KR19980072009A - 착색 봉합사 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

착색 봉합사 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 오배자 추출물, 상수리나무잎 추출물, 오리나무잎 추출물 및 호두껍질 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 추출물을 포함하는 탄닌계 염료 조성물로 봉합사를 염색하고, 상기 염색된 봉합사를 매염제로 처리하는 공정으로 착색 봉합사를 제공한다. 이 착색 봉합사는 천연 염료로 염색되어 인체에 무해하므로, 생체적합성 물질로 사용할수 있다. 또한, 이 착색 봉합사 제조 방법은 천연 염료를 사용하므로, 환경 오염을 야기하지 않으며, 값이 싼 천연 염료를 사용하므로, 경제적으로 착색 봉합사를 제조할 수 있다.

Description

착색 봉합사 및 그의 제조 방법
[산업상 이용 분야]
본 발명은 착색 봉합사 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연 염료를 사용하여 생체에 무해한 착색 봉합사 및 이를 경제적으로 제조할수 있는 착색 봉합사의 제조 방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
오랫동안 실크는 일반적으로 주로 의류용으로 이용되어 왔으나, 최근에, 실크를 의류 소재로써 뿐만 아니라 타 분야의 기초 및 실용적인 분야의 기본 소재로서 널리 사용하고 있다. 특히 최근에는 견 피브로인과 세리신을 이용한 기능성 물질 및 외과용 봉합사 등의 의용 소재 개발에 관한 연구가 진행되고 있으며, 특히, 고부가가치 산업인 의용 소재 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 국내에서 많이 사용되고 있는 외과용 봉합사로는 삼양사에서 개발 판매하고 있는 여러 종류의 합성 섬유나 셀룰로오스섬유 등을 이용하여 꼬임을 준 트위스트 봉합사와 6-8 본이나 그 이상으로 꼬아서 만든 일반실로 짠 봉합사가 주로 사용되고 있다.
그러나 상기 봉합사는 합성 섬유나 셀룰로오스 섬유에 비하여 강도가 매우우수한 실크를 봉합사로 이용하고 있는 추세이다.
또한, 흰색을 나타내는 봉합사는 수술시 혈액이 봉합사에 스며들어, 수술후, 봉합사가 주변 조직이나 피부와 구별이 되지 않는다. 따라서 수술후, 봉합사를 제거하는 것이 용이하지 않다.
이를 해결하기 위하여, 봉합사를 염료를 이용하여 붉은색, 청남색, 검은색으로 염색한 봉합사를 사용하고 있다. 이러한 염료는 염색 색소가 용출되지 않는 즉, 색소가 피부에 이염되지 않는 염료를 이용하여야 한다. 이러한 염료로 현재 주로 사용되고 있는 염료는 열대지역에서 생산되는 록우드(logwood)가 사용되고 있으나, 매우 고가이며, 수입해야하므로, 염료 보급이 원할하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 천연염료를 사용하여 인체에 무해한 외과용 착색 봉합사를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 외과용 착색 봉합사를 경제적으로 제조할 수 있는 외과용 착색 봉합사의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1a 내지 도 1f는 심사 및 외변사를 다양한 형태로 제조한 본 발명의 봉합사를 나타내는 측면도.
도 2는 본 발명의 착색 봉합사 제조 과정 중 수지 가공 공정을 나타내는 공정도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 봉합사 및 비교예에 따라 제조된 착색 봉합사를 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 봉합사를 수술에 사용할 때, 착색하지않은 봉합사에 비하여 식별성이 우수함을 나타내는 사진.
도 5a 및 도5b는 본 발명의 봉합사로 봉합한 조직을 각각 250배 및 500배로 확대하여 나타낸 사진.
도 5c 및 도 5d는 종래의 봉합사로 봉합한 조직을 각각 250배 및 500배로 확대하여 나타낸 사진.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오배자 추출물, 상수리나무잎 추출물, 오리나무잎 추출물 및 호두껍질 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 추출물을 포함하는 탄닌계 염료 조성물로 염색된 착색 봉합사를 제공한다.
