KR20010032670A - 인공 치아 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

턱뼈와 직접 결합을 요하지 않은 인공 치아 및 그 제조 방법 및 동종ㆍ이종 이식 가능한 인공 치아 및 그 제조 방법. 상기 인공 치아는 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거한 동종 또는 이종의 영구치의 치근관내에 추출 콜라겐이 충전된 층을 가지면서 동시에 상기 세포 성분이 제거된 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 갖는다.

Description

인공 치아 및 그의 제조 방법 {Artificial Tooth and Process for Producing The Same}

영구치가 빠지거나 발치된 후에는 이미 새로운 치아는 나오지 않는다.

그래서 현재 상황에서는, 턱뼈에 알루미나 세라믹 또는 티탄 등을 포함하는 치근의 대용물을 매립하고, 상기 치근 대용물 위에 목적하는 치아의 치관 형상의 틀을 잡은 인공 치관을 결합·고정하여 치아의 대용으로 사용하고 있다.

그러나, 이 방법으로는 상기 치근 대용물이 턱뼈에 직접 결합·고정되기 때문에, 상기 인공 치아에 가해지는 반복 하중 (환자가 반복하여 씹음으로써 생김)을 견디지 못하여 상기 인공 치아가 빠진다는 문제점이 있었다.

한편, 영구치의 이식에 대해서는, 자기의 영구치를 자기의 다른 부위에 옮기는, 즉 자가 이식에 있어서 생착되었다는 보고 (동물 실험 및 임상예)가 있다.

그러나, 이 방법으로는 「지치 (사랑니)」를 이용하는데에 그친다.

또한, 동종·이종 이식에 대해서는 성공하였다는 보고가 없다.

본 발명은 인공 치아 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이러한 상황을 개선하고자 이루어진 것으로, 턱뼈와의 직접 결합을 필요로하지 않은 인공 치아 및 그의 제조 방법, 및 동종·이종 이식이 가능한 인공 치아 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 지금까지 동종·이종 이식이 성공하지 않은 것이 이식한 영구치에 치근막, 치수, 신경, 혈관, 및 취중 치근막을 잘 재생시킬 수 없었다는 것을 밝혀내어 본 발명을 완성시키는데 이르렀다.

즉, 본 발명은 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거한 동종 또는 이종의 영구치를 이용한 인공 치아으로서, 치근관내에 추출 콜라겐이 충전된 층을 가지면서 동시에 상기 세포 성분이 제거된 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 「치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거」란, 인공 치아의 원 재료가 되는 동종 또는 이종의 영구치로부터 항원성을 나타내거나 항원성이 강한 상기 영구치 유래의 세포 성분을 완전히 제거하는 것을 의미한다. 상기 세포 성분이 빠진 치근막, 즉 상기 영구치의 시멘트질에 수직으로 파고들도록 존재하고 있는 결합 조직이 남겨져 있는 치근막은, 피이식자 자신의 치근막이 재생할 때까지의 발판을 그 위에 형성된 추출 콜라겐막 (그 형성 과정에 있어서 상기 세포 성분이 빠진 치근막 중에도 침입한다)과 함께 제공되기 때문에 치근막의 재생에 사용하는 것으로서 남겨두는 것이 필요하다. 또한, 상기 채취된 영구치에는 신경 및 혈관이 부수되는 경우가 많지만, 그 중의 세포 성분은 상기 치근막 중의 세포 성분을 제거할 때에 부수적으로 제거된다. 세포외의 성분을 의식적으로 남긴 치근막과는 달리, 이 때에 신경 및 혈관의 세포외의 성분은 전부 제거되어도 좋다.

또한, 상기 동종 또는 이종의 영구치는 적어도 치근에 상당하는 형상을 가지며, 치근관에 상당하는 내강을 그 속에 갖는 히드록시아파타이트를 포함하는 성형체와 그 간극에 존재되는 추출 콜라겐을 포함하는 인공 치아이며, 상기 내강에 추출 콜라겐이 충전된 층을 가지면서 동시에 상기 치근 상당 부분의 표면에 추출 콜라겐막을 갖는 인공 치아일 수 있다. 피이식자 자신의 치근막 재생에 도움이 되는 세포 성분이 빠진 치근막을 갖지 않은 점에 있어서 그 재생의 완벽함은 상대적으로 낮아지지만, 그 밖의 점, 즉 피이식자 자신의 치근막, 신경 및 혈관 재생에 필요한 연구로 턱뼈와의 직접 결합을 필요로 하지 않은 인공 치아를 제공한다는 목적은 충분히 달성할 수 있다. 또한, 히드록시아파타이트는 현 단계에 있어서 소정의 강도를 가지며, 또한 생체 적합성이 우수하다고 인식되고 있는 재료이기에 선택된 것이다. 따라서, 히드록시아파타이트 이상의 강도를 가지며, 또한 생체 적합성을 나타내는 것이라면 사용할 수 있다.

