KR102621182B1 - 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법 - Google Patents

생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102621182B1
KR102621182B1 KR1020210041137A KR20210041137A KR102621182B1 KR 102621182 B1 KR102621182 B1 KR 102621182B1 KR 1020210041137 A KR1020210041137 A KR 1020210041137A KR 20210041137 A KR20210041137 A KR 20210041137A KR 102621182 B1 KR102621182 B1 KR 102621182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biodegradable
diol
splint member
coating layer
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020210041137A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220135450A (ko
Inventor
김흥도
Original Assignee
주식회사 윤바이오테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 윤바이오테크 filed Critical 주식회사 윤바이오테크
Priority to KR1020210041137A priority Critical patent/KR102621182B1/ko
Publication of KR20220135450A publication Critical patent/KR20220135450A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102621182B1 publication Critical patent/KR102621182B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/07Stiffening bandages
    • A61L15/10Stiffening bandages containing organic materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/00987Apparatus or processes for manufacturing non-adhesive dressings or bandages
    • A61F13/00991Apparatus or processes for manufacturing non-adhesive dressings or bandages for treating webs, e.g. for moisturising, coating, impregnating or applying powder
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/04Plaster of Paris bandages; Other stiffening bandages
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/04Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints
    • A61F5/05Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints for immobilising
    • A61F5/058Splints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/07Stiffening bandages
    • A61L15/12Stiffening bandages containing macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/07Stiffening bandages
    • A61L15/14Use of materials characterised by their function or physical properties
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F2013/00361Plasters
    • A61F2013/00544Plasters form or structure
    • A61F2013/00548Plasters form or structure net
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F2013/00361Plasters
    • A61F2013/00855Plasters pervious to air or vapours

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Abstract

생분해성 스플린트(splint) 부재 및 그 제조 방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 생분해성 스플린트 부재는 생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체, 상기 메쉬 타입 지지체의 표면에 코팅된 것으로 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층 및 상기 제 1 코팅층 상에 코팅된 것으로 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 구비할 수 있다. 개시된 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법은 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 제 1 용매와 혼합하여 제 1 코팅제를 마련하는 단계, 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 제 2 용매와 혼합하여 제 2 코팅제를 마련하는 단계, 생분해성 섬유로 형성된 메쉬 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 제 1 코팅층 상에 상기 제 2 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법{Biodegradable splint member and method of manufacturing the same}
본 발명은 의료용 기구 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스플린트 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
정형외과용 스플린트(splint, 즉, 부목)는 팔, 다리 등의 골절, 외상, 탈구, 염좌 등에 대한 처치수단으로서 환부의 가동성을 제한하고 안정을 유지하기 위해 신체의 일부를 일정기간 움직이지 않도록 고정시키기 위한 의료용품이다. 통상 스플린트는 뼈가 골절되거나 금이 간 경우 및 인대의 신장이나 파열시, 다친 관절과 근육조직의 지지 및 고정을 위해 부분적 또는 전체적으로 단단히 감아 움직이지 않도록 보호하는데 사용된다.
종래에는 스플린트 시술방식으로서 석고가 도포된 붕대를 환부에 감아 고정시키는 방법이 널리 사용되어 왔으나, 이러한 시술방법은 석고가 경화되는 과정에서 수축현상이 발생하게 되어 환부를 효과적으로 지지 또는 보호하지 못하는 단점이 있다. 또한, 환부에 붕대를 감는데 상당한 시간이 소요되며 통기성이 없으므로 장시간 사용할 경우 땀이 많이 나면서 가려움증을 유발하는 문제가 있다. 또한, 시술 후 경화가 완료된 상태에서 환부의 치료가 끝나게 되면 이를 제거하기 위해 별도의 절단기를 사용해야 되므로, 절단 도중 신체의 피부나 다른 조직을 다치게 하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
석고 붕대를 이용한 스플린트의 문제점을 해결하기 위해, 경화성 수지(습기 경화형 수지)가 함침된 탄력섬유를 이용하는 방식이 제안되었다. 경화성 수지가 함침된 탄력섬유는 그 사용시에 포장지를 벗겨내어 내부의 탄력섬유가 상온에서 신속히 자연 경화되도록 함으로써 성형성을 개선하였으며, 이러한 방식의 스플린트가 널리 사용되고 있다. 그러나 경화성 수지가 함침된 탄력섬유를 이용하는 경우에도, 시술 후 치료가 완료되면 부목을 제거하기 위해 경화성 수지가 함침된 상태의 탄력섬유의 표면에 고속으로 회전하는 커터를 접촉시켜 절단하는 방식으로 부목을 제거하고 있다. 고속으로 회전하는 커터를 이용해서 수지로 함침된 탄력섬유를 절단하게 되면, 분진이 발생하거나 마찰열에 의해 고열이 발생하여 피부 손상이나 화상을 유발할 수 있는 문제가 있다.