또한, 본 발명은 오배자 추출물, 상수리나무잎 추출물, 오리나무잎 추출물및 호두껍질 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 탄닌계 염료 조성물로 봉합사를 염색하고 ; 상기 염색된 봉합사를 매염제로 처리하는 공정을 포함하는 착색 봉합사의 제조 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 착색 봉합사를 제조하는 전체 공정은 다음과 같다.
제 1 공정 (생사의 해사 및 합연사)
14 및 21 데니어 두께를 갖는 생견을 해사기를 이용하여 실을 풀어 보빈에감는다. 이어서, 풀은 생사를 합사기 및 연사기를 이용하여 견사를 용도에 부합되게 2합 또는 3합 등 여러 가지 형태로 합하고 그 합한 생사의 강도를 향상시키기기위하여 다시 여러 가지 형태로 꼬임을 주어 표면을 깨끗하고 매끄럽게 하여 착색봉합사용 원사를 만든다.
제 2 공정 (정련 공정)
본 공정은 상술한 제 1 공정에서 제조된 봉합사용 원사 또는 생사 그대로를 이용하여, 비누소다 정련법과 효소에 의한 정련법에 따라 실시한다. 정련 공정을 실시하면, 상기 봉합사용 원사 또는 생사에서 세리신(sericine)이 제거되어, 제조되는 실크가 더욱 부드럽고 광택이 나게 된다.
1) 비누소다 정련법
섬유 중량에 대하여, 마르세이유 비누 1O%, 소디움 실리케이트(sodiumsi licate) 0.25%, 비이온 계면활성제 0.05% 및 소디움 트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate) 0.05%를 혼합한다. 이 혼합물에 상기 제 1 공정을 거친 봉합사용 원사 또는 생사를 첨가하고, 상기 혼합물의 온도를 비등점까지 증가시킨 후, 1시간 동안 가열하여 봉합사용 원사 또는 생사에서 세리신을 제거한다. 이 공정을 2회 실시한다. 이어서, 세리신이 제거된 봉합사용 원사 또는 생사를 온수 및 냉수로 충분히 수세하고, 건조하여 남아 있는 지질 및 왁스(wax) 성분을 제거하여 불순물이 적은 견사를 만든다.
2) 효소에 의한 정련방법
소디움 실리케이트(sodium silicate) 0.2%, 소디움 하이드로설파이트(sodi um hydrosulfite) 0.05%로 상기 제 1 공정을 거친 봉합사용 원사 또는 생사를 물에 침지하여 세척하는 전처리 공정을 실시한다. 전처리한 봉합사용 원사 및 생사에O.1% 알칼라인 프로테아제 2.5L, 소디움 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 0.5%및 비이온계 계면활성제 0.1%를 첨가하여 충분한 액비로(용액의 부피에 대한 시료의 중량 비율) 55℃에서 60분간 가열하며, 이 공정을 2회 실시한다. 얻어지는 봉합사용 원사 또는 생사를 에테르 및 알콜 등으로 세리신을 제거한다. 이어서 세리신이 제거된 봉합사용 원사 또는 생사를 에틸 에테르등으로 세척하여, 봉합사용 원사 또는 생사에서 남아 있는 지질 및 왁스(wax) 성분 등을 제거한 후 수세 건조하여 순수한 정련견사를 제조한다.
제 3 공정 (착색 봉합사용 원사에 대한 천연염료 염색공정)
오배자 5∼15 중량%, 상수리나무잎 30∼50 중량%, 오리나무잎 30∼50 중량%, 호두껍질 10∼30 중량%로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 탄닌계 염료원료를 물 약 1ℓ에 첨가한다. 이어서, 염료에 염색성을 향상시키기 위한 화합물인 탄산나트륨 약 1g 을 상기 혼합물에 넣고 80∼100℃에서 20∼40분간 끓인다. 생성되는 추출물을 여과한 후, 여과액의 pH를 4.0∼5.0으로 조절하여 탄닌계 염료조성물을 제조한다.
