임플란트의 표면처리 방법
일 측면에 따르면, (a) 임플란트의 표면을 레이저 가공하는 단계; (b) 레이저 가공된 상기 임플란트의 표면을 에칭하는 단계; 및 (c) 에칭된 상기 임플란트를 세척하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제1 홈을 포함하는 매크로 표면이 형성되고, 상기 (b) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면이 형성되고, 상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트의 표면처리 방법이 제공된다.
치과용 임플란트 시술에 있어서, 골융합 특성은 가장 중요한 요소이다. 상기 골융합 특성이 우수하면 임플란트의 식립 후 단기간에 잇몸뼈와 임플란트의 강한 결합이 형성될 수 있다. 일반적으로 임플란트는 표면처리 방식에 따라 골융합 정도에 차이가 발생할 수 있다. 임플란트의 표면처리 방법으로, 샌드블라스팅(Sandblasting), 양극산화 또는 에칭 등이 있고, 이를 적절히 적용하여 임플란트의 표면에 표면 거칠기를 부여함으로써 골융합 특성을 개선할 수 있다. 다만, 표면처리 방법 중 샌드블라스팅 방법으로 처리된 임플란트는 불규칙적인 형상의 매크로 표면이 형성되므로 골융합 특성의 개선도가 상대적으로 부족할 수 있다.
상기 (a) 단계는 임플란트의 표면을 레이저 가공함으로써 하나 이상의 제1 홈을 규칙적인 형상으로 형성하여 매크로 표면 특성을 부여할 수 있다. 상기 레이저는 UV 레이저일 수 있고, 예를 들어, 자외선 파장이 200~400㎚인 UV 레이저 빔을 조사할 수 있다. 상기 UV 레이저 빔의 자외선 파장은 예를 들어, 200㎚, 210㎚, 220㎚, 230㎚, 240㎚, 250㎚, 260㎚, 270㎚, 280㎚, 290㎚, 300㎚, 310㎚, 320㎚, 330㎚, 340㎚, 350㎚, 360㎚, 370㎚, 380㎚, 390㎚ 또는 400㎚일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 UV 레이저 빔의 자외선 파장이 작을수록 레이저 빔의 세기가 증가하므로 본 명세서의 임플란트의 표면에 구현하고자 하는 제1 홈의 폭, 깊이 등을 고려하여 상기 범위에서 적절한 값이 선택될 수 있다.
또한, 상기 레이저의 펄스 폭이 1~200ns(nano second)일 수 있고, 예를 들어, 1ns, 2ns, 3ns, 4ns, 5ns, 6ns, 7ns, 8ns, 9ns, 10ns, 15ns, 20ns, 25ns, 30ns, 35ns, 40ns, 45ns, 50ns, 55ns, 60ns, 65ns, 70ns, 75ns, 80ns, 85ns, 90ns, 95ns, 100ns, 110ns, 115ns, 120ns, 125ns, 130ns, 135ns, 140ns, 145ns, 150ns, 155ns, 160ns, 165ns, 170ns, 175ns, 180ns, 185ns, 190ns, 195ns 또는 200ns일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 레이저의 펄스 폭은 조사되는 레이저 빔의 지속시간을 의미하며, 상기 레이저의 펄스 폭이 200ns 초과이면 상기 제1 홈의 폭 및 깊이가 과도하게 상승할 수 있고, 1ns 미만이면 표면 거칠기의 구현이 충분하지 않아 골융합 특성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 제1 홈의 평균 폭은 5~100㎛이고, 평균 깊이는 5~50㎛일 수 있다. 상기 제1 홈의 평균 폭은 예를 들어, 5㎛, 6㎛, 7㎛, 8㎛, 9㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛, 55㎛, 60㎛, 65㎛, 70㎛, 75㎛, 80㎛, 85㎛, 90㎛, 95㎛ 또는 100㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 홈의 평균 폭이 100㎛ 초과이면 상기 임플란트의 내구성이 저하될 수 있고, 5㎛ 미만이면 상기 임플란트의 골융합 특성이 저하될 수 있다.
