KR20000050294A

KR20000050294A - 동물뼈를이용한골대체물제작방법및뼈를강화시키는방법

Info

Publication number: KR20000050294A
Application number: KR1019990000031A
Authority: KR
Inventors: 정필훈
Original assignee: 정필훈
Priority date: 1999-01-02
Filing date: 1999-01-02
Publication date: 2000-08-05
Also published as: KR100393469B1

Abstract

본 발명은 골대체물을 동물뼈를 이용하여 제작하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 1세 미만의 소의 뼈를 이용하여 면역거부 반응이 없도록 약물처리 및 냉동건조법을 이용하여 인체의 골 결손부에 골 대체물로 이용 가능하도록 하는 방법에 관한 것으로, 이때 이들 뼈를 강화할 필요가 있을 경우 혹은 핀이나 스크루 등으로 이용하고자 할 경우 뼈를 강화할 필요가 있는데 이때 뼈를 강화시키는 방법에 관한 것으로 이는 어떤 뼈라도 강화시키는 데 필요한 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 질병이 없는 건강한 어린 동물의 선택, 세척, enzyme arrest, defating, deprotein, demineralization, deep freezing, freez-drying, sterilization (radiation 혹은 Ethylenoxide gas 혹은 electric beam 이용), rehydration 의 단계 과정을 거쳐 면역거부반응이 없도록 하여 골대체물로 이용가능하게한 것에 특징이 있다.

이를 위하여 본 발명은 가능하면 1세 미만의 어린 소의 뼈를 이용하여 골대체물로 만드는데 이때 소의 질병이 없는 것을 여러 검사를 통해 확인한 후 뼈를 필요한 크기로 채취한 후, 깨끗이 수세한 후, hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계, 100 % 알코올로 약 24 시간 이상 처리하는 단계(최소 70 % 이상 알코올을 이용 가능하고 이를 점차 낮은 농도로 낮춰 가면서 처리하는 단계포함) 혹은 클로로포름과 메탄올을 섞은 용액으로 약 24 시간 이상 처리하는 단계, 뼈의 필요한 부위 및 경우에 따라 약 6 시간에서 12 시간이상 0.6 N (혹은 0.5 N ) 염산에 처리하는 단계, Phosphate buffer solution 으로 30 분 이상 처리하는 단계, 약 섭씨 -70 도 정도로 보관하는 단계, 이를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계, 이를 25 KGy (최소 10 KGy 이상)로 방사선조사(irradiation) 나 Electric beam으로 멸균소독하는 단계 혹은 에틸렌 옥사이드 (EO gas) 가스로 멸균소독하는 단계, 이러한 뼈를 사용하기 직전에 항생제가 있는 용액에 약 1 시간이상 24 시간 정도 담근후 사용하는 단계(그러나 곧바로 사용할 수도 있음)로 이루어진 것에 특징이 있다.

뼈를 강화시키는 방법으로는 hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계와 이를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계를 거쳐 뼈를 약 25% 정도로 강화시킬수 있다는 것에 특징이 있다.

Description

동물뼈를 이용한 골 대체물 제작방법 및 뼈를 강화시키는 방법{Bone Substitutes using animal bones and their reinforcement technique}