또한, 기존의 스플린트 부재의 경우, 사실상 재사용이 불가능할 수 있고, 폐스플린트 부재가 버려지거나 매립될 경우, 자연 상태에서의 분해성이 떨어지기 때문에(즉, 난분해성 물질이기 때문에), 환경 오염 문제를 유발할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 생분해성으로 환경 오염 문제를 줄여줄 수 있고, 생체 적합성을 가지며, 환부의 통기성을 확보하여 치료 효과를 높일 수 있고, 저온에서의 가공성이 우수하여 복수 회 재사용할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 경량으로 환자에게 무리가 가지 않으며, 착용 상태에서도 X-선(ray) 등의 검사가 가능하며, 사용후 용이하게 그리고 안전하게 제거할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생분해성 스플린트(splint) 부재로서, 생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체; 상기 메쉬 타입 지지체의 표면에 코팅된 것으로, 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층 상에 코팅된 것으로, 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하는 생분해성 스플린트(splint) 부재가 제공된다.
상기 생분해성 섬유는 면(cotton)을 포함할 수 있다. 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는, 예를 들어, PCL(polycaprolactone)일 수 있다.
상기 제 2 코팅층은 무기물을 더 포함할 수 있다. 상기 무기물은 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제 2 코팅층에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도일 수 있다. 상기 생분해성 스플린트 부재는 80℃ 이하의 온도에서 성형 및 가공이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 생분해성 스플린트(splint) 부재의 제조 방법으로서, 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 제 1 용매와 혼합하여 제 1 코팅제를 마련하는 단계; 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 제 2 용매와 혼합하여 제 2 코팅제를 마련하는 단계; 생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 코팅층 상에 상기 제 2 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 생분해성 스플린트(splint) 부재의 제조 방법이 제공된다.
상기 제 1 코팅제를 마련하는 단계는 폴리올계 물질, 사슬연장제 물질 및 촉매 물질을 혼합하여 제 1 혼합물을 마련하는 단계; 상기 제 1 혼합물에 이소시아네이트계 물질을 첨가하여 제 2 혼합물을 마련하는 단계; 상기 제 2 혼합물을 경화시켜 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 수득하는 단계; 및 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 상기 제 1 용매와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 혼합물에서 상기 사슬연장제 물질의 함유량은 약 0.5 wt% ∼3.0 wt% 정도일 수 있다. 상기 제 2 혼합물에서 상기 이소시아네이트계 물질의 함유량은 약 40 wt% ∼ 60 wt% 정도일 수 있다.
상기 폴리올계 물질은 PCL 디올(polycaprolactone diol)을 포함할 수 있고, 상기 사슬연장제 물질은 EG(ethylene glycol)을 포함할 수 있고, 상기 촉매 물질은 stannous octoate [Sn(Oct)2]를 포함할 수 있고, 상기 이소시아네이트계 물질은 ELDI(ethyl lysine diisocyanate)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 코팅제는 약 500∼1000 cp 범위의 점도를 가질 수 있다.
상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 코팅제 및 상기 제 2 코팅층은 무기물을 더 포함할 수 있다. 상기 무기물은 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제 2 코팅층에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도일 수 있다. 상기 제 2 코팅제는 약 500∼1000 cp 범위의 점도를 가질 수 있다. 상기 생분해성 섬유는 면(cotton)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 생분해성으로 환경 오염 문제를 줄여줄 수 있고, 생체 적합성을 가지며, 환부의 통기성을 확보하여 짓무름 등의 문제 없이 치료 효과를 높일 수 있고, 저온에서의 가공성(성형 및 접착 특성)이 우수하여 복수 회 재사용할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 경량(가벼운 무게)으로 환자에게 무리가 가지 않으며, 착용 상태에서도 X-선 등의 검사가 가능하고, 사용후 용이하게/안전하게 제거할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 구현할 수 있다.
상기한 생분해성 스플린트 부재는 환경 친화성, 가공/성형의 용의성, 재활용 가능 특성, 착용성, 통기성 등의 다양한 이점으로 인해, 기존 제품의 대체제로서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트(splint) 부재를 예시적으로 보여주는 사진 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재를 보여주는 사진 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재에 적용될 수 있는 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자의 화학 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에서 제 1 코팅제를 마련하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 사슬연장제 물질을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 이소시아네이트계 물질을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 코팅 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이하에서 설명할 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 명확하게 설명하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태의 용어는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급한 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "연결"이라는 용어는 어떤 부재들이 직접적으로 연결된 것을 의미할 뿐만 아니라, 부재들 사이에 다른 부재가 더 개재되어 간접적으로 연결된 것까지 포함하는 개념이다.
아울러, 본원 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. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본원 명세서에서 사용되는 "약", "실질적으로" 등의 정도의 용어는 고유한 제조 및 물질 허용 오차를 감안하여, 그 수치나 정도의 범주 또는 이에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 제공된 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 영역이나 파트들의 사이즈나 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트(splint) 부재를 예시적으로 보여주는 사진 이미지이다. 도 1의 오른쪽 영역에 도시된 확대도는 스플린트 부재의 일부 영역의 단면 구조를 확대하여 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 스플린트(즉, 부목) 부재는 메쉬(mesh) 타입 지지체(M10), 메쉬 타입 지지체(M10)의 표면에 코팅된 제 1 코팅층(P10) 및 제 1 코팅층(P10)의 표면에 코팅된 제 2 코팅층(P20)을 포함할 수 있다.