일 예에서 상기 제1 홈의 최대 폭과 최소 폭 간의 차이는 50% 이하, 예를 들어, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 예를 들어, 최대 폭과 최소 폭 간의 차이가 50%라면 제1 홈 중 가장 큰 폭이 100㎛이면 가장 작은 폭이 50㎛ 이상임을 의미한다. 이러한 특성을 추가로 만족시키면 골융합 특성이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 상기 제1 홈의 평균 깊이는 예를 들어, 5㎛, 6㎛, 7㎛, 8㎛, 9㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛ 또는 50㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 홈의 평균 깊이가 50㎛ 초과이면 상기 임플란트의 내구성이 저하될 수 있고, 5㎛ 미만이면 상기 임플란트의 골융합 특성이 저하될 수 있다.
일 예에서 상기 제1 홈의 최대 깊이와 최소 깊이 간의 차이는 50% 이하, 예를 들어, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 이러한 특성을 추가로 만족시키면 마이크로 표면을 형성하는 제2 홈이 보다 균일하게 형성되어 일부 영역에서의 골융합이 미흡하게 이루어지는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 (a) 단계에서 레이저 가공에 의해 하나 이상의 제1 홈을 형성하여 1차적으로 표면 거칠기가 부여된 후, 상기 (b) 단계에서 상기 임플란트 표면을 에칭 처리함으로써 상기 제1 홈 보다 크기가 작은 하나 이상의 제2 홈을 형성하여 마이크로 표면 특성을 부여할 수 있다.
상기 제2 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 1~10㎛일 수 있고, 예를 들어, 1㎛, 2㎛, 3㎛, 4㎛, 5㎛, 6㎛, 7㎛, 8㎛, 9㎛ 또는 10㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 홈의 평균 폭 및 평균 깊이가 10㎛ 초과이면 상기 임플란트의 내구성이 저하될 수 있고, 1㎛ 미만이면 상기 임플란트의 골융합 특성이 저하될 수 있다.
일 예에서, 상기 임플란트에서 하나 이상의 상기 제2 홈이 상기 제1 홈의 내부에 형성될 수 있다. 임플란트의 매크로 표면 내부에 마이크로 표면이 형성되면 임플란트와 골이 상호 결합성이 향상되어 시술 후 치유 기간이 단축될 수 있다.
상기 임플란트는 길이 5~15㎜, 예를 들어, 5㎜, 5.5㎜, 6㎜, 6.5㎜, 7㎜, 7.5㎜, 8㎜, 8.5㎜, 9㎜, 9.5㎜, 10㎜, 10.5㎜, 11㎜, 11.5㎜, 12㎜, 12.5㎜, 13㎜, 13.5㎜, 14㎜, 14.5㎜, 15㎜ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 픽스츄어일 수 있고, 상기 임플란트는 외주면에 나사산이 형성된 상부 영역의 직경보다 큰 원뿔대형 구조를 가질 수 있다. 상기 치과용 임플란트의 표면처리 방법은 상기 임플란트의 나사산이 형성된 외주면에 매크로 표면 및 마이크로 표면을 형성시키는 것일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "표면"은 임플란트의 "외주면"을 의미할 수 있고, 본 명세서에서 용어 "표면" 및 "외주면"은 서로 혼용될 수 있다.
일 예에서 상기 임플란트의 외주면 상부 영역의 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 중 적어도 하나는 상기 임플란트의 외주면 하부 영역 대비 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 외주면 상부 영역은 0.5~2㎜인 영역을 의미하고, 상기 외주면 하부 영역은 나머지 영역을 의미할 수 있다.
일 예에서 상기 임플란트의 외주면 상부 영역은 피질골과 접촉하는 부분이고, 깊이 1~15㎛, 폭 1~25㎛의 제1 홈이 형성되고, 상기 임플란트 외주면 하부 영역은 해면골과 접촉하는 부분이고, 깊이 20~75㎛, 폭 30~125㎛의 제1 홈이 형성될 수 있다. 상기 외주면 상부 영역에 상대적으로 작은 제1 홈을 형성하고, 하부 영역에 큰 제1 홈을 형성시키면 박테리아의 증식을 억제함과 동시에 골융합 특성을 개선할 수 있다.