최근들어 교통사고에 의한 골 결손, 혹은 종양에 의한 뼈 결손부위의 증가로 뼈 이식의 필요성이 급증하고 있다. 뼈의 이식에는 자가골이식, 동종골이식, 인공뼈이식 등이 있다. 자가골 이식은 면역학적인 측면, 숙주와의 친화력, 혈관 신생 등의 관점에서 가장 우수한 골이식재이다. 그러나, 자가골 이식은 부가적인 수술, 사용가능한 골의 양의 제한, 공여부의 후유증 및 합병증의 잔존, 긴수술시간의 단점이 있기에 동종골이나 인공뼈 같은 골대체물이 필요하다. 즉, 자가골이식은 뼈를 본인 몸에서 채취하는 수술이 필요함에 따른 고통과 경제적 부담이 있는 단점이 있고 동종골이식은 타인으로부터 제공받는 공여자의 부족이란 문제점이 있으며 인공 뼈는 아직 면역거부 반응 문제 등이 해결되지 않는 상태이다. 따라서 공여자의 문제점이 없고 면역거부 반응이 상대적으로 적은 동물 뼈를 골 대체물로 개발할 필요가 있어 동물 뼈를 면역거부 반응이 없도록 개발하고자하는데 본 발명의 목적이 있다. 동물 뼈를 인체에 이용하기 위해서는 면역거부 반응이 없도록하는 방법이 필요한 바 그 개발한 방법이 본 발명의 요지이다.

또한 다양한 뼈 절단을 요하고, 이를 고정해야 하는 얼굴뼈 기형 성형 수술에서도 많은 양의 뼈고정재가 필요하다. 이를 위해서는 뼈고정재로 고정판, 못, 핀, 고정나사 (스크루) 등을 필요로 하는데 이를 위해서는 뼈를 강화하는 방법이 필요한 바 그 방법 역시 본 발명의 요지이다.

현재 사용하고 있는 뼈 고정나사는 티타니움을 주성분으로 하는 금속재 고정나사로 결국 인체에 있어서 이물질로 작용하여 알러지, 부식, 혹은 염증을 야기하는 부작용이 있어 일반적으로 2차 수술을 하여 이를 제거해 주고 있다. 이 문제점을 해결하기 위한 생체흡수성 뼈고정나사를 개발하기 위해 생체흡수성 고분자를 이용한 PLLA나 PLA, PGA 등의 기존의 고분자를 이용한 뼈고정재가 국제적으로 연구되어 왔고 일부는 임상시험에 임하고 있으나 아직 문제점이 많다. 즉, 이는 지연흡수 조직반응 (late degradation), 종창, 두꺼운 섬유성낭을 형성하고 기계적으로 약하며 입자는 완전히 흡수되지 않는 문제점이 있었다. 이에 흡수성 물질로서 동물뼈에 의한 뼈고정재 개발이 필요하게되어 뼈를 강화하여 이용하면 상기 문제점을 해결할 수 있어 본 발명을 하게 된 것이다. 이를 위해서는 동물뼈로 인체에 이용 가능한 골 대체물로 이용하는 방법이 전제되어야하고 뼈를 강화시키는 방법은 동물뼈 뿐만 아니라 인체의 뼈를 강화 시킬때도 필요하고 같이 적용시킬수 있어 본 발명을 하게 된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적으로 우선 동물뼈의 인체 이용시 골대체물로서 면역거부 반응이 없도록 처리하는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있고 또 하나 목적은 이때 뼈를 강화시키는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 질병이 없는 건강한 어린 동물의 선택, 세척, enzyme arrest, defating, deprotein, demineralization, deep freezing, freezing-drying, sterilization (radiation 혹은 Ethylen oxide gas 혹은 electric beam이용), rehydration 의 단계 과정을 거쳐 면역거부반응이 없도록 하여 골대체물로 이용가능하게한 것에 특징이 있다.

