KR20080078449A - Method for manufacturing bioactive apatite - Google Patents

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Abstract

A bioactive chloride/hydroxy double structured apatite having capability of enabling a low crystalline carbonate to be formed on a surface of a hydroxy apatite by itself while the chloride apatite is dissolved during implanting of a chloride apatite into in vivo is provided, and a method for preparing the bioactive chloride/hydroxy double structured apatite is provided. A method for preparing a low crystalline carbonate/hydroxy double structured apatite comprises the steps of: (a) boiling a blood component-removed animal bone in deionized water to remove primarily fat and protein from the bone, and drying the bone; (b) crushing the dried bone, immersing the crushed bone into a volatile polar organic solvent to shake the crushed bone in the organic solvent, removing the organic solvent from the bone, and drying the bone; (c) treating the dried bone with an aqueous solution comprising chlorine ions to remove simultaneously protein from the bone and ion exchange carbonic acid ions presenting in carbonate apatite from a surface of the bone to a predetermined depth into the bone with chlorine ions; (d) heat-treating the ion exchange-completed bone at 900 to 1200 deg.C for 1 to 6 hours to simultaneously remove lipid and protein from the bone and obtain a chloride/hydroxy double structured apatite in which a chloride apatite is formed on a surface of a hydroxy apatite; and (e) immersing the obtained chloride/hydroxy double structured apatite into a solution that is supersaturated relative to the apatite to dissolve a chloride apatite layer on a surface of the chloride/hydroxy double structured apatite, and forming a low crystalline carbonate apatite crystal on the surface of the hydroxy apatite to obtain a low crystalline carbonate/hydroxy double structured apatite.

Description

생체활성 아파타이트의 제조방법 {Method for Manufacturing Bioactive Apatite}Method for Manufacturing Bioactive Apatite

도 1은 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (a: ×100배 확대 사진 및 b: ×1,000배 확대 사진).1 shows a scanning electron micrograph of a chlorinated / hydroxylated bistructured apatite powder according to the present invention (a: × 100 × magnification and b: × 1,000 × magnification).

도 2는 본 발명에 따른 이온교환 공정으로 제조된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 박막 XRD 측정 결과를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the thin film XRD measurement results of the chloride / hydroxide double structure apatite powder prepared by the ion exchange process according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액 중에 시간별로 침적한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (a: 0시간, b: 3시간, c: 6시간 및 d: 7일, ×10,000배 확대 사진).Figure 3 shows a scanning electron micrograph after immersion of the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite powder in the pseudo-body fluid according to the present invention (a: 0 hours, b: 3 hours, c: 6 hours and d: 7 days , × 10,000 times magnified).

도 4는 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액 중에 7일간 침적한 전후의 박막 XRD 측정 결과를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the results of the thin film XRD before and after the immersion of chlorine / hydroxide bi-structure apatite powder in accordance with the present invention for 7 days.

도 5는 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 의사체액 중에 7일간 침적한 전후의 FT-IR 측정 결과를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the results of FT-IR measurement before and after immersion in the physiological fluids of chlorine / hydroxide bi-structure apatite according to the present invention for 7 days.

도 6은 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액 중에 침적시켰을 때 칼슘, 인, pH의 변화 및 이를 근거로 하여 계산한 이온화용해도 적의 값을 나타낸 것이다 (a: Ca, b: P, c: pH 및 d:IAP). Figure 6 shows a change in the calcium, phosphorus, pH and the ionization solubility product calculated on the basis of the chlorine / hydroxide bi-structure apatite powder in accordance with the present invention when deposited in the body fluid (a: Ca, b: P , c: pH and d: IAP).

도 7은 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 입자 및 이를 의사체액 중에 침적시켰을 때 표면에서 형성되는 저 결정성 탄산아파타이트의 생성기전을 모식적으로 나타낸 것이다. FIG. 7 schematically shows the formation mechanism of the low crystalline apatite carbonate formed on the surface of the chlorine / hydraulic double structured apatite particles according to the present invention and deposited in the pseudo-body fluid.

도 8은 본 발명에 따라 이종골을 염화나트륨 수용액으로 처리 후 1000℃에서 3시간 동안 열처리한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×1,000배 확대 사진). Figure 8 shows a scanning electron micrograph of a chlorine / hydroxide bi-structure apatite heat treated at 1000 ° C for 3 hours after treatment of heterologous bone with aqueous sodium chloride solution according to the present invention (x1,000 times magnification).

도 9는 본 발명에 따라 이종골을 염화나트륨 수용액으로 처리 후 1000℃에서 3시간 동안 열처리한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 의사체액 중에 7일간 침적한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×1,000배 확대 사진). Figure 9 shows a scanning electron micrograph after immersion of a heterogenous bone in an aqueous solution of sodium chloride in accordance with the present invention after immersing the chloride / hydroxide bi-structure apatite in a pseudo-body fluid for 7 days (x 1,000 times magnification) Picture).

도 10은 본 발명에 따라 이종골을 차아염소산나트륨으로 처리 후 증류수를 이용하여 수차례 수세 과정을 거치고 1000℃에서 3시간 열처리한 분말의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×10,000배 확대 사진). Figure 10 shows a scanning electron micrograph of the powder after the xenograft treated with sodium hypochlorite according to the present invention several times using distilled water and then heat-treated at 1000 ℃ for 3 hours (x10,000 times magnified photo).

도 11은 본 발명에 따라 이종골을 차아염소산나트륨으로 처리 후 증류수를 이용하여 수차례 수세 과정을 거치고 1000℃에서 3시간 열처리한 분말을 의사체액 중에 7일간 침적한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×10,000배 확대 사진). Figure 11 shows the scanning electron micrograph after immersing the xenograft with sodium hypochlorite according to the present invention after rinsing several times with distilled water several times, and immersing the powder heat-treated at 1000 ℃ for 7 days in the body fluids (× 10,000 times magnified picture).

도 12는 본 발명에 따라 제조된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 증류수에 세척 전과 1시간 동안 세척 후의 박막 XRD 측정 결과를 나타낸 것이다. FIG. 12 shows the XRD measurement results of the chlorine / hydraulic bistructure apatite prepared according to the present invention before washing in distilled water and after washing for 1 hour.

도 13은 본 발명에 따라 제조된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 증류수에 1시간 동안 침적시킨 후 완전히 건조시키고, 다시 의사체액 중에 7일간 침적 한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×1,000배 확대 사진). FIG. 13 shows a scanning electron microscope photograph of chlorine / hydroxylated bistructured apatite prepared according to the present invention in distilled water for 1 hour and then completely dried, and then immersed in pseudo fluid for 7 days (× 1,000 times magnified) ).

도 14는 본 발명에 따라 이종골을 수산화나트륨 수용액에 침적 후 1000℃에서 3시간 열처리한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×100배 확대 사진). Figure 14 shows a scanning electron micrograph after x-ray bone was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution and heat-treated at 1000 ℃ for 3 hours in accordance with the present invention (x100 times magnified photo).

도 15는 본 발명에 따라 이종골을 수산화나트륨 수용액에 침적 후 1000℃에서 3시간 열처리하고, 이를 의사체액 중에 7일간 침적한 후의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (×10,000배 확대 사진). Figure 15 shows the scanning electron micrograph after immersion of xenograft in aqueous sodium hydroxide solution for 3 hours after immersion in a sodium hydroxide aqueous solution according to the present invention, it was immersed in a pseudo-body fluid for 7 days (x10,000 times magnification).

발명의 분야Field of invention

본 발명은 생체활성 아파타이트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동물의 뼈를 염소이온이 포함된 수용액 중에서 이온교환 후 열처리하여 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하고, 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시켜 표면의 염화아파타이트가 용해되며 방출된 칼슘과 수산화 이온에 의해 용액 중의 아파타이트에 대한 과포화도가 증가하여 저 결정성 탄산아파타이트가 수산화아파타이트 표면에 형성된 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 생체활성 아파타이트의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 생체활성 아파타이트에 관한 것이다. The present invention relates to a bioactive apatite and a method for preparing the same, and more particularly, to treat a bone of an animal in an aqueous solution containing chlorine ions and then heat-treat it to obtain a chloride / hydroxylated bistructured apatite, wherein the chloride / hydroxylated bistructure Apatite is deposited in a solution supersaturated with apatite to dissolve the apatite chloride on the surface, and the supersaturation of the apatite in the solution is increased by the released calcium and hydroxide ions, so that the low crystalline apatite is formed on the surface of the apatite hydroxide. The present invention relates to a method for producing a bioactive apatite for obtaining a bi-hydroxylated apatite and a bioactive apatite prepared by the method.

발명의 배경Background of the Invention

골 이식 대체제(Bone grafting substitute, BGS)란 여러 가지 치과질환 또는 외상, 질병에 의한 퇴화 또는 기타 조직의 손실로 인하여 뼈 조직의 결손부가 생긴 경우, 이를 대체하여 뼈 조직 내의 공간을 충진 시키고 신생골의 형성을 촉진시키기 위하여 사용하는 이식재를 말한다. 일반적으로 가장 좋은 이식물은 본인의 뼈 중 다른 부위를 떼어내어서 이식하는 자가골로 알려져 있으나, 이차적인 수술이 필요하고, 필요한 만큼의 양을 얻기가 힘들며, 일반 개인의원에서 시행하기가 힘들고, 환자의 통증 및 병적 상태가 심각해질 가능성이 있는 단점을 가지고 있다. Bone grafting substitutes (BGS) are the replacement of bone tissue defects due to various dental diseases or trauma, disease degeneration or loss of other tissues, thereby filling the space within the bone tissue and forming new bone. Implants used to promote the disease. In general, the best implants are known as autologous bones that are removed by transplanting other parts of their bones, but they require secondary surgery, are difficult to obtain as much as needed, are difficult to perform in general clinics, patients Pain and morbidity of the patient has the disadvantage that it may be serious.