일 예에서 상기 임플란트의 외주면이 상부 영역 및 하부 영역으로 이루어지는 경우 상기 (a) 단계는, ⅰ) 상기 임플란트 외주면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및 ⅱ) 상기 임플란트 외주면 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 임플란트의 외주면 상부 영역은 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭 1~25㎛의 제1 홈이 형성될 수 있고, 상기 임플란트 외주면 하부 영역은 평균 깊이 20~75㎛, 평균 폭 30~125㎛의 제1 홈이 형성될 수 있다. 이에 따른 상부 영역 및 하부 영역의 표면처리 이미지는 도 4에 나타내었다.
다른 일 예에서 상기 임플란트 외주면의 하부 영역은 평균 깊이 20~35㎛, 평균 폭 30~65㎛의 제1 하부 영역와 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭 70~125㎛의 제2 하부 영역으로 구성될 수 있다. 상기 하부 영역을 2 이상의 영역으로 분리하면 박테리아의 증식 억제와 골융합 특성을 균형적으로 개선할 수 있다.
한편, 상기 임플란트의 외주면 하부 영역이 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 이루어지는 경우 상기 (a) 단계는, ⅰ) 상기 임플란트 외주면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계; ⅱ) 상기 임플란트 외주면 제1 하부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및 ⅲ) 상기 임플란트 외주면 제2 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 임플란트의 외주면 상부 영역은 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭 1~25㎛의 제1 홈이 형성될 수 있고, 상기 임플란트의 외주면 제1 하부 영역은 평균 깊이 20~35㎛, 평균 폭 30~65㎛의 제1 홈이 형성될 수 있고, 상기 임플란트의 외주면 제2 하부 영역은 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭 70~125㎛의 제1 홈이 형성될 수 있다. 이에 따른 상부 영역, 제1 하부 영역(중단부), 및 제2 하부 영역의 표면처리 이미지를 도 5에 나타내었다.
한편, 상기 (b) 단계의 에칭은 에칭액을 처리하여 수행될 수 있고, 상기 에칭액은 염산, 황산, 인산, 질산, 과산화수소 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 에칭액이 염산 및 황산의 혼합물일 경우 상기 염산의 함량은 50~100부피%일 수 있고, 예를 들어 50부피%, 55부피%, 60부피%, 65부피%, 70부피%, 75부피%, 80부피%, 85부피%, 90부피%, 95부피% 또는 100부피%일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
비제한적인 일 예로 상기 에칭은 10초 내지 120분 동안 수행될 수 있고, 예를 들어, 10초, 30초, 60초, 3분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분, 35분, 40분, 45분, 50분, 55분, 60분, 65분, 70분, 75분, 80분, 85분, 90분, 95분, 100분, 105분, 110분, 115분, 120분 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 시간 동안 수행될 수 있다. 에칭 시간은 에칭액의 종류에 따라 달라질 수 있고, 일반적으로 10~40분 동안 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (c) 단계에서 상기 에칭된 임플란트를 세척할 수 있고, 상기 세척에 의해 상기 임플란트 표면에 잔류하는 에칭액을 제거할 수 있다. 상기 (c) 단계는 상기 에칭된 임플란트를 알코올, 정제수 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나에 침지시킨 후 교반 또는 초음파 처리하여 수행될 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, (a) 임플란트의 표면을 레이저 가공하는 단계; (b) 상기 레이저 가공된 임플란트의 표면을 에칭하는 단계; 및 (c) 상기 에칭된 임플란트를 세척하는 단계를 포함하는 치과용 임플란트의 표면처리 방법으로 제조된 치과용 임플란트가 제공된다.
상기 치과용 임플란트는 표면의 적어도 일부에 하나 이상의 제1 홈이 형성된 매크로 표면 및 하나 이상의 제2 홈이 형성된 마이크로 표면을 포함할 수 있고, 상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나, 상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 클 수 있다.