메쉬 타입 지지체(M10)는 생분해성 섬유로 형성될 수 있다. 상기 생분해성 섬유는, 예를 들어, 면(cotton)을 포함할 수 있다. 일례로, 메쉬 타입 지지체(M10)는 격자 형태로 제작된 면 섬유, 다시 말해, 면 메쉬(cotton mesh)일 수 있다. 면 섬유는 천연 유래 생분해성 물질이라고 할 수 있다.
메쉬 타입 지지체(M10)의 표면에 코팅된 제 1 코팅층(P10)은 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함할 수 있다. 제 1 코팅층(P10)은 주요 구성 성분으로서 생분해성 열가소성 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 제 1 코팅층(P10) 전체가 생분해성 열가소성 폴리우레탄으로 구성될 수 있다. 이러한 제 1 코팅층(P10)은 메쉬 타입 지지체(M10)의 표면에 일차적으로 코팅되는 일종의 프라이머(primer)라고 할 수 있다. 제 1 코팅층(P10)에 의해 제 2 코팅층(P20)의 코팅/접착 특성이 향상될 수 있다.
제 1 코팅층(P10)의 표면에 코팅된 제 2 코팅층(P20)은 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함할 수 있다. 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는, 예를 들어, PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone)일 수 있다. 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 약 80℃ 이하 또는 약 60℃ 이하의 저온에서 가공성/성형성 및 접착성이 우수할 수 있고, 생체 적합성이 우수하며, 아울러 우수한 생분해성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 코팅층(P20)은 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자와 함께 무기물을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 무기물은, 예를 들어, 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 무기물은 중금속을 포함하지 않는 물질일 수 있다. 상기 무기물은 제 2 코팅층(P20)의 강도를 보강하는 역할을 할 수 있다. 상기 무기물에 의해 제 2 코팅층(P20) 및 이를 적용한 생분해성 스플린트 부재 전체의 강도가 강화될 수 있다. 제 2 코팅층(P20)에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도일 수 있다. 제 2 코팅층(P20)에서 상기 무기물의 함유량이 약 10 wt% 미만일 경우, 강도 강화 효과가 미미할 수 있고, 약 50 wt%를 초과할 경우에는 제 2 코팅층(P20) 전체의 충격 강도가 약화되어 쉽게 부러질 수 있고 접착 강도 또한 약해질 수 있다. 제 2 코팅층(P20)에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도, 더욱 바람직하게는, 약 20∼30 wt% 정도일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재는 약 80℃ 이하 또는 약 60℃ 이하의 온도(저온)에서 성형 및 가공이 가능(용이)할 수 있다. 또한, 상기 생분해성 스플린트 부재를 구성하는 메쉬 타입 지지체(M10)와 제 1 코팅층(P10) 및 제 2 코팅층(P20)은 천연(식물) 유래 성분이거나 우수한 생분해성 및 생체 적합성을 갖는 성분일 수 있다. 또한, 상기 생분해성 스플린트 부재는 제 1 및 제 2 코팅층(P10, P20)이 코팅된 상태에서도 메쉬 타입 지지체(M10)의 메쉬 구조를 대체로 유지할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재를 이용하면, 환경 오염 문제를 줄여줄 수 있고, 생체 적합성 및 통기성 확보를 통해 짓무름 등의 문제 없이 치료 효과를 높일 수 있다. 또한, 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재는 저온에서의 우수한 가공성(성형 및 접착 특성)으로 인해 복수 회 재사용하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재는 경량(가벼운 무게)으로 환자에게 무리를 주지 않을 수 있고, 착용 상태에서도 X-선 등의 검사가 가능할 수 있으며, 사용 후 안전하게 제거하기가 용이할 수 있다. 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재는 환경 친화성, 가공/성형의 용의성, 재활용 가능 특성, 착용성, 통기성 등의 다양한 이점으로 인해, 기존 제품의 대체제로서 유용하게 활용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재를 보여주는 사진 이미지이다. 도 2의 생분해성 스플린트 부재들(a ~ c)는 도 1을 참조하여 설명한 단면 구조를 가질 수 있고, 이것이 적용되는 환부 및 그 주변부의 형상에 따라 전면적에 걸쳐 통기성을 확보하면서도 적절한 형태로 용이하게 성형될 수 있다. 도 2에 도시된 생분해성 스플린트 부재들의 형태는 예시적인 것이고, 이는 다양하게 변형될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재에 적용될 수 있는 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자의 화학 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자는 폴리올(polyol) 성분, 이소시아네이트(isocyanate) 성분 및 사슬연장제(chain extender) 성분을 포함할 수 있다. 상기 사슬연장제 성분은 통상적인 사슬연장제이거나, 가수 분해성 연결기를 갖는 사슬연장제일 수 있다. 또한, 상기 사슬연장제 성분은 이중 작용기를 가질 수 있다. 상기 이소시아네이트 성분은 디이소시아네이트(diisocyanate) 성분일 수 있다.