따라서 동종골이나 이종골, 혹은 뼈의 성분인 수산화아파타이트로 구성된 합성골 등 여러 가지 대체물을 이용하여 이식하는데 사용하여왔다. 상업적으로 사용되는 골 이식 대체제들은 분말, 겔, 슬러리/퍼티(putty), 정제, 칩, 모르슬(morsel) 및 펠렛, 스틱, 쉬트(sheet) 및 블록(block)과 같은 몇 가지 형태로 입수가 가능한 장점이 있으며, 균질성을 가지고, 감염 및 질병에 대한 위험이 적고, 이식을 위하여 환자의 뼈를 채취하는 데서 생기는 통증 및 병증이 없으며, 크기의 제한이 적은 장점이 있으나, 사람의 뼈가 가진 물리적 구조와는 많은 차이가 있어, 조직의 재생 속도가 느린 점 등의 여러 가지 단점을 가지고 있었다.Therefore, it has been used to transplant using various substitutes such as allogeneic bone, xenograft, or synthetic bone composed of hydroxide apatite, which is a component of bone. Commercially available bone graft substitutes are available in several forms, such as powders, gels, slurries / putty, tablets, chips, morsels and pellets, sticks, sheets and blocks. Possible advantages include: homogeneity, low risk of infection and disease, no pain and symptoms from harvesting bones of patients for transplantation, and small size limitations There are many differences from the structure, and there are various disadvantages such as slow tissue regeneration.

이러한 단점을 해결하고자 사람의 뼈와 비슷한 구조를 가진 동물의 뼈에 물리화학적인 처리를 가하여 유기물질을 제거하고, 뼈를 구성하는 무기성분만을 얻어내어 이를 치과나 정형외과적인 수술에 사용할 수 있게 제조하여 사용하고 있으며, 대표적인 상품으로 바이오메트리얼즈 가이스트리히 사의 바이오오스(Bio-Oss(R))를 들 수 있다. To solve these shortcomings, physicochemical treatment is applied to the bones of animals having a structure similar to that of human bones to remove organic substances, and to obtain only inorganic components that make up bones, which can be used for dental or orthopedic surgery. As a representative product, Bio-Oss (R) manufactured by Biomaterials Geistrich Co. , Ltd. may be mentioned.

상기 이종골을 제조하는 방법은 소과 동물의 대퇴부의 골을 80℃ 내지 120℃의 끓는점을 가지는 용매를 가하여 지방질을 제거한 후, 암모니아 또는 1차 아민을 가하여 단백질 및 유기질을 제거시켜 골 미네랄을 제조한 후, 이를 250~600℃의 고온에서 수 시간 동안 가열하여 건조시키는 단계로 구성되어 있다 (미국특허 5,167,961, 미국특허 5,417,975). In the method for producing the heterologous bone, the bone of the femur of a bovine animal is added to a solvent having a boiling point of 80 ° C. to 120 ° C. to remove fat, and then, ammonia or primary amine is added to remove proteins and organics to prepare bone minerals. Then, it is composed of a step of drying by heating for several hours at a high temperature of 250 ~ 600 ℃ (US Patent 5,167,961, US Patent 5,417,975).

한편, 연골에 차아염소산나트륨을 처리하여 콜라겐 상을 선택적으로 제거하는 데 사용하여, 잔여 연골 구조를 관찰하기 위하여 사용한 예는 있으나(Broz, J. J et al., J. Mater. Sci. Mater. Med., 8:395, 1997), 골 미네랄 제조에서, 모든 단백질을 제거하는데 차아염소산나트륨을 사용한 예는 아직 보고된 바 없다.On the other hand, cartilage is treated with sodium hypochlorite to selectively remove the collagen phase, but there are examples used to observe the residual cartilage structure (Broz, J. J et al., J. Mater. Sci. Mater. Med., 8: 395, 1997), the use of sodium hypochlorite to remove all proteins in bone mineral preparation has not been reported yet.

이와 관련된 종래 기술로는 '생체 재료용 수산화아파타이트 과립의 제조방법'(한국특허 등록번호 10-0498759) 등이 있으며, 상기 특허는 수산화아파타이트 구형 분말을 수용액 내에서 제조하여 효율적이고, 골 결손부의 충진재 및 약물 담체, 임플란트 표면 처리제로 사용할 수 있으나, 생체활성이 발현되지 않고, 인체 적합성이 낮은 문제점이 있다. 또한, 본 출원인에 의해 출원된 10-2005-0021297호 골 이식 대체제의 제조방법은 소뼈를 차아염소산나트륨으로 처리 후 저온 열처리하여, 뼈에서 얻어지는 저 결정성 탄산아파타이트 상을 큰 물리/화학적 변화 없이 사용하는 방법이지만 이는 광우병을 일으키는 프라이온 프로테인을 화학적으로 불활 성화 시킨 것으로, 프라이온 프로테인이 이론상으로 900℃이상에서 열처리 시에만 완전히 불활성화된다는 점을 감안할 때 광우병의 위험성을 미약하게나마 내포하고 있다는 문제점이 있다.Conventional techniques related to this include 'manufacturing method of apatite hydroxide granules for biomaterials' (Korean Patent Registration No. 10-0498759), and the patent is efficient by preparing apatite hydroxide powder in an aqueous solution and filling material of bone defects. And it can be used as a drug carrier, implant surface treatment agent, there is a problem that the bioactivity is not expressed, the human compatibility is low. In addition, the preparation method of the 10-2005-0021297 bone graft substitute filed by the applicant is a low-temperature heat treatment after treating the bovine bone with sodium hypochlorite, thereby using a low crystalline apatite carbonate phase obtained from the bone without a large physical / chemical change This is a chemical inactivation of the prion protein that causes mad cow disease. However, since the prion protein is theoretically completely inactivated only after heat treatment at 900 ° C. or higher, it poses a slight risk of mad cow disease. have.

이에, 본 발명자들은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 사람의 뼈와 그 구조가 유사한 동물의 뼈를 염소이온이 포함된 수용액에서 이온교환 시킨 후, 고온에서 열처리하여 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 형성시키고, 이를 체내에 임플란트 시, 표면의 염화아파타이트층이 용해되면서 염화아파타이트층의 하부에 존재하는 수산화아파타이트의 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성되게 하여 이를 매개로 골 전도성이 향상되게 하였다. 또한, 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 체외에서 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시켜, 고 결정성 수산화아파타이트의 표면에 저 결정성 탄산아파타이트를 인공적으로 코팅하여 골 전도도가 향상되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the shortcomings of the prior art. As a result, the bones of animals similar in structure to those of humans are ion-exchanged in an aqueous solution containing chlorine ions, and then heat-treated at a high temperature to provide a chlorine / hydroxide double structure type. When the apatite was formed and implanted in the body, the crystalline apatite layer was dissolved while the low crystalline apatite was formed on the surface of the apatite hydroxide present in the lower part of the apatite chloride layer, thereby improving bone conductivity. . In addition, by immersing the chloride / hydroxylated bistructured apatite in a supersaturated solution to the apatite in vitro, artificially coating a low crystalline apatite on the surface of the high crystalline apatite to confirm that bone conductivity is improved. The invention has been completed.

결국, 본 발명의 주된 목적은 체내에 임플란트 시 염화아파타이트가 용해되면서 저 결정성 탄산 아파타이트가 스스로 수산화아파타이트 표면에 생성되는 능력을 갖는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다. After all, the main object of the present invention is to provide a bioactive chloride / hydroxide bi-structure apatite and a method for producing a low-crystalline carbonate apatite itself on the surface of the hydroxyapatite while dissolving apatite chloride in the implant.

본 발명의 다른 목적은 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 체외에서 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시켜 저 결정성 탄산 아파타이트가 수산화아파타이트 표면에 형성되게 함으로써 펩타이드와 단백질, 피브린, 골 형태 형성인자, 골 성장제 등의 부착이 용이한 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to deposit peptides, proteins, fibrins, bone form-forming factors by depositing bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite in supersaturated solution to apatite in vitro to form low crystalline apatite on the surface of apatite hydroxide, The present invention provides a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructure apatite and a method for preparing the same, which are easily attached to bone growth agents.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 혈액성분이 제거된 동물뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고, 건조시키는 단계; (b) 상기 건조된 뼈를 분쇄하고, 분쇄된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕시킨 다음, 상기 유기용매를 제거하고 건조시키는 단계; (c) 상기 건조된 뼈를 염소이온이 포함된 수용액으로 처리하여 단백질을 제거함과 동시에 상기 뼈 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 이온교환시키는 단계; 및 (d) 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 제거함과 동시에 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계를 포함하는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) boiling the animal bone from which the blood component is removed in deionized water to remove fat and protein first, and drying; (b) pulverizing the dried bone, dipping the ground bone in a volatile polar organic solvent and shaking the mixture, and then removing and drying the organic solvent; (c) treating the dried bone with an aqueous solution containing chlorine ions to remove proteins and ion-exchanging carbonate ions present in the apatite to a predetermined thickness from the bone surface with chlorine ions; And (d) heat-treating the ion-exchanged bone at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to remove lipids and proteins, and at the same time to obtain a chloride / hydroxylated bistructured apatite having an apatite chloride layer formed on the surface of the apatite hydroxide. It provides a method for producing a bioactive chloride / hydroxide bi-structure apatite comprising.