일 예에서 상기 제1 홈은 전술된 상기 임플란트의 표면처리 방법에서 레이저 가공으로 형성될 수 있고, 이에 따라 하나 이상의 제1 홈을 포함하는 매크로 표면이 구현될 수 있다. 상기 매크로 표면은 상기 레이저 가공에 의해 규칙적이고 균일한 형상으로 구현될 수 있다. 상기 마이크로 표면은 상기 제1 홈 내부에 하나 이상의 제2 홈이 형성되어 구현될 수 있다.
다른 일 예에서 상기 임플란트의 외주면 하부 영역은 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 구성될 수 있다.
그 외 제1 홈 및 제2 홈의 평균 폭 및 평균 길이, 표면처리 방법인 레이저 가공의 수행조건, 에칭 처리에 대한 수행조건 및 이에 따른 효과에 대한 기술사항은 전술한 바와 같다.
한편, 상기 치과용 임플란트는 티타늄계 소재일 수 있다. 상기 티타늄계 소재는 순수 티타늄 또는 티타늄과 주기율표 상의 다른 금속의 합금으로 이루어진 소재를 의미한다. 상기 티타늄 합금은 예를 들어, 티타늄(Ti)과 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 주석(Sn), 탄탈륨(Ta), 팔라듐(Pd) 및 이들 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비제한적인 일 예시로, 상기 치과용 임플란트는 고분자, 세라믹, 금속 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 중심부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 중심부는 종래의 티타늄 또는 그 합금일 수 있고, 지르코니아와 같은 세라믹일 수 있고, 범용 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 또는 이들의 조합과 같은 고분자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 표면 및 상기 중심부는 각각 별도의 부품으로 제작된 후 결합되어 하나의 치과용 임플란트를 구성할 수 있고, 필요에 따라, 하나의 원형으로부터 기계적으로 가공된 후 레이저 가공 및/또는 에칭 되어 상기 표면 및 상기 중심부가 일체로 이루어진 하나의 치과용 임플란트를 구성할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서의 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실험 결과는 상기 실시예 중 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 실시예 등에 의해 본 명세서의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 명세서의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
도 1은 종래 표면처리 방법의 한 예시로, 샌드블라스팅-에칭(Sand blasted and etching)법을 이용한 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 도식화한 것이다. 도 1을 참고하면, 종래 샌드블라스팅-에칭을 이용하여 표면 처리된 임플란트는 표면에 불규칙한 형상으로 표면 거칠기가 부여됨을 확인할 수 있고, 특히 샌드블라스팅에 의해 불규칙한 형상의 매크로 표면이 형성됨을 확인할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트의 표면처리 방법을 도식화한 것이다. 도 2를 참고하면, 본 명세서의 치과용 임플란트 표면처리 방법은 일차적으로 임플란트의 표면을 레이저 가공하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 별도의 표면 거칠기가 부여되지 않은 가공된 임플란트의 표면을 1차적으로 레이저 처리하여 가공할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 임플란트의 표면을 레이저 가공하여 하나 이상의 제1 홈을 규칙적으로 형성시킴으로써 균일한 형상의 매크로 표면을 구현할 수 있다. 이러한 하나 이상의 제1 홈이 형성된 매크로 표면에 에칭 처리하여 하나 이상의 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성시키면 상기 임플란트의 표면적이 증가하고, 그 결과 요철 효과로 골계면 결합력이 증가하여 임플란트의 식립 후 세포의 반응이 더욱 활성화될 수 있다.
실시예 1
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 상기 시편의 표면을 355㎚의 UV 레이저 빔을 80ns로 조사하여 상기 시편의 표면에 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭이 1~25㎛인 제1 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성하였다.
레이저 가공 후 상기 시편을 염산 및 황산 혼합물을 포함하는 고온(약 50℃)의 에칭액에 10분 간 침지시켜 상기 시편의 표면에 평균 폭 3㎛, 평균 깊이 4㎛인 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성하였다.
에칭 후 상기 시편을 정제수에 30초 동안 침지시킨 후 90%의 에탄올에 침지시킨 후 5분 동안 초음파 처리하여 완전 건조시킨 후 매크로 표면 및 마이크로 표면이 형성된 치과용 임플란트를 제조하였다.