도 3의 화학 구조에서 R1은 이소시아네이트 성분을 나타내고, R2는 사슬연장제 성분을 나타내며, R3은 연질 세그먼트(soft segment)인 폴리올 성분을 나타낸다. 변수(pronumeral) 'n'은 R1과 R2를 포함하는 하드 세그먼트(hard segment)의 평균 반복 단위수를 나타내고, 변수(pronumeral) 'p'는 폴리머의 분자량에 비례하는 것으로, 하드 세그먼트 반복 단위와 연질 세그먼트를 포함한 구성부의 반복 단위수를 나타낸다. 이러한 구조를 갖는 폴리우레탄계 고분자(여기서는, 폴리우레탄)는 생분해가 가능한 특성을 가질 수 있고, 아울러, 열가소성을 가질 수 있다. 또한, 상기한 폴리우레탄계 고분자는 우수한 접착력을 갖는 프라이머(primer)로 작용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법은 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 제 1 용매와 혼합하여 제 1 코팅제를 마련하는 단계(S10), 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 제 2 용매와 혼합하여 제 2 코팅제를 마련하는 단계(S20), 생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계(S30) 및 상기 제 1 코팅층 상에 상기 제 2 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 코팅제를 마련하는 단계(S10)는, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 세부 단계들을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 제 1 코팅제를 마련하는 단계(S10)는 폴리올계 물질, 사슬연장제 물질 및 촉매 물질을 혼합하여 제 1 혼합물을 마련하는 단계(S11), 상기 제 1 혼합물에 이소시아네이트계 물질을 첨가하여 제 2 혼합물을 마련하는 단계(S12), 상기 제 2 혼합물을 경화시켜 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 수득하는 단계(S13) 및 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 상기 제 1 용매와 혼합하는 단계(S14)를 포함할 수 있다.
상기 폴리올계 물질은 이소시아네이트와 반응하여 우레탄기를 형성할 수 있는 적어도 2개 이상의 작용성 하이드록실기(hydroxyl group)를 갖는 분자를 의미할 수 있다. 상기 폴리올계 물질은, 예컨대, 디올(diol), 트리올(triol) 및 매크로디올(macrodiol) 등의 형태를 갖는 폴리올을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 폴리올계 물질의 분자량(molecular weight)(Mw)은 약 200∼1000 Da 정도, 바람직하게는 약 200∼600 Da 정도, 더욱 바람직하게는 약 200∼400 Da 정도일 수 있다. 상기 폴리올계 물질은, 예를 들어, 하이드록실기(hydroxyl group), 티올기(thiol group) 또는 카르복실산기(carboxylic acid group)에 의해 종결된 구조를 가질 수 있다. 상기 폴리올계 물질은, 예를 들어, PCL 디올(polycaprolactone diol), PCL 트리올(polycaprolactone triol), PBA 디올(polybutylene adipate diol), PBA 트리올(polybutylene adipate triol) 등으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 연질 세그먼트로 작용할 수 있는 폴리올계 물질은 PCL 디올(polycaprolactone diol), PLA 디올(polylactic acid diol), P4HB 디올(poly-4-hydroxybutyrate diol), P3HB 디올(poly-3-hydroxybutyrate diol), PPG 디올(polypropylene glycol diol), PLGA 디올[poly(lactide-co-glycolide) diol], PBA 디올(polybutylene adipate diol), PBSA 디올(polybutylene succinate adipate diol) 중 적어도 하나를 포함하거나, 이들 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 사슬연장제 물질은 이소시아네이트와 반응할 때 우레탄 결합을 형성할 수 있는 2개 이상의 작용기를 갖는 분자일 수 있다. 상기 사슬연장제 물질은 저분자량을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 사슬연장제 물질은 이작용성 물질(화합물)일 수 있다. 상기 사슬연장제 물질은, 예컨대, 디올, 트리올, 아민(디아민), 아미노 알코올 및 디카르복실산 형태/구성을 가질 수 있다. 디올은 상대적으로 무독성이며 분해시 체내에 재흡수되거나 배설될 수 있으며, 그 예로는, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 테트라 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판 디올, 1,4-부탄 디올, 1,6-헥산 디올이 포함될 수 있다. GA(glycolic acid)-EG(ethylene glycol) 이량체, LA(lactic acid)-EG(ethylene glycol) 이량체, LA 및/또는 GA 및 EG의 조합을 포함하는 삼량체, 및 이량체 및 삼량체와 같은 올리고머 디올 등이 사용될 수 있다. 또한, 사용될 수 있는 아민의 예로는, 부탄 디아민, 에탄올 아민, 글리신 및 리신 등이 포함될 수 있다. 하드 세그먼트에 통합되어 이러한 사슬연장제 물질은 성능 저하(즉, 분해 속도)를 가속화시킬 수 있다. 따라서, 하드 세그먼트의 에스테르는 우레탄 결합 보다 훨씬 빠르게 분해될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 사슬연장제 물질을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, (A) 내지 (C)는 분해가 용이한(가능한) 사슬연장제 물질을 예시적으로 보여준다. 여기서, (A)는 사슬연장제 물질로 사용될 수 있는 EG(ethylene glycol)-GA(glycolic acid) 디올로서, 이 물질의 분자량(Mw)은 약 120 Da 정도일 수 있다. (B)는 사슬연장제 물질로 사용될 수 있는 EG(ethylene glycol)-LA(lactic acid) 디올로서, 이 물질의 분자량(Mw)은 약 134 Da 정도일 수 있다. (C)는 사슬연장제 물질로 사용될 수 있는 EG(ethylene glycol)-4HB(hydroxybutyrate) 디올로서, 이 물질의 분자량(Mw)은 약 148 Da 정도일 수 있다. 