본 발명은 또한, (a) 혈액성분이 제거된 동물뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고, 건조시키는 단계; (b) 상기 건조된 뼈를 분쇄하고, 분쇄된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕시킨 다음, 상기 유기용매를 제거하고 건조시키는 단계; (c) 상기 건조된 뼈를 염소이온이 포함된 수용액으로 처리하여 단백질을 제거함과 동시에 상기 뼈 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파 타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 이온교환시키는 단계; (d) 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 제거함과 동시에 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계; 및 (e) 상기 수득된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시켜 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 표면의 염화아파타이트층이 용해되고, 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트 결정을 형성시켜 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계를 포함하는 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of (a) boiling animal bones from which blood components have been removed in deionized water to first remove fats and proteins, and drying them; (b) pulverizing the dried bone, dipping the ground bone in a volatile polar organic solvent and shaking the mixture, and then removing and drying the organic solvent; (c) treating the dried bone with an aqueous solution containing chlorine ions to remove proteins and ion-exchanging carbonate ions present in the carbonate apatite up to a predetermined thickness from the bone surface with chlorine ions; (d) heat treating the ion-treated bone at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to remove lipids and proteins, and at the same time to obtain a chloride / hydroxylated bistructured apatite having an apatite chloride layer formed on the surface of the apatite hydroxide; And (e) dipping the obtained chlorinated / hydroxylated bistructured apatite into a supersaturated solution for the apatite to dissolve the apatite chloride layer on the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite surface and to form low crystalline apatite crystals on the apatite hydroxide surface. It provides a method for producing a low crystalline carbonate / hydroxide bi-structure apatite by forming to obtain a low crystalline carbonate / hydroxide bi-structure apatite.

본 발명에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름/메탄올 혼합용매인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the organic solvent may be characterized in that the chloroform / methanol mixed solvent.

본 발명에 있어서, 상기 염소이온이 포함된 수용액은 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액을 이용할 수 있으며, 상기 염소이온이 포함된 수용액의 농도는 30 ~ 80중량%인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the aqueous solution containing chlorine ions may be used sodium hypochlorite aqueous solution or sodium chloride aqueous solution, the concentration of the aqueous solution containing chlorine ion may be characterized in that 30 to 80% by weight.

본 발명에 있어서, 상기 아파타이트에 대해 과포화된 용액은 아파타이트에 대하여 용해도 적(solubility product)이 5.5 × 10-118 ~ 10-90인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the supersaturated solution for the apatite may be characterized in that the solubility product of the apatite is 5.5 × 10 -118 to 10 -90 .

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조되고, 그 내부가 수산화아파타이트이고, 상기 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트가 형성되어 있는 생체활성 염화/수 산화 이중구조형 아파타이트 및 그 내부가 수산화아파타이트이고, 상기 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성되어 있는 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 제공한다. The present invention also provides a bioactive chloride / hydroxide bistructured apatite prepared by the above method, wherein the interior is apatite hydroxide, and the apatite chloride is formed on the surface of the apatite, and the interior is apatite. Provided is a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite in which low crystalline apatite is formed.

본 발명은 또한, 상기 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제 및 상기 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제를 제공한다. The present invention also provides a bone graft substitute containing the bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite and a bone graft substitute containing the low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite.

본 발명에 있어서, 골 성장을 촉진하는 성장인자, 골 조직 형성 증진을 유도하는 펩타이드와 단백질, 피브린, 골 형태 형성인자, 골성장제, 화학요법제, 항생제, 진통제, 비스포스포네이트, 스트론툼염, 불소염, 마그네슘염 및 나트륨염으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 생물학적 활성물질을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, growth factors for promoting bone growth, peptides and proteins for promoting bone tissue formation, fibrin, bone morphogenesis factors, bone growth agents, chemotherapeutic agents, antibiotics, analgesics, bisphosphonates, strontium salts, fire It may be characterized in that it is formulated by adding one or more biologically active substances selected from the group consisting of anti-inflammatory, magnesium salt and sodium salt.

본 발명에 있어서, 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이틴 황산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 수산화인회석, 탄산칼슘, 인산칼슘, 황산칼슘 및 세라믹으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 화학적 화합물을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, it is formulated by adding one or more chemical compounds selected from the group consisting of hyaluronic acid (hyaluronic acid), chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate and ceramics You can do

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 양태는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트에 관한 것이다. One aspect of the present invention relates to a method for preparing a bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite and a bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite prepared by the above method.

상기 생체활성 염화/수산화 이중구조형아파타이트를 제조하기 위하여 먼저, 혈액성분이 제거된 동물 뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고 건조시킨다. 상기 건조된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕하고, 상기 유기용매를 제거하고 건조시킨다. 상기 유기용매는 클로로포름/메탄올 혼합용매를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다. In order to manufacture the bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite, first, the animal bones from which blood components have been removed are boiled in deionized water to first remove fat and protein and then dry. The dried bone is immersed in a volatile polar organic solvent and shaken, and the organic solvent is removed and dried. The organic solvent may be characterized by using a chloroform / methanol mixed solvent.

상기 뼈를 염소이온이 포함된 수용액에 1시간 동안 침적하여 상기 뼈 중 잔존하는 단백질을 제거하고, 뼈에 존재하는 탄산아파타이트의 탄산이온을 염소이온으로 1차 이온교환시킨다. 상기 염소이온이 포함된 수용액은 염소이온을 함유하는 모든 무기염을 물에 용해시켜 제조할 수 있으며, 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 염소이온이 포함된 수용액의 농도는 30 ~ 80중량%인 것이 바람직하다. 상기 염소이온이 포함된 수용액이 30중량%이하일 경우, 단백질 제거효율이 떨어지고, 80중량%이상인 경우 수득률이 낮아진다. 상기 과정을 수회 거친 다음, 12시간 동안 이온교환시켜 뼈 표면으로부터 일정 두께까지 사이에 존재하는 탄산아파타이트 중의 탄산이온을 염소이온으로 완전히 치환시키고, 상온에서 건조시킨다. 이때, 뼈 표면에서부터 탄산이온이 염소이온으로 교환된 층의 두께는 100㎛이내인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 완전히 제거하고, 수산화아파타이트 표면에 일정한 두께의 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득한다. 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 형태는 분말, 정제, 칩, 모르슬(morsel), 펠렛, 스틱, 쉬트(sheet), 블 록(block) 및 스캐폴드로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. The bone is immersed in an aqueous solution containing chlorine ions for 1 hour to remove the remaining protein in the bone, and the primary ion exchange of carbonate ions of apatite carbonate present in the bone with chlorine ions. The aqueous solution containing chlorine ions can be prepared by dissolving all inorganic salts containing chlorine ions in water, it is preferable to use an aqueous sodium hypochlorite solution or an aqueous sodium chloride solution. The concentration of the aqueous solution containing chlorine ions is preferably 30 to 80% by weight. When the aqueous solution containing the chlorine ion is less than 30% by weight, the protein removal efficiency is lowered, when the weight is more than 80% by weight the yield is low. After several times, the process was ion exchanged for 12 hours to completely replace the carbonate ions in the apatite carbonate present from the bone surface to a certain thickness with chlorine ions, and dried at room temperature. At this time, the thickness of the layer in which carbonate ions are replaced with chlorine ions from the bone surface may be characterized in that less than 100㎛. After the ion exchange treatment is completed, the bone is heat-treated at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to completely remove lipids and proteins, thereby obtaining a chloride / hydroxylated bistructured apatite having a constant thickness of apatite chloride layer formed on the surface of the apatite hydroxide. The form of the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite may be selected from the group consisting of powder, tablets, chips, morsels, pellets, sticks, sheets, blocks and scaffolds. Can be.

본 발명의 다른 양태는 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to a method for preparing a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite and a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite prepared by the above method.

상기 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 제조하기 위하여 먼저, 혈액성분이 제거된 동물 뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고 건조시킨다. 상기 건조된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕하고, 상기 유기용매를 제거하고 건조시킨다. 상기 유기용매는 클로로포름/메탄올 혼합용매를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다. In order to prepare the low crystalline carbonate / hydroxylated bistructure apatite, first, animal bones from which blood components have been removed are boiled in deionized water to first remove fat and protein and then dry. The dried bone is immersed in a volatile polar organic solvent and shaken, and the organic solvent is removed and dried. The organic solvent may be characterized by using a chloroform / methanol mixed solvent.