실시예 2
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 상기 시편의 표면을 355㎚의 UV 레이저 빔을 100ns로 조사하여 상기 시편의 표면에 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭이 70~125㎛인 제1 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성하였다.
레이저 가공 후 상기 시편을 염산 및 황산 혼합물을 포함하는 고온(약 50℃)의 에칭액에 10분 간 침지시켜 상기 시편의 표면에 평균 폭 3㎛, 평균 깊이 4㎛인 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성하였다.
에칭 후 상기 시편을 정제수에 30초 동안 침지시킨 후 90%의 에탄올에 침지시킨 후 5분 동안 초음파 처리하여 완전 건조시킨 후 매크로 표면 및 마이크로 표면이 형성된 치과용 임플란트를 제조하였다.
실시예 3
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 상기 시편의 표면을 355㎚의 UV 레이저 빔을 130ns로 조사하여 상기 시편의 표면 중 1㎜ 영역 범위의 상부 영역은 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭이 1~25㎛인 제1 홈 및 나머지 영역 범위인 하부 영역은 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭이 70~125㎛인 제1 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성하였다.
레이저 가공 후 상기 시편을 염산 및 황산 혼합물을 포함하는 고온(약 50℃)의 에칭액에 10분 간 침지시켜 상기 시편의 표면에 평균 폭 5㎛, 평균 깊이 5㎛인 제2홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성하였다.
에칭 후 상기 시편을 정제수에 30초 동안 침지시킨 후 90%의 에탄올에 침지시킨 후 5분 동안 초음파 처리하여 완전 건조시킨 후 매크로 표면 및 마이크로 표면이 형성된 치과용 임플란트를 제조하였다.
실시예 4
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 상기 시편의 표면을 355㎚의 UV 레이저 빔을 150ns로 조사하여 상기 시편의 표면 중 1㎜ 영역 범위의 상부 영역은 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭이 1~25㎛인 제1 홈, 상부 영역의 하단으로부터 4.5㎜ 영역 범위의 제1 하부 영역은 평균 깊이 20~35㎛, 평균 폭이 30~65㎛인 제1 홈 및 나머지 영역 범위인 제2 하부 영역은 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭이 70~125㎛인 제1 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성하였다.
레이저 가공 후 상기 시편을 염산 및 황산 혼합물을 포함하는 고온(약 50℃)의 에칭액에 10분 간 침지시켜 상기 시편의 표면에 평균 폭 5㎛, 평균 깊이 5㎛인 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성하였다.
에칭 후 상기 시편을 정제수에 30초 동안 침지시킨 후 90%의 에탄올에 침지시킨 후 5분 동안 초음파 처리하여 완전 건조시킨 후 매크로 표면 및 마이크로 표면이 형성된 치과용 임플란트를 제조하였다.
비교예 1
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 어떠한 표면처리도 수행하지 않은 상태의 치과용 임플란트를 준비하였다.
비교예 2
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 평균 길이 250~500㎛인 산화알루미늄(Al2O3) 분말을 2.0MPa의 압력으로 1분 간 분사하여 상기 시편의 표면에 평균 깊이 80㎛ 초과, 평균 폭이 150㎛ 초과인 제1 홈을 포함하는 마이크로 표면을 형성하였다.
후속되는 에칭 및 세척 단계는 실시예 3과 동일한 방법으로 진행하여 종래 샌드블라스팅 및 에칭법을 이용하여 매크로 표면 및 마이크로 표면이 형성된 치과용 임플란트를 제조하였다.
비교예 3
지름 6㎜, 두께 2㎜, 길이 10㎜의 디스크(원기둥) 형태의 Cp-Ti(Titanium Grade 4) 시편을 준비하고, 평균 길이 250~500㎛인 산화알루미늄(Al2O3) 분말을 2.0MPa의 압력으로 1분 간 분사하여 상기 시편의 표면 중 1㎜ 영역 범위의 상부 영역은 평균 깊이 1~15㎛, 평균 폭이 1~25㎛인 제1 홈 및 나머지 영역 범위인 하부 영역은 평균 깊이 40~75㎛, 평균 폭이 70~125㎛인 제1 홈을 포함하는 매크로 표면을 형성하였고, 후속되는 에칭 및 세척 단계는 비교예 2와 동일한 방법으로 치과용 임플란트를 제조하였다.