그러나 도 6에 도시된 사슬연장제 물질은 예시적인 것이고, 그 밖에 다양한 사슬연장제 물질이 사용될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 폴리머를 제조하는데 적합한 상기 이소시아네이트계 물질은, 예를 들어, ELDI(ethyl lysine diisocyanate), MLDI(methyl lysine diisocyanate), BDI(butane diisocyanate), HDI(hexamethylene diisocyanate), H12MDI[4,4'-methylene-bis-(cyclohexyl isocyanate)] 등으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이소시아네이트계 물질은 TDI(trilene diisocyanate). MDI(diphenylmethane 4,4'-diisocyanate), IPDI(isophorone diisocyanate), 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 등으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 상기 이소시아네이트계 물질은 일종의 경화제(curing agent)라고 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 이소시아네이트계 물질을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, (A)는 ELDI의 화학 구조를, (B)는 MLDI의 화학 구조를, (C)는 BDI의 화학 구조를, (D)는 HDI의 화학 구조를, (E)는 H12MDI의 화학 구조를 보여준다. 그러나 도 7에 도시된 이소시아네이트계 물질은 예시적인 것이고, 그 밖에 다양한 이소시아네이트계 물질이 사용될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, S11 단계에서 상기 제 1 혼합물의 제조시, 촉매 물질을 사용할 수 있다. 상기 촉매 물질은 상기 폴리올계 물질과 상기 이소시아네이트계 물질 사이의 반응에 의한 우레탄 합성을 촉진하는 역할을 할 수 있다. 상기 촉매 물질로는, 예를 들어, stannous octoate [Sn(Oct)2]를 사용할 수 있다. 상기 촉매 물질은 티타늄(Ⅳ) 부틸옥시드, 제 1 주석 옥토에이트, 제 2 철 아세틸 아세토네이트, 마그네슘 메톡사이드, 아연 옥토에이트, 망간 2-에틸 헥사 노에이트, 아민 촉매 등으로 구성된 그룹에서 선택적 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
S11 단계의 상기 제 1 혼합물에서 상기 사슬연장제 물질의 함유량은, 예를 들어, 약 0.5 wt% ∼ 3.0 wt% 범위인 것이 바람직할 수 있다. 또한, S12 단계의 상기 제 2 혼합물에서 상기 이소시아네이트계 물질의 함유량은, 예를 들어, 약 40 wt% ∼ 60 wt% 범위인 것이 바람직할 수 있다. 이러한 조건들을 만족할 때, 보다 우수한 성형성 및 접착성을 갖는 제 1 코팅층(도 1의 P10)을 형성할 수 있다.
S13 단계에서 상기 제 2 혼합물에 대한 경화 공정은, 예를 들어, 약 50℃ 내지 150℃ 정도의 온도 범위에서 수행될 수 있고, 이때, 경화 시간은 수 시간 내지 수십 시간 정도일 수 있다. S13 단계에서 수득된 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 S14 단계에서 제 1 용매와 혼합하여, 도 4에서 설명한 상기 제 1 코팅제를 제조할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, S10 단계에서 사용되는 상기 제 1 용매로는, 예를 들어, 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 디메틸포름아미드(dimethylformamide) 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide)와 같은 용매 중 적어도 어느 하나(단독 또는 혼합 용매)를 사용할 수 있다. 상기 제 1 용매는 생체 독성을 갖지 않는 것이 바람직할 수 있다. 상기 제 1 용매에 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 용해하여 얻어진 상기 제 1 코팅제는, 예컨대, 약 500∼1000 cp 범위의 점도를 가질 수 있다. 이러한 점도 범위에서 상기 제 1 코팅제는 비교적 우수한 코팅성을 나타낼 수 있다.
도 4의 S20 단계에서 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 제 2 용매와 혼합하여 제 2 코팅제를 마련할 수 있다. 여기서, 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는, 예를 들어, PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone)일 수 있다. 상기 제 2 용매로는, 예를 들어, 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 및 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate)와 같은 용매 중 적어도 어느 하나(단독 또는 혼합 용매)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 2 용매는 사이클로헥세인(cyclohexane), 사염화 탄소(carbon tetrachloride), 벤젠(benzene), 디에틸 에테르(diethyl ether), 디이소프로필 에테르(diisopropyl ether), 1,4-다이옥세인(1,4-dioxane), THF(tetrahydrofuran), MC(dichloromethane), EA(ethyl acetate) 중 적어도 어느 하나(단독 또는 혼합 용매)를 사용할 수 있다. 상기 제 2 용매는 생체 독성을 갖지 않는 것이 바람직할 수 있다. 상기 제 2 코팅제는, 예컨대, 약 500∼1000 cp 범위의 점도를 가질 수 있다. 이러한 점도 범위에서 상기 제 2 코팅제는 비교적 우수한 코팅성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, S20 단계에서 상기 제 2 용매에 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자와 함께 무기물을 더 첨가할 수 있다. 여기서, 상기 무기물은, 예를 들어, 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 무기물은 중금속을 포함하지 않는 물질일 수 있다. 상기 무기물은 상기 제 2 코팅제로 형성하는 제 2 코팅층(도 1의 P20)의 강도를 보강하는 역할을 할 수 있다. 상기 무기물에 의해 제 2 코팅층(도 1의 P20) 및 이를 적용한 생분해성 스플린트 부재 전체의 강도가 강화될 수 있다. 제 2 코팅층(도 1의 P20)에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도일 수 있다. 제 2 코팅층(도 1의 P20)에서 상기 무기물의 함유량이 약 10 wt% 미만일 경우, 강도 강화 효과가 미미할 수 있고, 약 50 wt%를 초과할 경우에는 제 2 코팅층(도 1의 P20) 전체의 충격 강도가 약화되어 쉽게 부러질 수 있고 접착 강도 또한 약해질 수 있다. 제 2 코팅층(도 1의 P20)에서 상기 무기물의 함유량은 약 10∼50 wt% 정도, 더욱 바람직하게는, 약 20∼30 wt% 정도일 수 있다.