상기 뼈를 염소이온이 포함된 수용액에 1시간 동안 침적하여 상기 뼈 중 잔존하는 단백질을 제거하고, 탄산아파타이트의 탄산이온을 염소이온으로 1차 이온교환시킨다. 상기 염소이온이 포함된 수용액은 염소이온을 함유하는 모든 무기염을 물에 용해시켜 제조할 수 있으며, 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 염소이온이 포함된 수용액의 농도는 30 ~ 80중량%인 것이 바람직하다. 상기 염소이온이 포함된 수용액이 30중량%이하일 경우, 단백질 제거효율이 떨어지고, 80중량%이상인 경우 수득률이 낮아진다. 상기 과정을 수회 거친 다음, 12시간 동안 이온교환시켜 뼈 표면으로부터 일정 두께까지 사이에 존재하는 탄산아파타이트 중의 탄산이온을 염소이온으로 완전히 치환시키고, 상온에서 건조시킨다. 이때, 뼈 표면에서부터 탄산이온이 염소이온으로 교환된 층의 두 께는 100㎛이내인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 완전히 제거하고, 수산화아파타이트 표면에 일정한 두께의 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득한다. 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 형태는 분말, 정제, 칩, 모르슬(morsel), 펠렛, 스틱, 쉬트(sheet), 블록(block) 및 스캐폴드로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 열처리가 완료된 뼈를 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시키면 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 표면의 염화아파타이트층이 용해되면서 칼슘과 수산화 이온이 용출되고, 이로 인해 수용액 중의 아파타이트에 대한 이온화용해도 적이 증가되어 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트 결정이 형성되어 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트가 수득된다. The bone is immersed in an aqueous solution containing chlorine ions for 1 hour to remove the remaining protein in the bone, and the primary ion exchange of carbonate ions of apatite carbonate with chlorine ions. The aqueous solution containing chlorine ions can be prepared by dissolving all inorganic salts containing chlorine ions in water, it is preferable to use an aqueous sodium hypochlorite solution or an aqueous sodium chloride solution. The concentration of the aqueous solution containing chlorine ions is preferably 30 to 80% by weight. When the aqueous solution containing the chlorine ion is less than 30% by weight, the protein removal efficiency is lowered, when the weight is more than 80% by weight the yield is low. After several times, the process was ion exchanged for 12 hours to completely replace the carbonate ions in the apatite carbonate present from the bone surface to a certain thickness with chlorine ions, and dried at room temperature. At this time, the thickness of the layer in which carbonate ions are replaced with chlorine ions from the bone surface may be characterized in that less than 100㎛. After the ion exchange treatment is completed, the bone is heat-treated at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to completely remove lipids and proteins, thereby obtaining a chloride / hydroxylated bistructured apatite having a constant thickness of apatite chloride layer formed on the surface of the apatite hydroxide. The chlorine / hydroxide bistructured apatite may be selected from the group consisting of powder, tablets, chips, morsels, pellets, sticks, sheets, blocks and scaffolds. have. When the heat-treated bone is immersed in a supersaturated solution of apatite, calcium and hydroxide ions are eluted while the apatite chloride layer on the surface of the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite is dissolved, thereby increasing the ionization solubility of the apatite in the aqueous solution. Low crystalline apatite carbonate crystals are formed on the surface of the apatite hydroxide to obtain a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite.

본 발명의 또 다른 양태는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제 및 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제에 관한 것이다. Another aspect of the invention relates to bone graft substitutes containing bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite and bone graft substitutes containing low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite.

골 이식 대체용 조성물은 통상적으로, "골 이식 대체제(bone grafting substitute)"라는 용어로 사용되며, 골 조직 내의 공간을 충진하기 위한 물질이다. 골 이식 대체제는 압착, 압축, 가압접촉, 패킹, 압박, 굳힘 등의 방법을 사용하여, 퍼티, 페이스트, 주형 가능한 스트립, 블록, 칩 등의 형태로 성형하여 사용할 수 있고, 화학적 첨가물을 이용하여 겔, 분말, 페이스트, 정제, 펠렛 등의 형태로 제 형 하여 사용할 수 있으며, 분말 형태 그대로 사용하는 것도 가능하다.Compositions for bone graft replacement are commonly used with the term "bone grafting substitute" and are materials for filling the space within bone tissue. Bone graft substitutes can be used in the form of putty, paste, moldable strips, blocks, chips, etc., using compression, compression, pressure contact, packing, compression, hardening, etc. It can be used in the form of powder, paste, tablets, pellets and the like, and can also be used as it is in powder form.

상기와 같이 골 이식 대체제를 제형하여 사용할 경우에는 생물학적 활성물질을 첨가하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 생물학적 활성물질로 골 성장을 촉진하는 성장인자, 골 조직 형성 증진을 유도하는 펩타이드와 단백질, 피브린, 골 형태 형성인자, 골 성장제, 화학요법제, 항생제, 진통제, 비스포스포네이트, 스트론툼염, 불소염, 마그네슘염 및 나트륨염 등을 사용할 수 있다.When formulated and used as a bone graft substitute as described above, it is preferable to use a biologically active substance, and the growth factor for promoting bone growth as the biologically active substance, peptides and proteins for inducing bone tissue formation, fibrin, Bone morphogenesis factors, bone growth agents, chemotherapeutic agents, antibiotics, analgesics, bisphosphonates, strontum salts, fluoride salts, magnesium salts, sodium salts and the like can be used.

상기 성장인자로는 BMP(bone morphogenic protein), PDGF(Platelet-derived growth factor), TGF-beta(Transgenic growth factor), IGF-I(Insulin-like growth factor), IGF-II, FGF(Fibroblast growth factor) 및 BGDF-II(beta-2-microglobulin) 등을 사용할 수 있다. 상기 골 조직 형성 증진 펩타이드와 단백질로는 RGD sequence를 포함하는 각종 펩타이드와 콜라겐 및 피브로노젠과 같은 각종 단백질 등을 사용할 수 있다. 상기 골 형태 형성인자로는 오스테오칼신(osteocalcin), 본사이알로프로테인(bonesialo protein), 오스테오제닌(osteogenin), BMP 등을 사용할 수 있다. 상기 골 성장제는 인체에 무해하고 골 성장을 촉진하는 물질이라면 제한 없이 사용이 가능하며, 골 형성을 증진시키는 핵산, 골 형성을 억제하는 물질의 길항제 등을 사용할 수 있다.The growth factors include bone morphogenic protein (BMP), platelet-derived growth factor (PDGF), transgenic growth factor (TGF-beta), insulin-like growth factor (IGF-I), IGF-II, and fibroblast growth factor (FGF). ) And BGDF-II (beta-2-microglobulin) can be used. As the bone tissue formation enhancing peptides and proteins, various peptides including RGD sequences and various proteins such as collagen and fibronogen may be used. As the bone morphogenesis factor, osteocalcin, headquarter alloprotein, bonesialo protein, osteogenin, BMP and the like can be used. The bone growth agent may be used without limitation as long as it is harmless to the human body and promotes bone growth, and may use nucleic acids that promote bone formation, antagonists of substances that inhibit bone formation, and the like.

본 발명에서 골 이식 대체제를 제형하는데 사용되는 화학적 첨가물은 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이틴 황산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 수산화인회석, 탄산칼슘, 인산칼슘, 황산칼슘, 세라믹 등이 있으며, 상기 첨가물의 종류에 따라 겔, 스트립, 분말, 칩, 펠렛, 정제, 페이스트 등의 형태로 제형이 가능하다.Chemical additives used to formulate bone graft substitutes in the present invention include hyaluronic acid, chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, ceramics, and the like. Depending on the type, it can be formulated in the form of gel, strip, powder, chip, pellet, tablet, paste, and the like.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1: 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 수용액을 이용한 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 제조방법 Example 1 Method for Producing Low Crystalline Carbonic Acid / Hydroxy Bistructure Apatite Powder Using Sodium Hypochlorite Aqueous Solution According to the Present Invention

[전 처리 공정][Pretreatment Process]

동물의 대퇴골 부위에서 취득한 뼈를 골 절단기를 이용하여 약 5cm3 크기로 절단하였다. 상기 절단된 뼈 조각을 탈 이온수에서 24시간 동안 침적하여 뼈에 존재하는 혈액 성분을 제거하였다. 상기 탈 이온수로 세척된 뼈 조각을 12시간마다 탈 이온수를 교환하며 72시간 동안 끓여, 뼈에 존재하는 지방질과 단백질을 1차적으로 제거하였다. 상기 1차적으로 지방질과 단백질이 제거된 뼈 조각을 60℃의 오븐에서 24시간 동안 완전히 건조시킨 후 분쇄기를 이용하여 1.5 mm 이하의 크기가 되도록 분쇄하였다.Bones obtained at the femur site of the animal were cut to a size of about 5 cm 3 using a bone cutter. The cut bone pieces were immersed in deionized water for 24 hours to remove blood components present in the bone. The bone flakes washed with deionized water were boiled for 72 hours while exchanging deionized water every 12 hours to remove lipids and proteins present in the bone. The bone fragment from which the fat and protein were first removed was completely dried in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then ground to a size of 1.5 mm or less using a grinder.

[탈지 처리 공정][Degreasing treatment process]

분쇄된 뼈 분말 1g당 20ml의 클로로포름과 메탄올이 1:1 부피비로 혼합된 용 매를 첨가하고, 120rpm의 회전 속도로 24시간 동안 진탕하여 탈지 처리를 수행하였다. 탈지 처리가 완료된 뼈 분말 중 잔존하는 용매를 제거하기 위하여 뼈 분말 1g 당 50g의 비율로 탈 이온수를 첨가한 후 120rpm으로 12시간 동안 진탕하여 분말에 잔존하는 용매를 제거하였으며, 매 2시간 마다 새로운 탈 이온수로 교환하여 수세효율을 높였다. 수세가 완료된 뼈 분말은 60℃의 오븐에서 완전히 건조시켰다.A solvent in which 20 ml of chloroform and methanol were mixed in a 1: 1 volume ratio was added per 1 g of the pulverized bone powder, followed by shaking for 24 hours at a rotational speed of 120 rpm to perform degreasing treatment. Deionized water was added at a rate of 50 g per 1 g of bone powder to remove the remaining solvent in the deionized bone powder, followed by shaking at 120 rpm for 12 hours to remove the remaining solvent in the powder. The flushing efficiency was improved by exchanging with ionized water. The washed bone powder was completely dried in an oven at 60 ℃.