실험예 1 : 치과용 임플란트의 표면 특성
도 3은 본 명세서의 실시예 1내지 4에 따라 제조된 치과용 임플란트의 표면에 대한 SEM 이미지이다. 도 3을 참고하면, 실시예 1 내지 4의 임플란트의 표면은 제1 홈이 레이저 가공에 의해 규칙적으로 형성되었음을 확인할 수 있고, 이에 따라 매크로 표면 역시 규칙적이고 균일하게 구현되었음을 확인할 수 있다. 또한, 제1 홈 내에 제2 홈이 고르게 형성되어, 상기 임플란트의 표면거칠기 및 표면적이 향상되어 골융합 특성이 우수할 것으로 예상된다.
실험예 2 : 치과용 임플란트의 골계면 결합력
실시예 및 비교예에 따라 제조된 치과용 임플란트를 각각 20개씩 토끼 경골에 1N·m의 토크를 가하여 이식하였다. 이후, 2주(14일) 및 4주(28일) 경과 후에 상기 각 토끼 경골로부터 상기 각각의 임플란트를 제거하기 위해 요구되는 토크를 측정하여, 각각의 평균값을 구하여 도 6에 나타내었다. 도 6을 참고하면, 실시예 1은 실시예 2 내지 4의 임플란트에 비해 다소 미흡한 골계면 결합력을 나타내고, 실시예 2 및 4의 임플란트는 우수한 골계면 결합력을 나타내며, 특히 실시예 4의 임플란트는 가장 우수한 골계면 결합력을 나타내었다. 이에 반해, 비교예 1내지 3은 골계면 결합력이 실시예에 비해 미흡하게 나타내었고, 특히, 표면처리가 수행되지 않은 비교예 1의 임플란트가 가장 미흡한 골계면 결합력을 가진 것으로 나타내었다. 다만, 비교예 3의 경우 상부 영역와 하부 영역에 따른 제1 홈의 값이 점진적으로 커지는 매크로 표면을 형성하였으나, 종래의 샌드블라스팅 처리만을 이용하여 균일한 매크로 표면이 형성되지 않아 실시예에 비해 미흡한 골계면 결합력을 나타내었다. 이에 따라, 표면처리를 수행하지 않았거나, 종래 샌드블라스팅 처리하여 매크로 표면을 형성한 비교예의 임플란트에 비해 실시예의 임플란트는 레이저 가공을 통해 규칙적이고 균일한 매크로 표면이 형성됨으로써 골융합 특성이 향상되었음을 확인할 수 있다.
실험예 3: 치과용 임플란트의 박테리아 증식 실험
실시예 및 비교예에 따라 제조된 치과용 임플란트의 박테리아 증식 여부를 평가하기 위해, 사용된 박테리아는 Streptococcus mutans IFO 13955이며, S. mutans 100㎕와 BHI 용액 10㎖을 혼합한 다음 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 12시간 동안 보관하여 배양시켰다. 배양된 박테리아를 Brain Heart Infusion (BHI) 용액을 이용해 10배씩 5-7회 희석시켜 106-107CFU/ml 농도로 만들었다. 그리고 이 세균액에 임플란트를 담지시킨 후 4시간 뒤 꺼내어 정제수로 세척한 후 각각의 치과용 임플란트의 표면에 박테리아 증식 정도를 평가하여 하기 표 1에 나타내었고, 실험예 2에서 진행한 골계면 결합력의 상대적인 평가를 표 1에 함께 나타내었다.