또한, 치근관내 또는 상기 치근관에 상당하는 내강에 충전되어, 그 결과 형성되는 추출 콜라겐의 층은 이식된 인공 치아에 대하여 피이식자 자신의 신경 및 혈관의 재생을 위한 발판을 제공하며, 또한 치근 또는 치근 상당 부분의 표면에 형성되는 추출 콜라겐막은 이식된 인공 치아에 대하여 피이식자 자신의 치근막 재생을 위한 발판을 제공한다.

따라서, 상기 추출 콜라겐이 충전된 층 및 (또는) 상기 추출 콜라겐의 막중에 성장 인자, 예를 들면, b-FGF 등을 또한 함유할 수 있다. 이들의 재생 속도가 빨라지기 때문이다.

여기서, 「추출 콜라겐」이란 각종 동물, 예를 들면 소, 돼지, 토끼, 양, 캥거루, 새 등의 피부, 뼈, 연골, 건, 장기를 원료로 하고, 산, 알칼리, 효소 등을 사용하여 가용화된 I형 콜라겐 또는 I형과 Ⅲ형의 혼합 콜라겐을 말하며,「이들의 층 또는 막」은 콜라겐 분자가 분산되어 있는 비결정질 구조의 것을 말한다. 추출콜라겐는, 우수한 생체 친화성 및 조직 적합성을 가지며, 조직의 재생을 촉진한다는 콜라겐 본래의 성질을 유지하고 있으며, 또한 가용화 조작으로 항원성기인 테로펩티드가 제거되어 있기 때문에, 본 발명의 목적에 적합한 재료이다.

한편, 상기 인공 치아는 하기와 같이 제조할 수 있다.

동종 또는 이종의 생체로부터 채취한 영구치를 인공의 원 재료로서 사용할 경우이지만, 우선, 계면활성제 (바람직하게는 비이온성의 계면활성제, 그것도 "Triton X-100", "Lubrol PX", "Tween Seriese" 등으로 대표되는 폴리옥시에틸렌 유도체)로 상기 영구치를 세정하여 상기 영구치의 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거하고 (여기서, 적어도 치근막의 세포외의 성분은 잔존시킨다), 계속해서 상기 영구치의 치근관내에 추출 콜라겐을 충전하고 동시에 상기 세포 성분을 제거한 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 형성한다.

여기서, 계면활성제에 의한 상기 치아의 세정은, 구체적으로는 0.1 내지 3 wt%의 계면활성제 용액에 12 내지 72 시간 침지함으로써 행하여 진다. 계면활성제의 농도가 0.1 wt% 미만이면 상기 세포 성분의 제거가 불충분하고, 3 wt%를 초과하면 상기 계면활성제가 잔존한다. 한편, 침지 시간이 12 시간 미만이면 상기 세포 성분의 제거가 불충분하고, 72 시간을 초과하면 채취한 영구치 유래의 치근막의 세포외 성분이 파괴된다. 또한, 상기 치아의 신경 및 혈관은 극히 가는 관인 치근관 중에 존재하고 있기 때문에, 계면활성제 용액의 보다 빠르고 또한 충분한 침투를 도모하는 의미로 상기 영구치의 세정에 앞서, 치근관내를 기계적으로, 예를 들면 치과용 브러시 등을 사용하여 소제할 수 있다. 또한, 상기 신경 및 혈관의 제거의 완벽함을 위해, 상기 세정의 전 및 (또는) 상기 소제 후에 초음파 세정을 행할 수 있다.

다음으로, 추출 콜라겐의 충전층과 막의 형성이지만, 후자는, 바람직하게는 0.1 내지 3 wt%, 특히 1 내지 2 wt%의 추출 콜라겐를 함유하는 약 3N의 염산 용액에 상기 세정 후의 인공 치아를 침지하고, 이를 공기 건조시키고, 치근 (정확하게는 세포 성분을 제거한 치근막)의 표면에 두께가 바람직하게는 10 내지 2000 ㎛, 특히 30 내지 100 ㎛인 콜라겐막을 형성할 수 있고, 한편 전자는, 상기 콜라겐 염산 용액을, 예를 들면 진공에서 흡인하는 방법 (치근관이 2개 있는 치아), 치관의 선단을절제하여 치근관을 개방공으로 한 후, 진공으로 흡인하는 방법 (치근관이 1개 밖에 없는 치아), 또한 주사기로 압입하는 방법 등을 적용하여 치근관내에 도입하고, 상기 충전된 콜라겐 염산 용액을 건조할 수 있다.