[이온교환 공정][Ion exchange process]

차아염소산나트륨 수용액 100g 중에 탈지 처리가 완료된 건조 뼈 분말 40g을 혼합하고, 120rpm의 회전속도로 1시간 동안 진탕하여 뼈 분말 중에 존재하는 단백질을 제거함과 동시에 뼈 중에 존재하는 탄산아파타이트의 탄산이온을 염소이온으로 1차 이온교환 시켰다. 그 후 동일한 과정을 한 번 더 거친 후 마지막으로 같은 조건에서 12시간 이온교환시켜 분말의 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 완전히 치환시키고 상온에서 완전히 건조시켰다. 40 g of dried bone powder degreased in 100 g of aqueous sodium hypochlorite solution is mixed and shaken at a rotational speed of 120 rpm for 1 hour to remove the protein present in the bone powder and at the same time chlorine ion of the apatite carbonate present in the bone. Primary ion exchange was performed. Thereafter, the same process was performed once more, and finally, 12 hours of ion exchange was performed under the same conditions to completely replace carbonate ions present in the carbonate apatite from the surface of the powder to chlorine ions and completely dry at room temperature.

[열처리 공정][Heat treatment process]

이온교환 처리가 완료된 분말을 전기로에서 분당 2℃로 승온하여 1000℃ 이상에서 3시간 동안 열처리하고 노냉 과정을 거쳐 분말 중 잔존하는 지질과 단백질을 완전히 제거하고, 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 제조하였다. After the ion-exchanged powder was heated to 2 ° C / min in an electric furnace, heat-treated at 1000 ° C or higher for 3 hours, and after the furnace cooling process, the remaining lipids and proteins in the powder were completely removed, and the apatite chloride layer was formed on the surface of the apatite hydroxide. Hydroxyl bistructured apatite powder was prepared.

[체가름 공정][Sieving process]

열처리가 완료된 분말은 212 ~ 1000㎛ 크기의 체를 사용하여 체가름하고, 212 ~ 1000㎛ 크기 안에 들어오는 것만을 사용한다.The heat-treated powder is sieved using a sieve of 212 ~ 1000㎛ size, and use only those coming in 212 ~ 1000㎛ size.

[저 결정성 탄산아파타이트 코팅 공정][Low Crystalline Apatite Coating Process]

체가름이 완료된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액 (Kokubo T, Kushitani H, Sakka S, Kitsugi T, Yamamuro T. Solutions able to reproduce in vivo surface-structure changes in bioactive glass-ceramic A-W. J Biomed Mater Res 1990;24(6):721-34) 즉, 아파타이트에 대한 이온화용해도 적(ionic activity product)이 10-95인 용액에 침적하여 염화아파타이트층이 용해되면서 칼슘과 수산화 이온이 방출되고, 아파타이트에 대한 이온화용해도 적이 증가, 수산화아파타이트 분말 표면에 저 결정성 탄산아파타이트층이 형성되어 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하게 되었다. The chlorinated / hydroxylated bistructured apatite powder with sieving is obtained from pseudo fluids (Kokubo T, Kushitani H, Sakka S, Kitsugi T, Yamamuro T. Solutions able to reproduce in vivo surface-structure changes in bioactive glass-ceramic AW.J Biomed Mater Res 1990; 24 (6): 721-34) in other words, the ionization solubility enemy (ionic activity product) for the deposition of apatite in the solution is 10-95 chloride apatite layer is calcium and hydroxide ions are released as soluble, the apatite As the ionization solubility was increased, a low crystalline apatite layer was formed on the surface of the apatite hydroxide powder to obtain a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite.

상기 이온교환 공정을 통해 제조한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 아파타이트 입자의 비정상 입성장이 발생하여 50 ㎛ 이상 크기의 육각 기둥형 입자가 발달한 것이 관찰되었다 (도 1).As a result of analyzing the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite powder prepared by the ion exchange process through a scanning electron microscope, abnormal grain growth of the apatite particles occurred, resulting in the development of hexagonal columnar particles having a size of 50 μm or more (FIG. One).

또한, 이온교환 공정을 통해 제조한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 표면층을 박막 XRD로 분석한 결과, 상기 분말의 표면은 대부분 염화아파타이 트 상으로 이루어져 있고, 일부 수산화아파타이트 상으로 이루어진 것이 확인되었다 (도 2).In addition, as a result of analyzing the surface layer of the chlorinated / hydraulic double structured apatite powder prepared by the ion exchange process by the thin film XRD, it was confirmed that the surface of the powder was composed mostly of the apatite chloride phase, and some of the apatite hydroxide phase. (FIG. 2).

상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액에 침적시키고, 침적 시간에 따라 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 염화/수산화 이중구조형 아파타이트분말 중 존재하는 입자들은 침적 전에는 매끈한 표면을 가지고 있고(도 3a), 침적 시간이 경과함에 따라 표면층이 용해되어 요철형이 되며(도 3b), 시간이 더 경과한 후에는 그 표면층에 작은 엽상(葉狀)형 결정들이 생성되기 시작하고(도 3c), 침적 7일째에는 모든 입자들의 표면에 나노미터 크기의 작은 아파타이트 입자들로 뒤덮이게 되었다 (도 3d).The chlorine / hydroxylated bistructured apatite powder was deposited in pseudo fluid, and analyzed by scanning electron microscopy according to the deposition time. As a result, the particles present in the chlorinated / hydroxide bistructured apatite powder had a smooth surface before deposition (FIG. 3A). ), As the deposition time passes, the surface layer dissolves into irregularities (FIG. 3B), and after further time, small lobed crystals start to form in the surface layer (FIG. 3C), and the deposition occurs. On day 7, all particles were covered with nanometer-sized small apatite particles (Fig. 3d).

의사체액 중에 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 침적 전, 후를 박막 XRD를 이용하여 측정한 결과, 침적 전 표면의 염화아파타이트 상은 침적 후 수산화아파타이트 상으로 변환된 것이 관찰되는데, 표면에 새로이 생성된 작은 입자들이 수산화아파타이트임을 알 수 있다 (도 4). Before and after the deposition of the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite powder in the pseudo fluids, the apatite chloride phase was observed to be converted to the apatite hydroxide phase after deposition. It can be seen that the particles are apatite hydroxide (FIG. 4).

상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 의사체액 중에 7일간 침적한 전후 FT-IR를 측정한 결과, 침적 전에는 탄산기가 검출되지 않는 염화아파타이트였고, 침적 후에는 탄산기가 검출되어 탄산아파타이트가 생성된 것을 알 수 있다 (도 5). The FT-IR was measured before and after immersion of the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite in pseudo-body fluid for 7 days, and it was found that the carbonate group was not detected before deposition, and that after the deposition, the carbonate group was detected to form apatite. (Figure 5).

도 4의 박막 XRD 결과와 도 5의 FT-IR 결과를 종합하여 볼 때, 의사체액 중에 형성된 작은 입자들은 사람의 뼈와 화학적, 물리적으로 유사한 성질을 갖는 저 결정성 탄산아파타이트 상임을 확인할 수 있었다. In combination with the thin film XRD results of FIG. 4 and the FT-IR results of FIG. 5, it was confirmed that the small particles formed in the body fluid were low crystalline apatite carbonate phases having chemical and physical properties similar to those of human bone.

상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 분말을 의사체액 중에 침적시켰을 때, 의사체액 중에 존재하는 칼슘과 인의 양을 ICP-AES를 사용하여 시간별로 분석한 결과는 도 6a 및 도 6b에 도시하였으며, 도 6c는 pH값을 측정한 결과이고, 도 6d는 이들 데이터를 근거로 하여 의사체액 중의 아파타이트에 대한 이온화용해도 적을 계산한 결과이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 염화/수산화 이중구조형 아파타이트가 의사체액 중에 침적되면 표면의 염화아파타이트층이 용해되어 칼슘과 수산화 이온이 용출되고, 인은 용해되지 않는 것을 알 수 있으며, 상기 칼슘과 수산화 이온의 용출에 의해 아파타이트에 대한 이온화용해도 적이 증가하여 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성되는 것을 알 수 있다. When the chlorine / hydraulic double structured apatite powder was deposited in pseudo fluids, the results of analysis of the amount of calcium and phosphorus present in the pseudo fluids by time using ICP-AES are shown in FIGS. 6A and 6B. It is a result of measuring pH value, and FIG. 6D is a result of calculating the ionization solubility product with respect to the apatite in a pseudobody liquid based on these data. As shown in FIG. 6, when the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite is deposited in pseudo fluid, the surface of the apatite chloride is dissolved to dissolve calcium and hydroxide ions, and phosphorus does not dissolve. It can be seen that the ionization solubility of apatite increases due to the elution of ions, resulting in the formation of low crystalline apatite carbonate on the surface.