상기 제 1 내지 제 3 공정으로 처리한 순수한 정련 견사를 상기 염료 조성물에 담그어 염색한다. 이어서, 염색한 견사를 황산제일철 등의 매염제로 매염처리한다. 매염제는 두 개 또는 그 이상의 염료분자가 금속과 착물을 형성하게 하는 화합물을 말하며, 매염된 염료들의 크기가 증가하면 수세견뢰도가 향상된다.
상술한 공정을 5회 이상 반복하여 처리함으로서 검정색 착색 봉합사를 제조한다.
제 4 공정 (용도별 착색 봉합사의 제조 공정)
상술한 제 1 공정 내지 제 3 공정으로 제조된 착색 봉합사를 용도에 맞게 도 1a 내지 도 1f에 나타낸 것과 같이, 심사(core) 및 외변사를 다양하게 모양을 바꾸어 각종 형태의 봉합사를 제조한다. 도 1a 및 도 1b는 8개의 외변사로 짠 봉합사이고, 도 1c 및 도 1d는 12개의 외변사, 도 1e 및 도 1f는 16개의 외변사로 짠 봉합사를 나타내는 것이다. 이와 같이, 도 1a 내지 도 1f에 나타낸 숫자는 전체 외변사 개수를 나타내기 위하여 임의적으로 부여한 번호이다. 상기 심사는 봉합사의 인장 강도를 향상시키는 역할을 하며, 일반적으로 봉합사는 중앙에 심사가 위치하고, 그 주변에 꼬아진 외변사가 위치한다.
제 5 공정 (수지 가공 공정)
상술한 제 4 공정을 거친 착색 봉합사를 도 2에 나타낸 공정 순서에 따라 수지 가공 처리한다.
먼저, 실리콘, 멜라닌, 우레탄, 글리옥살 수지 또는 글리옥살(Glyoxal)(잠사곤충연구소에서 제조) 및 우레탄 수지의 혼합물 등을 주성분으로 하고, 보조 가공제로 실리콘계 발수제 수지, 설폰화 오일(sulfonated oil), 글리세린, 왁스 또는실리콘 등의 유연제, 또는 NH4Cl, MgCl2또는 Zn(NO3)2등의 촉매를 포함하는 수지 처리액을 제조한다.
이어서, 상기 수지 처리액에, 상술한 제 4 공정을 거친 착색 봉합사를 침지한 후, 압착하는 침지 처리(padding) 공정을 실시한다. 침지 처리 공정은 맹글(mangle)을 이용하여, 맹글의 교액율(pick-up ratio)을 80∼100%로 조정한 후, 상기 착색 봉합사를 제조된 수지 처리액에 침적시킨 뒤, 미세관을 통과하는 단계로구성된다. 상기 침지 처리 공정은 수지 처리액이 봉합사에 균일하게 침투되고 재현성을 좋게 하기 위하여 2 딥-2 닙(2 deep-2 nip) 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 침지 처리 공정을 실시하면, 봉합사에 발생되는 잔털을 줄일 수 있고, 평활성을 부여할 수 있으므로, 봉합사의 표면을 보다 깨끗하고 매끈하게 할 수있다. 또한, 봉합사의 직경을 균일하게 제조할 수 있고, 내수축성이 우수하며, 용액 흡수성이 낮아 봉합시 혈액 흡수가 잘 되지 않는다.
이어서, 침지 처리 공정에 따라 봉합사 내부에 함침된 수지 처리액이 수분증발에 따라 봉합사 표면으로 이동(migration)되는 것을 방지하여, 봉합사에 수지처리액이 고르게 고정되도록 하기 위하여, 침지 처리한 봉합사를 70∼90℃의 뜨거운 공기로 봉합사의 함수율이 20% 미만이 될 때까지 5∼10 분 동안 예비-건조한다.