또한, 상기의 적어도 치근막 중의 세포 성분을 제거하는 방법으로서는 급속 동결법을 적용하여 행할 수 있다 (계면활성제에 의한 방법와 마찬가지, 일반적으로는 이 조작으로 채취된 영구치 유래의 신경 및 혈관의 세포 성분도 제거된다).

여기서, 급속 동결법에 의해 채취한 영구치의 동결은, 구체적으로는 -10 내지 -196 ℃의 온도로 급속히 동결하고, 이 온도 조건을 1 내지 48 시간 유지함으로써 행한다. -10 ℃ 미만의 온도에서는 세포 성분의 파괴가 불충분하고, -196 ℃초과에서는 인공 치아 자체가 파괴된다. 한편, 유지 시간에 대해서는 1 시간 미만으로는 세포 성분의 파괴가 불충분하고, 48 시간 초과하면 인공 치아 자체가 취약해진다. 또한, 이 방법에 있어서도 계면활성제를 사용하는 방법과 마찬가지로 치근관내의 기계적인 예비 소제를 행할 수 있다. 또한, 계면활성제를 사용하는 방법와 마찬가지의 이유로 급속 동결법 적용의 전후에 있어서 초음파 세정을 행할 수 있다.

한편, 치근관에 상당하는 내강을 그 속에 형성한 히드록시아파타이트를 포함하는 성형체와 그 간극에 존재하는 추출 콜라겐을 포함하는 인공 치아를 원 재료로 사용할 경우에는, 치근막의 세포 성분의 제거, 나아가서는 신경 및 혈관의 제거가 불필요하기 때문에, 상기 내강으로의 추출 콜라겐의 충전과 상기 치아의 치근에 상당하는 부분의 표면으로의 추출 콜라겐막의 형성만을 동종 또는 이종의 영구치를 원 재료로 한 인공 치아의 경우와 동일하게 행할 수 있다. 또한, 원 재료로서 히드록시아파타이트를 포함하는 성형체와 그의 간극에 존재하는 추출 콜라겐을 포함하는 인공 치아는, 상기 히드록시아파타이트를 충진제, 상기 추출 콜라겐을 결합제로서 혼련하고 (점토상물이 생긴다), 소정의 치근 형상 (치관에 상당하는 부분은 치과 치료에 사용되는 보철물을 사용하면 되기 때문에 반드시 이식전의 치아의 전체 형상을 갖는 것으로 할 필요는 없다)으로 성형하고 (치근관에 상당하는 내강은 미리 또는 성형시에 그 속에 형성), 이어서 열을 가하여 상기 추출 콜라겐에 열탈수 가교를 실시함으로써 제작하거나, 또는 치근관에 상당하는 내강을 갖는 소정의 치근 형상의 히드록시아파타이트의 소결체의 치근 상당 부분에 상기 내강을 향하여 미세한 구멍 (그 직경은 90 ㎛ 이상, 바람직하게는 300 ㎛ 정도이고, 또한 상기 구멍은 바람직하게는 관통형임)을 다수 형성하고, 계속해서 치근상당 부분의 표면으로의 상기 추출 콜라겐막의 형성시에 상기 추출 콜라겐을 상기 구멍을 통해 스며들게 함으로써 제작한다.

〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉

이하, 본 발명의 한 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

〈실시예 1〉

백색 집토끼의 아랫 턱 절치(切齒) 및 비글견의 아랫 턱 송곳니를 치근막의 손상이 없도록 발치하고, 이들을 각각 계면활성제를 사용한 세정법을 실시하였다. 상기 세정법의 조건은 하기와 같다 (이하의 번호는 각 조작의 순서를 나타낸 것이다).

(1) 초음파 세정

처리 시간 : 1 시간

(2) 계면활성제 용액에 의한 세정

사용 약제 : "Triton X-100" (시그마사 제품)

사용 농도 : 1 wt%

침지 시간 : 72 시간 (실온하, 계속 교반)

(3) 초음파 세정

처리 시간 : 1 시간

(4) 린스

처리 시간 : 48 시간 (실온하, 유수중)

상기 조작 후, 염색 (헤마토크실린·에오진 염색)하여, 광학 현미경하에서 치근막 중의 세포 잔존 상태를 관찰한 결과, 상기 세포 성분은 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다 (신경 및 혈관의 세포 성분도 마찬가지로 완전히 제거되어 있었다).