이를 위하여 본 발명은 가능하면 1세 미만의 어린 소의 뼈를 이용하여 골대체물로 만드데 이때 소의 질병이 없는 것을 여러 검사를 통해 확인한후 뼈를 필요한 크기로 채취한후, 깨끗이 수세한 후, hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계, 100 % 알코올로 약 24 시간 이상 처리하는 단계(최소 70 % 이상 알코올을 이용 가능하고 이를 점차 낮은 농도로 낮춰 가면서 처리하는 단계포함) 혹은 클로로포름과 메탄올을 섞은 용액으로 약 24 시간 이상 처리하는 단계, 뼈의 필요한 부위 및 경우에 따라 약 6 시간에서 12 시간이상 0.6 N (혹은 0.5 N ) 염산에 처리하는 단계, Phosphate buffer solution 으로 30 분 이상 처리하는 단계, 약 섭씨 -70 도 정도로 보관하는 단계, 이를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계, 이를 25 KGy (최소 10 KGy 이상)로 방사선조사(irradiation)나 Electric beam으로 멸균소독하는 단계 혹은 에틸렌 옥사이드 (EO gas) 가스로 멸균소독하는 단계, 이러한 뼈를 사용하기 직전에 항생제가 있는 용액에 약 1 시간이상 24 시간 정도 담근 후 사용하는 단계(그러나 곧 바로 사용할 수도 있음)로 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가능하면 1세 미만의 어린 소의 뼈를 이용하여 골 대체물로 만드는데 이때 소의 질병이 없는 것을 여러 검사를 통해 확인한 후 뼈를 필요한 크기로 채취한 후 이를 이용한다. 이때 1세 미만을 이용하는 것은 어린 뼈일수록 골 형성능력이 좋기 때문이다. 따라서 가능하면 어린 동물의 뼈를 이용하는 것이 좋으나 성인 층의 동물 뼈도 가능하다. 이 때 소뼈가 가능하면 취득이 쉽고 골 대체 효과가 좋아 많이 이용할 수 있을 것으로 생각되어 본 발명에 인용하였으나 양도 가능하다. 이를 깨끗이 수세하는데 이 물질이나 혈흔을 충분히 제거하고 골수도 세척해 낸다.

hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계는 enzyme arrest 효과와 굳은 혈흔을 제거하며 소독시키는 효과와 함께 뼈를 강화시키는 효과를 지닌다. 그후 100 % 알코올로 약 24시간 이상 처리하는 단계(최소 70 % 이상 알코올을 이용 가능하고 이를 점차 낮은 농도로 낮춰가면서 처리하는 단계포함) 혹은 클로로포름과 메탄올을 섞은 용액으로 약 24 시간 이상 처리하는 단계는 뼈의 지방 및 유기믈질을 제거하게 되는 과정이 되고, 뼈의 필요한 부위 및 경우에 따라 약 6 시간에서 12 시간이상 0.6 N (혹은 0.5 N) 염산에 처리하는 단계는 demineralization하는 단계로서 골 형성유도물질을 노출시키는 효과를 지녀 골 형성 및 재생 가능성을 높이는 효과를 보인다. Phosphate buffer solution 으로 30 분 이상 처리하는 단계는 염산의 독성을 세척하는 효과를 지닌다. 약 섭씨 -70 도 정도로 보관하는 단계는 면역거부 반응을 줄이는 효과를 지니고, 이를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계 역시 면역거부 반응을 줄이고 뼈를 오래 보관할 수 있는 방법이 되고 뼈를 강화하는 효과도 있다. 이를 25 KGy (최소 10 KGy 이상)로 방사선조사(irradiation) 나 Electric beam으로 멸균 소독하는 단계 혹은 에틸렌 옥사이드 (EO gas) 가스로 멸균 소독하는 단계에서 뼈를 멸균하는데 상기방법에 따른 멸균효과가 뼈의 성분에 영향을 미칠 수 있으나 향후 Electric beam으로 멸균 소독하는 방법도 고무적으로 생각된다. 이러한 뼈를 사용하기 직전에 항생제가 있는 용액에 약 1 시간이상 24 시간 정도 담근 후 사용하는 단계에서 세균 감염 예방 및 BO gas의 해독제거 효과도 있어 곧 바로 사용할 수도 있지만 이 방법을 이용하는 것이 좋다.