도 4의 S30 단계에서 생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 메쉬 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 도포한 후, 열처리에 의한 경화 과정을 거쳐 상기 제 1 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제 1 코팅제는 일종의 '생체적합성/생분해성 우레탄계 수지'라고 할 수 있다. 상기 제 1 코팅제의 코팅량은, 예컨대, 약 10∼50 g/m2 정도일 수 있다. 코팅된 상기 제 1 코팅제의 경화를 위한 열처리 온도는, 예컨대, 약 30∼80℃ 정도일 수 있다. 코팅된 상기 제 1 코팅제의 경화를 위한 열처리 시간은, 예컨대, 약 5∼50분 정도일 수 있다.
도 4의 S40 단계에서 상기 제 1 코팅층 상에 상기 제 2 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 제 1 코팅층의 표면에 상기 제 2 코팅제를 도포한 후, 열처리에 의한 경화 과정을 거쳐 상기 제 2 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제 2 코팅제는 일종의 '생체적합성/생분해성 에스테르계 수지'라고 할 수 있다. 상기 제 2 코팅제에 포함된 에스테르계 물질(열가소성 폴리에스테르계 고분자)의 분자량(Mw)은, 예컨대, 약 800∼1000 Da 정도일 수 있다. 상기 제 2 코팅제의 코팅량은, 예컨대, 약 10∼50 g/m2 정도일 수 있다. 코팅된 상기 제 2 코팅제의 경화를 위한 열처리 온도는, 예컨대, 약 30∼80℃ 정도일 수 있다. 코팅된 상기 제 2 코팅제의 경화를 위한 열처리 시간은, 예컨대, 약 5∼50분 정도일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법에 적용될 수 있는 코팅 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 코팅 장치는 피코팅 부재(10)를 공급하는 피코팅 부재 공급부(20), 피코팅 부재(10)에 코팅될 코팅제(30)가 담겨지는 딥핑 용기(dipping tub)(40), 피코팅 부재(10)에 코팅된 상기 코팅제를 열처리하여 경화하기 위한 열처리 챔버(즉, 오븐)(50), 경화된 코팅제(즉, 코팅층)가 형성된 피코팅 부재(10)를 권취하기 위한 권취부(60) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 피코팅 부재(10)는 메쉬 타입 지지체(도 1의 M10)일 수 있다. 상기 메쉬 타입 지지체(도 1의 M10)가 적용될 경우, 상기 코팅 장치의 구체적인 구성은 다양하게 변화될 수 있다. 2단계 혹은 그 이상의 코팅 과정을 거쳐서 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재를 제조할 수 있다.
[실험예 1]: 폴리올계 물질로서 PCL 디올 (Mw = 1000 Da)을 진공(0.1 torr) 하에서 90℃ 온도에서 4시간 동안 건조하였다. 사슬연장제 물질로서 에틸렌 글리콜(EG)을 증류하고, 진공(0.1 torr) 하에서 90℃ 온도에서 3시간 동안 탈기(deaeration)시켰다. 하드 세그먼트로 사용되는 이소시아네이트계 물질로서 ELDI(ethyl lysine diisocyanate)(즉, ethylene diisocyanate)를 증류하여 준비하였다. 촉매 물질로는 stannous octoate를 사용하였다. 상기한 PCL 디올, EG, stannous octoate 및 ELDI의 혼합물을 기반으로 하는 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 조성물을 1 단계 벌크 중합 과정에 의해 제조하였다.
PCL 디올(20g)과 EG(3.34g) 및 stannous octoate(0.040g)의 혼합물(제 1 혼합물)을 사전 건조된 100 mL 유리 비커에 넣고, 알루미늄 호일로 덮어준 후, 오븐에서 질소 분위기 하에서 70℃로 가열하였다. ELDI(16.67g)를 별도의 습식 타르 처리된 사전 건조된 폴리프로필렌 비커에서 무게를 측정하고, 오븐에서 질소 분위기 하에서 70℃로 가열한 "PCL 디올/EG/stannous octoate"가 담겨진 비커에 첨가하여 제 2 혼합물을 제조하였다. 이어서, 상기 제 2 혼합물을 겔화가 발생할 때까지 교반하였고, 겔화된 상기 제 2 혼합물을 테프론(teflon) 코팅된 금속 트레이에 부어 약 18 시간 동안 100℃ 온도에서 경화시켜 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 조성물(즉, 생분해성 열가소성 폴리우레탄)을 제조하였다. (이후, 이렇게 얻어진 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄을 제 1 용매에 용해하여 제 1 코팅제를 형성한다).