이어서, 예비-건조한 봉합사를 130∼160℃의 뜨거운 공기로 2∼10분 정도 경화(curing)한다. 이 경화 공정에서, 수지와 봉합사 사이에 가교결합(cross- linking)이 생성되고, 수지의 축합 반응이 일어난다.
이어서 경화된 착색 봉합사를 비누액이나 약 알칼리액으로 처리하여 수지 가공 착색 봉합사에 남아있는 미반응 수지성분을 제거한다.
[실시예]
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
봉합사용 생사를 소디움 실리케이트 0.2%, 소디움 하이드로설파이트 0.05%로 전처리하였다. 전처리한 생사에 알칼라인 프로테아제 2.5L 0.1%, 소디움 바이카보네이트 0.5% 및 비이온계 계면활성제 0.1%를 첨가하여 55℃에서 60분동안 가열하였다. 상술한 공정을 2회 반복하였다. 얻어지는 생성물을 에테르로 세리신을 제거하였다. 세리신이 제거된 견사를 에틸 에테르로 세척하여, 세리신에 제거된 견사에서 지질 및 왁스 성분을 제거한 후 수세 건조하여 순수한 정련 견사를 제조하였다.
상기 순수한 정련 견사를 중앙에 심사를 놓고, 심사를 중심으로 외변사를 꼬아 봉합사를 제조하였다.
상기 봉합사를 상수리나무잎 추출물을 포함하는 염료 조성물에 담그었다. 이 염료 조성물은 상수리나무잎 40g을 물 1ι에 첨가하고, 이 혼합물에 탄산나트륨1g을 첨가한 후, 95℃에서 30분간 끓였다. 얻어지는 추출물을 여과하고, 이어서 여과액의 pH를 4.5로 조절하여 제조하였다. 염색한 봉합사를 매염제인 황산제일철로 매염하였다. 염색 및 매염 공정을 5회 반복하였다.
맹글의 교액율을 90%가 되게 조정한 후, 상기 매염처리한 봉합사를 글리옥살 수지 및 실리콘계 발수제 수지를 포함하는 수지 처리액에 침전시킨 뒤, 맹글의 미세관을 통과시켜 침지 처리하였다.
침지 처리한 봉합사를 80℃의 뜨거운 공기로 봉합사의 함수율이 20% 미만이 될 때까지 5분 동안 예비건조하였다.
이어서 예비-건조한 봉합사를 140℃의 뜨거운 공기로 5분 정도 경화하였다. 경화된 봉합사를 비누액으로 처리하여 미반응 수지 성분을 제거하여, 착색 봉합사를 제조하였다.
(실시예 2)
탄닌계 염료 원료로 호두껍질 20g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(실시예 3)
탄닌계 염료 원료로 오배자 1Og을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(실시예 4)
탄닌계 염료 원료로 오리나무 40g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(비교예 1)
염료 조성물로 10% 록우드 (田中直染 주식회사 제품) 농축물을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 염색하여 착색 봉합사를 제조하였다.
상기 실시예 1-4 및 비교예 1의 방법에 따라 제조된 착색 봉합사의 색채(hue : H), 명도(value) : V 및 채도(chroma : C), Lab의 L값 및 염색 견뢰도를 측정하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다. 표 1에 나타낸 색체, 명도 및 채도는 Munsell 표색계에 의하여 창안된 색표에 따른 표색계에 따라 나타낸 것이다. Munsell 표색계에 따르면 빨강은 R, 노랑은 Y, 초록은 G, 파랑은 B 및 보라는 P를 나타내며, 상기 5색 사이를 각각 2등분하여 YR, GY, BG, PB, RP로 나타낸다.
Lab의 L값은 Hunter의 광전색도계로 읽어지는 L, a, b값을 좌표로 하는 등색차표색계인 Lab 표색계에 따라 나타낸 것으로, L값은 명도지수를 나타낸다. 하기 표 1에 나타낸 염색 견뢰도란, 땀 오염에 대하여 염료의 색이 없어지거나 변색되는 성질을 측정한 것으로서, 값이 커질수록 땀 오염에 대하여 안정하다.