도 7은 본 발명에 따른 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 입자 및 이를 의사체액 중에 침적시켰을 때 표면에서 형성되는 저 결정성 탄산아파타이트의 모식도를 나타낸 것으로, (a)는 탈지된 동물의 뼈 중에 존재하는 탄산아파타이트(CO3Ap)를 차아염소산나트륨으로 처리하여 이온교환하고 고온 열처리 과정을 거치면, (b)와 같이 수산화아파타이트(HAp) 표면에 염화아파타이트(ClAp)가 형성된다. 다음, 이를 다시 아파타이트에 대해 과포화된 용액 속에 침적하면 (c)와 같이 표면의 염화아파타이트층이 용해되면서 칼슘과 수산화 이온이 방출되고, (d)와 같이 수용액 중에 존재하는 칼슘, 인 및 탄산이온들이 합쳐져서 수산화아파타이트(HAp) 표면에 새로운 저 결정성 탄산아파타이트(CO3Ap)를 형성된다.FIG. 7 shows a schematic diagram of a chlorinated / hydroxylated bistructured apatite particle and a low crystalline apatite carbonate formed on the surface when it is immersed in the body fluid, and (a) shows carbonic acid present in the bone of a degreased animal. When apatite (CO 3 Ap) is treated with sodium hypochlorite and ion exchanged and subjected to a high temperature heat treatment, apatite chloride (ClAp) is formed on the surface of apatite hydroxide (HAp) as shown in (b). Subsequently, it is again deposited in a supersaturated solution of apatite, and as a result of dissolving the apatite chloride layer on the surface, calcium and hydroxide ions are released, and calcium, phosphorus and carbonate ions present in the aqueous solution as shown in (d). Together they form new low crystalline apatite carbonate (CO 3 Ap) on the surface of the apatite hydroxide (HAp).

실시예 2: 염화나트륨 수용액을 이용한 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트 분말의 제조방법Example 2 Preparation of Low Crystalline Carbonic Acid / Hydraulic Double Structure Apatite Powder Using Aqueous Sodium Chloride Solution

실시예 1의 공정과 동일하나, 차아염소산나트륨 수용액을 염화나트륨 수용액으로 대체하여 공정을 수행하였다. 상기 염화나트륨 수용액의 농도는 물 100g당 염화나트륨 10g을 첨가하여 완전히 용해시켰으며, 탈지처리 후 수세공정이 완료된 뼈 분말 20g을 염화나트륨 혼합 수용액에 첨가한 후 120 rpm의 속도로 혼합하며 12시간 동안 이온교환 시킨 다음, 1000℃에서 열처리하여 염소이온을 아파타이트 구조 내에서 안정적으로 고정시켰다. The same process as in Example 1 was carried out by replacing the aqueous sodium hypochlorite solution with an aqueous sodium chloride solution. The concentration of the aqueous sodium chloride solution was completely dissolved by adding 10 g of sodium chloride per 100 g of water, and after degreasing treatment, 20 g of bone powder having been washed with water was added to a mixed solution of sodium chloride, mixed at a speed of 120 rpm, and ion exchanged for 12 hours. Next, heat treatment at 1000 ° C. stably fixed the chloride ions in the apatite structure.

염화나트륨 혼합 수용액으로 처리 후 1000℃에서 열처리한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 염소이온의 공급원으로서 차아염소산나트륨을 사용하였을 때와 마찬가지로 아파타이트 입자는 비정상 입성장이 일어나서 50㎛이상의 크기를 갖고 있음이 관찰되었다 (도 8).After analysis with a mixed solution of sodium chloride, the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite heat-treated at 1000 ° C. was analyzed by scanning electron microscopy. As in the case of using sodium hypochlorite as a source of chlorine ion, apatite particles showed abnormal grain growth, resulting in 50 μm. It was observed that the above size (Fig. 8).

상기 염화나트륨 수용액으로 처리하고 1000℃에서 열처리를 마친 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 의사체액 중에 7일간 침적한 후의 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 표면에는 저 결정성 탄산아파타이트 결정이 생성됨을 확인할 수 있었다 (도 9).The chlorine / hydraulic bistructured apatite treated with the aqueous sodium chloride solution and then heat treated at 1000 ° C. was immersed in pseudo fluid for 7 days, and analyzed by scanning electron microscopy. It was confirmed that this was generated (Fig. 9).

비교예 1: 차아염소산나트륨 처리 후 수세공정을 거쳐 차아염소산나트륨 성분을 완전히 제거하고 열처리하여 제조한 수산화아파타이트 분말Comparative Example 1 Apatite Powder Prepared by Sodium Hypochlorite Treatment and Water Treatment to Completely Remove Sodium Hypochlorite Components and Heat Treatment

[전 처리 공정][Pretreatment Process]

동물의 대퇴골 부위에서 취득한 뼈를 골 절단기를 이용하여 약 5cm3 크기로 절단하였다. 상기 절단된 뼈 조각을 탈 이온수에서 24시간 동안 침적하여 뼈에 존재하는 혈액 성분을 제거하였다. 상기 탈 이온수로 세척된 뼈 조각을 12시간마다 탈 이온수를 교환하며 72시간 동안 끓여, 뼈에 존재하는 지방질과 단백질을 1차적으로 제거하였다. 상기 1차적으로 지방질과 단백질이 제거된 뼈 조각을 60℃의 오븐에서 24시간 동안 완전히 건조시킨 후 분쇄기를 이용하여 1.5 mm 이하의 크기가 되도록 분쇄하였다.Bones obtained at the femur site of the animal were cut to a size of about 5 cm 3 using a bone cutter. The cut bone pieces were immersed in deionized water for 24 hours to remove blood components present in the bone. The bone flakes washed with deionized water were boiled for 72 hours while exchanging deionized water every 12 hours to remove lipids and proteins present in the bone. The bone fragment from which the fat and protein were first removed was completely dried in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then ground to a size of 1.5 mm or less using a grinder.

[탈지 처리 공정][Degreasing treatment process]

분쇄된 뼈 분말 1g당 20ml의 클로로포름과 메탄올이 1:1 부피비로 혼합된 용매를 첨가하고, 120rpm의 회전 속도로 24시간 동안 진탕하여 탈지 처리를 수행하였다. 탈지 처리가 완료된 뼈 분말 중 잔존하는 용매를 제거하기 위하여 뼈 분말 1g 당 50g의 비율로 탈 이온수를 첨가한 후 120rpm으로 12시간 동안 진탕하여 분말에 잔존하는 용매를 제거하였다. 이때, 매 2시간 마다 새로운 탈 이온수로 교환하여 수세효율을 높였다. 수세가 완료된 뼈 분말은 60℃의 오븐에서 완전히 건조시켰다.A solvent in which 20 ml of chloroform and methanol were mixed in a 1: 1 volume ratio was added per 1 g of the pulverized bone powder, followed by shaking for 24 hours at a rotational speed of 120 rpm to perform degreasing treatment. Deionized water was added at a rate of 50 g per 1 g of bone powder in order to remove the remaining solvent in the bone powder completed degreasing, and then shaken at 120 rpm for 12 hours to remove the solvent remaining in the powder. At this time, the washing efficiency was improved by replacing with fresh deionized water every two hours. The washed bone powder was completely dried in an oven at 60 ℃.

[이온교환 공정][Ion exchange process]

차아염소산나트륨 수용액 100g 중에 탈지 처리가 완료된 건조 뼈 분말 40g을 혼합하고, 120rpm의 회전속도로 1시간 동안 진탕하여 뼈 분말 중에 존재하는 단백 질을 제거하고, 탄산아파타이트의 탄산이온을 염소이온으로 1차 이온교환시켰다. 그 후 동일한 과정을 한 번 더 거친 후 같은 조건에서 12시간 이온교환시켜 분말의 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 완전히 치환시켰다. 다음, 표면에 존재하는 차아염소산나트륨 성분을 제거하기 위하여 뼈 분말 1g 당 50g의 탈이온수를 첨가하고 120rpm에서 72시간 동안 진탕하여 잔존하는 차아염소산나트륨을 제거하였으며, 처음 12시간 동안은 매 2시간 마다 새로운 탈이온수로 교환하여 주었으며, 그 후에는 매 12시간 마다 새로운 탈이온수로 교환하였다. 수세가 완료된 뼈 분말은 60℃의 오븐에서 완전히 건조시켰다.40 g of dried bone powder degreased in 100 g of aqueous sodium hypochlorite solution is mixed, shaken for 1 hour at a rotational speed of 120 rpm to remove the protein present in the bone powder, and the carbonate ions of the apatite carbonate are firstly converted into chlorine ions. Ion exchange. Thereafter, the same process was performed once more, followed by ion exchange under the same conditions for 12 hours to completely replace carbonate ions in the carbonate apatite from the surface of the powder to a predetermined thickness. Next, 50 g of deionized water was added per 1 g of bone powder to remove the sodium hypochlorite component present on the surface, and the remaining sodium hypochlorite was removed by shaking at 120 rpm for 72 hours, and every 2 hours for the first 12 hours. It was exchanged with fresh deionized water, after which it was replaced with fresh deionized water every 12 hours. The washed bone powder was completely dried in an oven at 60 ℃.

[열처리 공정][Heat treatment process]

탈지와 탈단백 처리가 완료된 건조 뼈 분말을 분당 2℃로 승온하여 1000℃에서 3시간 동안 열처리하였다. The dried bone powder after degreasing and deproteinization was heated to 2 ° C. per minute and heat-treated at 1000 ° C. for 3 hours.