상기한 방법으로 제조된 결과물을 점도 측정기, 접착력 테스터기를 사용해서 점도 및 접착력 등의 특징을 측정하였다.
[실험예 2]: 실험예 1과 동일한 방법으로 합성하되, 이소시아네이트계 물질(경화제)인 ELDI의 양을 20g으로 증량하여 제조하였다.
[실험예 3]: 실험예 1과 동일한 방법으로 합성하되, PCL 디올의 양을 20g으로, EG의 양을 4.33g으로, ELDI의 양을 16.67g으로 하여 제조하였다.
[실험예 4]: 실험예 1과 동일한 방법으로 합성하되, PCL 디올의 양을 20g으로, EG의 양을 4.33g으로, ELDI의 양을 20g으로 하여 제조하였다.
[실험예 5]: 실험예 1과 동일한 방법으로 합성하되, PCL 디올의 양을 20g으로, EG의 양을 4.33g으로, ELDI의 양을 24g으로 하여 제조하였다.
아래의 표 1은 상기한 실험예 1 내지 5의 방법으로 제조된 결과물의 접착력, 점도 및 성형 온도를 측정한 결과를 정리한 것이다.
상기한 실험예 1 내지 5는 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 제조하는 방법 및 이를 적용하여 제 1 코팅제를 마련하는 방법에 대한 것이다. 이와 별개로, 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅제를 마련하고, 메쉬 타입 지지체 상에 상기 제 1 코팅제 및 상기 제 2 코팅제를 순차로 코팅하여 생분해성 스플린트 부재를 제조할 수 있다. 이는 앞서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 동일할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따르면, 생분해성으로 환경 오염 문제를 줄여줄 수 있고, 생체 적합성을 가지며, 환부의 통기성을 확보하여 짓무름 등의 문제 없이 치료 효과를 높일 수 있고, 저온에서의 가공성, 즉 성형과 접착 특성이 우수하여 복수 회 재사용할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 구현할 수 있다. 또한, 경량으로 환자에게 무리가 가지 않으며, 착용 상태에서도 X-선 등의 검사가 가능하고, 사용후 용이하게/안전하게 제거할 수 있는 생분해성 스플린트 부재를 구현할 수 있다. 상기한 생분해성 스플린트 부재는 환경 친화성, 가공/성형의 용의성, 재활용 가능 특성, 착용성, 통기성 등의 다양한 이점으로 인해, 기존 제품의 대체제로서 유용하게 활용될 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 실시예에 따른 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법이, 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양하게 치환, 변경 및 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
M10 : 메쉬 타입 지지체 P10 : 제 1 코팅층
P20 : 제 2 코팅층 S10∼S40 : 단계들
10 : 피코팅 부재 20 : 피코팅 부재 공급부
30 : 코팅제 40 : 딥핑 용기
50 : 열처리 챔버 60 : 권취부

Claims (20)

  1. 생분해성 스플린트(splint) 부재로서,
    생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체;
    상기 메쉬 타입 지지체의 표면에 코팅된 것으로, 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층; 및
    상기 제 1 코팅층 상에 코팅된 것으로, 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 포함하고,
    상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자는 폴리올(polyol) 성분, 이소시아네이트(isocyanate) 성분 및 사슬연장제(chain extender) 성분을 포함하여 구성되고,
    상기 폴리올 성분은 PCL 디올(polycaprolactone diol), PCL 트리올(polycaprolactone triol), PBA 디올(polybutylene adipate diol), PBA 트리올(polybutylene adipate triol), PLA 디올(polylactic acid diol), P4HB 디올(poly-4-hydroxybutyrate diol), P3HB 디올(poly-3-hydroxybutyrate diol), PPG 디올(polypropylene glycol diol), PLGA 디올[poly(lactide-co-glycolide) diol] 및 PBSA 디올(polybutylene succinate adipate diol) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제 2 코팅층은 무기물을 더 포함하고, 상기 제 2 코팅층에서 상기 무기물의 함유량은 10∼50 wt% 인 생분해성 스플린트(splint) 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 섬유는 면(cotton)을 포함하는 생분해성 스플린트 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함하는 생분해성 스플린트 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone)인 생분해성 스플린트 부재.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기물은 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함하는 생분해성 스플린트 부재.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 생분해성 스플린트 부재는 80℃ 이하의 온도에서 성형 및 가공이 가능하도록 구성된 생분해성 스플린트 부재.