| 구분 | 박테리아 증식정도 | 골계면 결합력 |
| 실시예 1 | ○ | △ |
| 실시예 2 | △ | ◎ |
| 실시예 3 | ◎ | ◎ |
| 실시예 4 | ◎ | ◎ |
| 비교예 1 | X | X |
| 비교예 2 | X | X |
| 비교예 3 | △ | △ |
| ◎(우수), ○(양호), △(미흡), X(불량) | ||
표 1을 참고하면, 실시예 3 및 4의 박테리아 증식정도는 우수한 것으로 나타내어 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2, 3에 비해 거의 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 실시예 1의 경우 박테리아 증식은 적은 편이나, 골계면 결합력이 다소 미흡한 것으로 나타내었고, 실시예 2의 경우 골계면 결합력은 우수하나 박테리아 증식이 다소 많은 것으로 나타내었다. 이에 따라, 실시예 3 및 4와 같이 상부 영역와 하부 영역 또는 상부 영역, 제1 하부 영역, 제2 하부 영역에 따른 제1 홈의 값을 점진적으로 커질 수 있도록 부여함으로써 골계면 결합력의 특성을 향상하는 동시에 박테리아 증식을 억제할 수 있음을 확인할 수 있다. 이에 반해, 표면처리를 수행하지 않거나 깊이와 폭이 필요 이상으로 형성된 제1 홈을 가지도록 종래 샌드블라스팅-에칭처리된 비교예 1 및 2의 경우 실시예에 비해 골계면 결합력이 불량하고, 박테리아 증식이 활발하여 진행된 것을 확인할 수 있다. 다만, 비교예 3은 상부 영역와 하부 영역에 따른 제1 홈의 값이 점진적으로 커져 비교예 1 및 2에 비해 박테리아 증식이 다소 억제되었고, 골계면 결합력이 다소 나은 것을 나타내나, 실시예 3 및 4에 비하여 상대적으로 미흡한 것으로 나타남을 확인할 수 있다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 일 측면이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 기재된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (8)
- (a) 임플란트의 표면을 레이저 가공하는 단계;
(b) 레이저 가공된 상기 임플란트의 표면을 에칭하는 단계; 및
(c) 에칭된 상기 임플란트를 세척하는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제1 홈을 포함하는 매크로 표면이 형성되고,
상기 (b) 단계에 의해 상기 임플란트의 표면에 하나 이상의 제2 홈을 포함하는 마이크로 표면이 형성되고,
상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고,
상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 상기 제2 홈이 상기 제1 홈의 내부에 형성되는, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 임플란트의 표면에 형성된 상기 제1 홈의 평균 폭은 5~100㎛이고, 평균 깊이는 5~50㎛인, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 1~10㎛인, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
ⅰ) 상기 임플란트의 표면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및
ⅱ) 상기 임플란트의 표면 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함하는, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 임플란트의 표면 하부 영역은 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 구성되고,
상기 (a) 단계는,
ⅰ) 상기 임플란트의 표면 상부 영역을 레이저 가공하는 단계;
ⅱ) 상기 임플란트의 표면 제1 하부 영역을 레이저 가공하는 단계; 및
ⅲ) 상기 임플란트의 표면 제2 하부 영역을 레이저 가공하는 단계;를 포함하는, 치과용 임플란트의 표면처리 방법. - 표면처리된 치과용 임플란트에 있어서,
상기 임플란트 표면의 적어도 일부는 하나 이상의 제1 홈이 형성된 매크로 표면 및 하나 이상의 제2 홈이 형성된 마이크로 표면을 포함하고,
상기 임플란트의 표면은 상부 영역과 하부 영역을 포함하고,
상기 상부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 피질골과 접촉하는 영역이고, 상기 하부 영역은 상기 임플란트의 식립 후 해면골과 접촉하는 영역이며,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭은 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭에 비해 크거나,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 깊이에 비해 크거나,
상기 하부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이는 상기 상부 영역에 형성된 제1 홈의 평균 폭 및 평균 깊이 각각에 비해 큰, 치과용 임플란트. - 제7항에 있어서,
상기 임플란트의 표면 하부 영역은 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역으로 구성되는, 치과용 임플란트.
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Non-Patent Citations (2)
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| Rong, Mingdeng, 등, Comparison of early osseointegration between laser-treated/acid-etched and sandblasted/acid-etched titanium implant surfaces, Journal of Materials Science: Materials in Medicine |
| Rong, Mingdeng, 등, The early osseointegration of the laser-treated and acid-etched dental implants surface: an experimental study in rabbits, Journal of Materials Science: Materials in Medicine* |
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