상기 공정과 같이, 차아염소산나트륨 처리 후 직접 열처리하지 않고 이를 수세하여 제거한 다음 열처리한 것을 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 도 1에서 나타난 육각 기둥형 입자들은 발견되지 않고, 약 1㎛크기의 각진 입자들만이 관찰되었다 (도 10).As in the above process, after the sodium hypochlorite treatment was not directly heat-treated and removed by washing with water, and analyzed by a scanning electron microscope, the hexagonal columnar particles shown in Figure 1 was not found, the angle of about 1㎛ Only particles were observed (FIG. 10).

도 10에 도시된 수산화아파타이트 과립을 의사체액 중에 1주일간 침적한 다음 주사전자현미경을 통해 분석한 결과, 저 결정성 탄산아파타이트 결정은 전혀 생성되지 않은 것을 알 수 있다 (도 11).The hydroxyapatite granules shown in FIG. 10 were immersed in the pseudo-body fluid for one week and analyzed by scanning electron microscopy. As a result, low crystalline apatite carbonate crystals were not produced at all (FIG. 11).

비교예 2: 염화아파타이트에 의한 저 결정성 탄산아파타이트의 생성 확인실험 1Comparative Example 2 Production of Low Crystalline Apatite by Chlorinated Apatite Confirmation Experiment 1

실시예 1에서 제조한 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 탈 이온수에 수세하여 염화아파타이트층을 용해시킨 다음, 의사체액에 침적시킨 경우에도 저 결정성 탄산아파타이트가 생성되는지 확인하였다. The chlorinated / hydroxylated bistructured apatite prepared in Example 1 was washed with deionized water to dissolve the apatite chloride layer, and then it was confirmed that low crystalline apatite was produced even when deposited in pseudo fluid.

염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 세척 전과 탈 이온수에서 1시간 동안 세척한 후 박막 XRD로 측정한 결과, 1시간 동안 탈 이온수에서 세척한 후에는 염화아파타이트 상은 전혀 발견되지 않고, 순수한 수산화아파타이트 상만이 관찰되었다. 따라서 상기 방법으로 제조된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트는 표면층만 염화아파타이트이고 내부는 수산화아파타이트로 이루어진 이중 구조를 가지고 있다는 것을 알 수 있다 (도 12).Chloride / hydraulic bistructured apatite was washed with deionized water for 1 hour and then washed with deionized water for thin film XRD. After washing in deionized water for 1 hour, no apatite chloride phase was found and only pure apatite phase was observed. . Therefore, it can be seen that the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite prepared by the above method has only a surface layer and a double structure of hydroxide apatite (FIG. 12).

염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 증류수에 1시간 동안 침적시킨 후 완전히 건조시키고, 다시 의사체액 중에 7일간 침적한 후, 주사전자현미경을 통해 관측한 결과 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 전혀 생성되지 않았다. 이로부터 저 결정성 탄산아파타이트의 생성능은 염화아파타이트층의 용해로부터 발생하는 것을 알 수 있다 (도 13).Chlorinated / hydroxylated bistructured apatite was immersed in distilled water for 1 hour, then completely dried, and again immersed in pseudobody fluid for 7 days, and then observed by scanning electron microscopy. No low crystalline apatite was produced on the surface. It can be seen from this that the ability to produce low crystalline apatite occurs from the dissolution of the apatite chloride layer (FIG. 13).

비교예 3: 염화아파타이트에 의한 저 결정성 탄산아파타이트의 생성 확인실험 2Comparative Example 3 Production of Low Crystalline Apatite by Chlorinated Apatite Confirmation Experiment 2

나트륨 이온이 포함되어 있으나 염소이온이 포함되지 않은 염을 이용하여 실시예 1과 같이 처리하였을 때 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적하여도 저 결정성 탄산아파타이트가 생성되지 않음을 증명하기 위하여 비교예 3 실험을 수행하였다. 물 100g 중에 수산화나트륨 (NaOH) 10g을 용해시킨 후 뼈 분말 20g을 첨가하여 실시예 1의 공정으로 처리하고 1000℃에서 3시간 동안 열처리하였을 때 미세조직은 도 14와 같이 비정상 입성장이 발생하지 않았으며, 이를 의사체액 중에 7일간 침적시킨 후의 미세조직에서도 저 결정성 탄산아파타이트가 전혀 생성되지 않았다 (도 15).Comparative Example 3 to demonstrate that low crystalline apatite was not produced even when deposited in a supersaturated solution for apatite when treated as in Example 1 using a salt containing sodium ions but no chlorine ion. The experiment was performed. After dissolving 10 g of sodium hydroxide (NaOH) in 100 g of water and adding 20 g of bone powder, the microstructure did not generate abnormal grain growth as shown in FIG. In addition, low crystalline apatite carbonate was not produced at all even in the microstructure after immersion in the body fluid for 7 days (FIG. 15).

도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 비교예 3에서는 염화아파타이트가 생성되지 않을 뿐만 아니라 아파타이트에 대해 과포화된 용액 중에서도 저 결정성 탄산아파타이트가 생성되지 않는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 14 and FIG. 15, it can be seen that in Comparative Example 3, not only apatite chloride was produced but also low crystalline apatite was not produced even in a solution supersaturated with the apatite.

시험예 1: 비표면적 및 펩타이드 흡착효율 평가Test Example 1 Evaluation of Specific Surface Area and Peptide Adsorption Efficiency

본 발명에 따른 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트 분말과 순수한 수산화아파타이트 및 저 결정성 탄산아파타이트만으로 이루어진 이종골 (한국 등록특허 10-0635385호)을 BET 시험기를 이용하여 비표면적을 측정하였고, 플루로싸이토미터(flurocytometer)를 이용하여 RGD 펩타이드의 흡착량을 측정 비교하였다. 측정 결과는 하기 표 1에 도시한 바와 같다. The specific surface area was measured using a BET tester using a low bone carbonate / hydroxylated bistructured apatite powder according to the present invention and a heterologous bone (Korean Patent No. 10-0635385) consisting of pure hydroxyapatite and low crystalline apatite. The adsorption amount of RGD peptide was measured and compared using a flurocytometer. The measurement results are as shown in Table 1 below.

비표면적 및 RGD 펩타이드 흡착량 측정결과Specific surface area and RGD peptide adsorption results   비표면적Specific surface area RGD 펩타이드 흡착량RGD peptide adsorption amount 실시예 1Example 1 versus versus 실시예 2Example 2 versus versus 비교예 1Comparative Example 1 small small 비교예 2Comparative Example 2 small small 비교예 3Comparative Example 3 small small 저 결정성 탄산아파타이트 이종골 (등록특허 10-0635385)Low crystalline apatite carbonate bone (registered patent 10-0635385) medium medium

RGD 펩타이드의 정량은 RGD 펩타이드에 형광물질을 붙이고 이를 PBS 용액 중에서 아파타이트 표면 위에 24시간 동안 비특이적으로 흡착을 시킨 다음, 이를 소니케이터를 이용하여 분리하고, PBS 용액 상층액의 일정량을 취하여 형광분석기인 플루로싸이토미터 (flurocytometer)를 사용하여 정량하였다.For quantitative determination of RGD peptides, a fluorescent material was attached to the RGD peptides and then nonspecifically adsorbed onto the apatite surface in PBS solution for 24 hours, and then separated by using a sonicator, and a predetermined amount of the supernatant of PBS solution was taken. Quantification was carried out using a flurocytometer.

그 결과, 본 발명에 따른 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트 분말은 순수한 수산화아파타이트 및 저 결정성 탄산아파타이트만으로 이루어진 이종골에 비해 비표면적이 증가되고, 이에 펩타이드의 흡착효율이 증가됨을 알 수 있었다. As a result, it can be seen that the low crystalline carbonic acid / hydroxyl bistructured apatite powder according to the present invention has a specific surface area increased compared to the heterologous bone consisting of pure hydroxyapatite and low crystalline apatite carbonate, thereby increasing the adsorption efficiency of the peptide. .

이상에서 살펴본 바와 같이, 동물의 뼈를 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액과 같이 염소이온이 포함된 수용액에서 이온교환시킨 후 고온 열처리 과정을 거치면 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트가 수득된다. 이를 아파타이트에 대해 과포화된 용액 즉, 의사체액에 침적시키면 표면의 염화아파타이트층이 용해되며 칼슘과 수산화 이온이 용출되고, 이에 아파타이트에 대한 이온화용해도 적이 증가하여 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성된 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득할 수 있다. As described above, when the bones of animals are ion-exchanged in an aqueous solution containing chlorine ions such as an aqueous sodium hypochlorite solution or an aqueous sodium chloride solution and subjected to high temperature heat treatment, the chloride / hydroxide double structured apatite layer is formed on the surface of the hydroxide apatite layer. Is obtained. When this is deposited in a solution supersaturated with apatite, that is, a pseudo-body fluid, the surface of the apatite chloride layer dissolves and calcium and hydroxide ions are eluted, and the ionization solubility of the apatite increases, resulting in the formation of low crystalline apatite on the surface of the apatite hydroxide. Low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite can be obtained.