상기 조작을 실시한 다른 샘플 (세포 잔존 상태의 관찰에 제공하지 않았던 샘플)을 약 3N의 추출 콜라겐 염산 용액에 60 분 침지하고, 동시에 주사기를 사용하여 각각의 치근관내에 상기 추출 콜라겐 염산 용액을 주입하고, 이어서 140 ℃에서 24 시간 열탈수 가교를 행하여, 동종 생체 유래의 인공 치아를 얻었다. 그 결과, 치근 표면에 형성된 추출 콜라겐막의 두께는 약 1OO ㎛이었다.

얻어진 인공 치아를 각각 별도의 동종 생체 (아랫 턱 절치를 발치한 다른 백색 집 토끼 및 아랫 턱 송곳니를 발치한 비글견이고, 또한 이들 공시체(供試體)의 발치에 있어서는 치근막의 잔존이 없도록 행하였다)에 매식하였다. 90 일후, 상기 이식된 인공 치아를 턱뼈와 같이 얇게 잘라 광학 현미경으로 관찰한 결과, 치근막은 고사하고, 신경 및 혈관도 재생하고 있는 것이 확인되었다.

〈실시예 2〉

계면활성제를 사용한 세정법 대신에 급속 동결법을 적용한 것 (조작 (2)를 급속 동결로 변경하였고, 그 조건은 -84 ℃에서의 동결을 72 시간 계속한 후, 4 ℃에서 1시간 해동시킴) 및 조작 (4)를 행하지 않은 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 치금막 중의 세포 제거 효과의 확인 시험 및 피이식체의 치근막의 재생 상황 (신경 및 혈관도 관찰)의 관찰 시험을 행하였다.

결과는 양 시험 모두 실시예 1과 마찬가지였다.

본 발명의 인공 치아에 의하면, 턱뼈와 인공 치아와의 사이에 피이식체 자신의 치근막이 재생되기 때문에 인공 치아와 턱뼈와의 직접 결합을 요하지 않고, 더구나 그 이식 공급원으로서 동종·이종의 영구치 뿐만 아니라 히드록시아파타이트와 추출 콜라겐을 포함하는 인공물도 이용할 수 있다.

Claims (8)

1. 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분이 제거된 동종 또는 이종의 영구치의 치근관내에 추출 콜라겐이 충전된 층을 가지면서 동시에 상기 세포 성분이 제거된 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 갖는 인공 치아.
2. 적어도 치근에 상당하는 형상을 가지며, 치근관에 상당하는 내강을 그 속에 갖는, 히드록시아파타이트를 포함하는 성형체와 그 간극에 존재하는 추출 콜라겐을 포함하는 인공 치아로서, 상기 내강에 추출 콜라겐이 충전된 층을 가지면서 동시에 상기 치근 상당 부분의 표면에 추출 콜라겐막을 갖는 인공 치아.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추출 콜라겐이 충전된 층 및 (또는) 추출 콜라겐막 중에 성장 인자를 더 포함하는 인공 치아.
4. 동종 또는 이종의 생체로부터 채취한 영구치를 계면활성제로 세정하고, 상기영구치의 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거하고, 이어서 상기 영구치의 치근관내에 추출 콜라겐을 충전하면서 동시에 상기 세포 성분을 제거한 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 형성하는 인공 치아의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 계면활성제에 의해 채취한 영구치의 세정은 0.1 내지 3 wt%의 계면활성제 용액에 상기 채취한 영구치를 12 내지 72 시간 침지함으로써 행하여지는 방법.
6. 동종 또는 이종의 생체로부터 채취한 영구치를 급속 동결하여 상기 영구치의 치근막, 신경 및 혈관의 세포 성분을 제거하고, 이어서 상기 영구치의 치근관내에 추출 콜라겐을 충전하면서 동시에 상기 세포 성분을 제거한 치근막을 그 위에 갖는 치근의 표면에 추출 콜라겐막을 형성하는 인공 치아의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 급속 동결법에 의해 채취한 영구치의 동결은 상기 채취한 영구치를 -l0 내지 -196 ℃의 온도로 급속히 동결하고, 이 온도 조건을 1 내지 48 시간 유지함으로써 행하여지는 방법.
8. 치근관에 상당하는 내강을 그 속에 형성한 적어도 치근에 상당하는 형상을 갖는 히드록시아파타이트를 포함하는 성형체와 그 간극에 존재하는 추출 콜라겐을 포함하는 인공 치아를 제작하고, 이어서 상기 인공 치아의 내강 중에 추출 콜라겐을 충전하면서 동시에 상기 치아의 치근에 상당하는 부분의 표면에 추출 콜라겐막을 형성하는 인공 치아의 제조 방법.