[표 1]
표 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 천연 염료로 염색한 착색 봉합사는 종래 록우드를 사용하여 염색한 봉합사와 유사한 색상 및 특성을 나타내므로, 대체하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1-2 및 비교예 1의 방법에 따라 제조된 착색 봉합사의 사진을 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 천연 염료로 염색된 착색 봉합사가 종래 록우드로 염색된 착색 봉합사와 유사한 색상을 나타냄을 알수 있다. 따라서, 본 발명의 착색 봉합사가 종래 록우드로 염색된 착색 봉합사를 대체하여 사용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 착색 봉합사와 착색하지 않은 봉합사를 이용하여 봉합한 모습을 도 4에 나타내었다. 도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 착색 봉합사를 이용하여 봉합하는 것이(도 4에 오른쪽에 나타낸, 진한 색의 봉합사), 착색하지 않은 봉합사(도 4에 왼쪽에 시술자 손에 잡힌 연한 색의 봉합사)에 비하여 식별이 용이하다. 또한, 봉합을 한 후에, 봉합사를 절단하면, 본 발명의 봉합사로 봉합된 고리(도 4의 a)는 선명하게 식별될 수 있으나, 착색되지 않은 봉합사로 봉합된 고리(도 4의 b)는 식별이 불가능함을 알 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 착색 봉합사로 봉합한 조직을 각각 250배 및500배로 확대하여 나타낸 사진이고, 도 5c 및 도 5d는 종래의 착색 봉합사로 봉합한 조직을 각각 250배 및 500배로 확대하여 나타낸 사진이다. 도 5a 내지 도 5d에 보라색으로 염색된 부분은 염증 유발 세포를 나타내는 것이다. 도 5a와 도 5c를 비교하여보면, 본 발명의 착색 봉합사로 봉합한 조직은 보라색이 거의 나타나지 않은 반면에, 종래 착색 봉합사로 봉합한 조직은 전체적으로 보라색으로 나타났음을 알 수 있다. 이를 더욱 확대하여 나타낸 도 5b와 도 5d를 비교하여 보면, 본 발명의 착색 봉합사로 봉합한 조직에는 염증 유발 세포가 거의 발생하지 않은 반면에, 종래 착색 봉합사로 봉합한 조직은 염증 유발 세포가 매우 많이 발생했음을 알 수있다. 따라서, 본 발명의 착색 봉합사가 종래의 착색 봉합사에 비하여 생체적합성이 매우 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 착색 봉합사는 천연 염료로 염색되어 인체에무해하므로, 생체적합성 물질로 사용할 수 있다. 또한. 본 발명의 착색 봉합사 제조 방법은 천연 염료를 사용하므로, 환경 오염을 야기하지 않으며, 값이 싼 천연염료를 사용하므로, 경제적으로 착색 봉합사를 제조할 수 있다.

Claims (3)

  1. 오배자 추출물, 상수리나무잎 추출물, 오리나무잎 추출물 및 호두껍질 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 추출물을 포함하는 탄닌계 염료 조성물로 염색된 외과용 봉합사.
  2. 오배자 추출물, 상수리나무잎 추출물, 오리나무잎 추출물 및 호두껍질 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 추출물을 포함하는 탄닌계 염료 조성물로 봉합사를 염색하고, 상기 염색된 봉합사를 매염제로 처리하는, 공정을 포함하는 외과용 봉합사의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 염료 조성물은 오배자, 상수리나무잎, 오리나무잎, 호두껍질으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 원료를 물에 첨가하고, 이 혼합물을 80∼100℃에서 20∼40분동안 가열하고, 얻어진 생성물을 여과한 후, 여과액의 pH를 4.0∼5.0으로 조절하는 공정으로 제조되는 것인 외과용 봉합사의 제조 방법.
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