  9. 생분해성 스플린트(splint) 부재의 제조 방법으로서,
    생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 제 1 용매와 혼합하여 제 1 코팅제를 마련하는 단계;
    생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 제 2 용매와 혼합하여 제 2 코팅제를 마련하는 단계;
    생분해성 섬유로 형성된 메쉬(mesh) 타입 지지체의 표면에 상기 제 1 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 코팅층 상에 상기 제 2 코팅제를 코팅하여 상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자를 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 코팅제를 마련하는 단계는,
    폴리올계 물질, 사슬연장제 물질 및 촉매 물질을 혼합하여 제 1 혼합물을 마련하는 단계;
    상기 제 1 혼합물에 이소시아네이트계 물질을 첨가하여 제 2 혼합물을 마련하는 단계;
    상기 제 2 혼합물을 경화시켜 상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 수득하는 단계; 및
    상기 생분해성 열가소성 폴리우레탄계 고분자를 상기 제 1 용매와 혼합하는 단계를 포함하는 생분해성 스플린트(splint) 부재의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 혼합물에서 상기 사슬연장제 물질의 함유량은 0.5 wt% ∼ 3.0 wt% 범위인 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 혼합물에서 상기 이소시아네이트계 물질의 함유량은 40 wt% ∼ 60 wt% 범위인 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리올계 물질은 PCL 디올(polycaprolactone diol)을 포함하고,
    상기 사슬연장제 물질은 EG(ethylene glycol)을 포함하고,
    상기 촉매 물질은 stannous octoate [Sn(Oct)2]를 포함하고,
    상기 이소시아네이트계 물질은 ELDI(ethyl lysine diisocyanate)를 포함하는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅제는 500∼1000 cp 범위의 점도를 갖는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 생분해성 열가소성 폴리에스테르계 고분자는 PCL(polycaprolactone), PLA(polylactic acid), PHA(polyhydroxyalkanoate), PHB(polyhydroxybutyrate), PBA(polybutylene adipate), PBS(polybutylene succinate) 및 PBSA(polybutylene succinate adipate) 중 적어도 하나를 포함하는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 코팅제 및 상기 제 2 코팅층은 무기물을 더 포함하는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무기물은 탄산칼슘(calcium carbonate) 및 탤크(talc) 중 적어도 하나를 포함하는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 코팅층에서 상기 무기물의 함유량은 10∼50 wt% 인 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 코팅제는 500∼1000 cp 범위의 점도를 갖는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
  20. 제 9 항에 있어서,
    상기 생분해성 섬유는 면(cotton)을 포함하는 생분해성 스플린트 부재의 제조 방법.
KR1020210041137A 2021-03-30 2021-03-30 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법 KR102621182B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210041137A KR102621182B1 (ko) 2021-03-30 2021-03-30 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210041137A KR102621182B1 (ko) 2021-03-30 2021-03-30 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220135450A KR20220135450A (ko) 2022-10-07
KR102621182B1 true KR102621182B1 (ko) 2024-01-04

Family

ID=83595628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210041137A KR102621182B1 (ko) 2021-03-30 2021-03-30 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102621182B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233119A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Showa Highpolymer Co Ltd 生分解性ポリエステルウレタン溶液
KR102135038B1 (ko) * 2020-03-30 2020-07-20 (주)포스메디칼 생분해성 깁스, 이의 제조방법 및 생분해성 깁스의 사용방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08508909A (ja) * 1993-04-16 1996-09-24 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 整形外科キャスティング材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233119A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Showa Highpolymer Co Ltd 生分解性ポリエステルウレタン溶液
KR102135038B1 (ko) * 2020-03-30 2020-07-20 (주)포스메디칼 생분해성 깁스, 이의 제조방법 및 생분해성 깁스의 사용방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220135450A (ko) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5496457B2 (ja) 生分解性ポリウレタン及びポリウレタン尿素
JP5600062B2 (ja) 高弾性率ポリウレタン及びポリウレタン/尿素組成物
JP5351516B2 (ja) 鎖延長剤
AU2018390991B2 (en) Soft tissue implant pocket
US20090130174A1 (en) Poly (ester urethane) urea foams with enhanced mechanical and biological properties
US20100068171A1 (en) Injectable bone/polymer composite bone void fillers
Adolph et al. Injectable polyurethane composite scaffolds delay wound contraction and support cellular infiltration and remodeling in rat excisional wounds
US20090221784A1 (en) Biodegradable polyurethanes
WO2016098073A2 (en) Polyurethanes
WO2013155173A2 (en) Methods and compositions relating to biodegradable epoxy elastomers
EP2842583A1 (en) Biodegradable and bioerodible polyurethanes, method of preparation thereof and use thereof
JP2001521788A (ja) 人医療においてインプラントとして使用するための成形体及びそのような成形体を製造するための方法
JP2023164432A (ja) 組織修復積層体
Jin et al. A double-layer dura mater based on poly (caprolactone-co-lactide) film and polyurethane sponge: preparation, characterization, and biodegradation study
KR102621182B1 (ko) 생분해성 스플린트 부재 및 그 제조 방법
US20100247672A1 (en) Polyurethane/bone compositions and methods
AU2005223917B2 (en) Biodegradable polyurethane and polyurethane ureas
JP2008120888A (ja) 生分解性共重合体及びその製造方法
PL212763B1 (pl) Biodegradowalne poliuretany i sposób ich wytwarzania
Jamiolkowski et al. The Poly (a-Esters)
Herath Synthesis and characterization of novel biodegradable crosslinked polyesters

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right