뼈를 강화시키는 방법으로는 hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계는 일반적으로 뼈를 약 25 % 정도 강화시키는 효과가 있고 역시 lyophilization (냉동건조)하는 방법 역시 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계를 거쳐 뼈를 약 25 % 정도로 강화시킬 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 골 대체물을 동물 뼈를 이용하여 제작하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 1세 미만의 소의 뼈를 이용하여 면역거부 반응이 없도록 약물처리 및 냉동건조법을 이용하여 인체의 골 결손 부에 골 대체물로 이용 가능할 수 있는 것이며, 이때 이들 뼈를 강화할 필요가 있을 경우나 혹은 골 핀이나 골고정나사, 골 고정판 등으로 이용하고자할 경우 뼈를 강화할 필요가 있는데 이때 hydrogen peroxide 처리단계와 냉동건조법을 통해 뼈를 강화시키는 방법에 관한 것으로 이는 어떤 뼈라도 강화시킬 수 있는 것이다.

이상의 발명을 통해 동물뼈를 인체의 골 결손부에 골 대체물로서 사용가능하고 이들 뼈를 강화시켜서도 사용가능하며, 이들 강화된 뼈를 이용해 뼈로된 핀, 나사, 뼈 고정판 등의 응용하여 사용가능할 수 있다는 것이다.

또한 본 방법은 인체의 뼈에도 이용가능하나 우리나라 특허법상 동물뼈로 하며 만약 특허법이 인체뼈에도 가능하게되면 이를 인체에도 적용시킬수 있도록 허가바랍니다.

Claims

동물뼈(인체뼈 포함)의 인체 이용시 골대체물로서 면역거부 반응이 없도록 처리하는 방법을 제공하는데 있어서,

질병이 없는 건강한, 가능하면 어린 동물의 뼈를 이용하여 골대체물로 만드는데, 이때 동물의 질병이 없는 것을 여러 검사를 통해 확인한후 뼈를 필요한 크기와 부위별로 채취하는 단계,

이를 깨끗이 수세 세척하는 단계,

hydrogen peroxide vapor에 15 분 이상 처리하는 단계,

100 % 알코올로 약 24 시간 이상 처리하는 단계(최소 70 % 이상 알코올을 이용 가능하고 이를 점차 낮은 농도로 낮춰 가면서 처리하는 단계포함) 혹은 클로로포름과 메탄올을 섞은 용액으로 약 24 시간 이상 처리하는 단계,

뼈의 필요한 부위 및 경우에 따라 약 6 시간에서 12 시간이상 0.6 N (혹은 0.5 N) 염산에 처리하는 단계,

Phosphate buffer solution 으로 30 분 이상 처리하는 단계,

약 섭씨 -70 도 정도로 보관하는 단계,

상기 단계후 이를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계,

상기 단계후 이를 25 KGy (최소 10 KGy 이상)로 방사선조사(irradiation) 나 Electric beam으로 멸균소독하는 단계 혹은 에틸렌 옥사이드(EO gas) 가스로 멸균소독하는 단계,

상기 단계후 이러한 뼈를 사용하기 직전에 항생제가 있는 용액에 약 1 시간이상 24 시간정도 담근후 사용하는 단계(그러나 곧 바로 사용할 수도 있음)로 이루어진 것을 특징으로 하는 동물 뼈를 이용한 골 대체물 제작방법.
제 1항에 있어서 동물뼈(인체뼈 포함)를 강화시키는 방법을 제공하는데 있어서,

뼈를 hydrogen peroxide 용액기포에 15 분 이상 처리하는 단계,

뼈를 lyophilization (냉동건조)을 최소한 24 시간이상 (보통 72 시간정도)하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 뼈 강화 방법.
제 2 항에 있어서 골 고정판, 골 핀, 골 나사, 등 골의 해부학적 부위별로, 필요에 따라 골을 강화시키고자할 경우의 응용 범위 및 응용방법
또한 제 1,2,3,항은 인체의 뼈에도 적용가능하나 우리나라 특허법상 동물뼈로 하며 만약 특허법이 청구도중 혹은 이후라도 개정되어 인체뼈에도 적용가능하게되면 이를 인체뼈에도 적용시킬수 있도록 허가바랍니다.