그러나 차아염소산나트륨 처리 후 직접 열처리하지 않고 수세한 다음 열처리 하는 경우, 의사체액 중에서 저 결정성 탄산아파타이트가 생성되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 증류수에 세척한 후에는 표면의 염화아파타이트 상은 모두 용해되어 전혀 발견되지 않고, 순수한 수산화아파타이트 상만이 관찰되었으며 이를 의사체액에 재침적하는 경우, 저 결정성 탄산아파타이트는 역시 생성되지 않았다. 이로부터 저 결정성 탄산아파타이트의 생성은 염화아파타이트층의 용해로부터 발생되는 것을 알 수 있다. However, it can be seen that low crystalline apatite is not produced in the body fluid when washed after heat treatment without direct heat treatment after sodium hypochlorite treatment. In addition, after washing the chlorinated / hydroxylated double structured apatite in distilled water, all of the surface apatite chloride phase was dissolved and not found at all, and only pure apatite phase was observed. It was not created either. It can be seen from this that the formation of low crystalline apatite carbonate is caused by the dissolution of the apatite chloride layer.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described the specific parts of the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that such specific descriptions are merely preferred embodiments, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. will be. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 골 조직 재생을 유도하는 펩타이드 및 단백질의 흡착을 용이하게 하고, 골 전도성을 증가시키며, 인체 적합성을 향상시키는 생체활성 아파타이트 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. 본 발명은 사람의 뼈와 그 구조와 성분이 유사한 동물의 뼈 중에 존재하는 탄산아파타이 트의 탄산이온을 염소이온이 포함된 수용액에서 염소이온과 이온교환시킨 후 고온에서 열처리하여 인체에 유해한 지방질과 유기질을 효과적으로 제거함으로써 광우병의 위험성이 완전히 제거된 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 형성시킨다. 저 결정성 탄산아파타이트 코팅 없이 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 직접 체내에 이식 시에도 혈액 중에서 염화아파타이트층이 용해되며 아파타이트에 대한 과포화도가 증가하여 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성되어 골 전도도가 향상되는 효과가 있다. 또한, 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시키면 골 전도도가 우수한 나노 크기의 저 결정성 탄산아파타이트 입자들이 코팅되어 골 조직 형성 증진이 유도되며, 저 결정성 탄산아파타이트층을 통하여 골 조직 재생을 적극적으로 유도하는 각종 펩타이드 및 단백질의 부착 효율을 증가시키고 골 전도도를 향상시키는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides a bioactive apatite and a method for preparing the same, which facilitate the adsorption of peptides and proteins that induce bone tissue regeneration, increase bone conductivity, and improve human suitability. According to the present invention, carbonic acid ions of carbonate apatite existing in human bones and animal bones similar in structure and composition are ion-exchanged with chlorine ions in an aqueous solution containing chlorine ions, and then heat treated at high temperature to remove harmful fats from the human body. Effective removal of organics results in bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite that completely eliminates the risk of mad cow disease. Even when the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite is directly implanted into the body without a low crystalline apatite carbonate, the apatite chloride layer dissolves in the blood and the supersaturation of the apatite increases, resulting in the formation of low crystalline apatite on the surface of the apatite. Has the effect of improving. In addition, depositing the chlorinated / hydroxylated bistructured apatite in a supersaturated solution to the apatite coats nanocrystalline low crystalline apatite carbonate particles with excellent bone conductivity to induce bone tissue formation enhancement, and provides a low crystalline apatite layer. Through this, there is an effect of increasing the adhesion efficiency of various peptides and proteins actively inducing bone tissue regeneration and improving bone conductivity.

Claims (15)

다음의 단계를 포함하는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법: A method for preparing a bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite comprising the following steps: (a) 혈액성분이 제거된 동물뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고, 건조시키는 단계;(a) boiling animal bones from which blood components have been removed in deionized water to first remove fats and proteins and to dry them; (b) 상기 건조된 뼈를 분쇄하고, 분쇄된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕시킨 다음, 상기 유기용매를 제거하고 건조시키는 단계; (b) pulverizing the dried bone, dipping the ground bone in a volatile polar organic solvent and shaking the mixture, and then removing and drying the organic solvent; (c) 상기 건조된 뼈를 염소이온이 포함된 수용액으로 처리하여 단백질을 제거함과 동시에 상기 뼈 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 이온교환시키는 단계; 및(c) treating the dried bone with an aqueous solution containing chlorine ions to remove proteins and ion-exchanging carbonate ions present in the apatite to a predetermined thickness from the bone surface with chlorine ions; And (d) 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 제거함과 동시에 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계.(d) heat treating the ion-treated bone at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to remove lipids and proteins, and at the same time to obtain a chloride / hydroxylated bistructured apatite in which an apatite chloride layer is formed on the surface of the apatite hydroxide. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름/메탄올 혼합용매인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the organic solvent is a chloroform / methanol mixed solvent. 제1항에 있어서, 상기 염소이온이 포함된 수용액은 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액을 이용할 수 있으며, 상기 염소이온이 포함된 수용액의 농도는 30 ~ 80중량%인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1, wherein the aqueous solution containing chlorine ions may use sodium hypochlorite or sodium chloride, and the concentration of the aqueous solution containing chlorine ions is 30 to 80% by weight. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 그 내부가 수산화아파타이트이고, 상기 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트가 형성되어 있는 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트.A bioactive chloride / hydroxylated double structured apatite prepared by the method of any one of claims 1 to 3, wherein the inside is apatite hydroxide, and the apatite chloride is formed on the surface of the apatite hydroxide. 제4항의 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제.A bone graft substitute comprising the bioactive chloride / hydroxylated bistructured apatite of claim 4. 제5항에 있어서, 상기 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트에 골 성장을 촉진하는 성장인자, 골 조직 형성 증진을 유도하는 펩타이드와 단백질, 피브린, 골 형태 형성인자, 골성장제, 화학요법제, 항생제, 진통제, 비스포스포네이트, 스트론툼염, 불소염, 마그네슘염 및 나트륨 염으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 생물학적 활성물질을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 하는 골 이식 대체제.According to claim 5, The bioactive chloride / hydroxide bi-structure apatite growth factor for promoting bone growth, peptides and proteins for promoting bone tissue formation, fibrin, bone morphogenesis factor, bone growth agent, chemotherapeutic agent, A bone graft substitute, which is formulated by adding at least one biologically active substance selected from the group consisting of antibiotics, analgesics, bisphosphonates, strontium salts, fluoride salts, magnesium salts and sodium salts. 제5항에 있어서, 상기 생체활성 염화/수산화 이중구조형 아파타이트에 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이틴 황산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 수산화인회석, 탄산칼슘, 인산칼슘, 황산칼슘 및 세라믹으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 화학적 화합물을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 하는 골 이식 대체제.The method of claim 5, wherein the bioactive chloride / hydroxyl bistructured apatite is selected from the group consisting of hyaluronic acid, chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, and ceramics. A bone graft substitute characterized in that it is formulated with the addition of one or more chemical compounds. 다음의 단계를 포함하는 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트의 제조방법: A process for preparing a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructure apatite comprising the following steps: (a) 혈액성분이 제거된 동물뼈를 탈 이온수에서 끓여 지방질과 단백질을 1차 제거하고, 건조시키는 단계;(a) boiling animal bones from which blood components have been removed in deionized water to first remove fats and proteins and to dry them; (b) 상기 건조된 뼈를 분쇄하고, 분쇄된 뼈를 휘발성 극성 유기용매에 침적시켜 진탕시킨 다음, 상기 유기용매를 제거하고 건조시키는 단계; (b) pulverizing the dried bone, dipping the ground bone in a volatile polar organic solvent and shaking the mixture, and then removing and drying the organic solvent; (c) 상기 건조된 뼈를 염소이온이 포함된 수용액으로 처리하여 단백질을 제거함과 동시에 상기 뼈 표면으로부터 일정 두께까지의 탄산아파타이트 중에 존재하는 탄산이온을 염소이온으로 이온교환시키는 단계; (c) treating the dried bone with an aqueous solution containing chlorine ions to remove proteins and ion-exchanging carbonate ions present in the apatite to a predetermined thickness from the bone surface with chlorine ions; (d) 상기 이온교환 처리가 완료된 뼈를 900 ~ 1200℃에서 1 ~ 6시간 열처리하여 지질 및 단백질을 제거함과 동시에 수산화아파타이트 표면에 염화아파타이트층이 형성된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계; 및(d) heat treating the ion-treated bone at 900 to 1200 ° C. for 1 to 6 hours to remove lipids and proteins, and at the same time to obtain a chloride / hydroxylated bistructured apatite having an apatite chloride layer formed on the surface of the apatite hydroxide; And (e) 상기 수득된 염화/수산화 이중구조형 아파타이트를 아파타이트에 대해 과포화된 용액에 침적시켜 상기 염화/수산화 이중구조형 아파타이트 표면의 염화아파타이트층이 용해되고, 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트 결정을 형성시켜 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 수득하는 단계.(e) The obtained chloride / hydroxylated bistructured apatite is deposited in a supersaturated solution of apatite to dissolve the apatite chloride layer on the surface of the chloride / hydroxylated bistructured apatite to form low crystalline apatite carbonate crystals on the hydroxide apatite surface. To obtain a low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite. 제8항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름/메탄올 혼합용매인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the organic solvent is a chloroform / methanol mixed solvent. 제8항에 있어서, 상기 염소이온이 포함된 수용액은 차아염소산나트륨 수용액 또는 염화나트륨 수용액을 이용할 수 있으며, 상기 염소이온이 포함된 수용액의 농도는 30 ~ 80중량%인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 8, wherein the aqueous solution containing chlorine ions may use sodium hypochlorite or sodium chloride, and the concentration of the aqueous solution containing chlorine ions is 30 to 80% by weight. 제8항에 있어서, 상기 아파타이트에 대해 과포화된 용액은 아파타이트에 대하여 용해도 적(solubility product)이 5.5 × 10-118 ~ 10-90인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the supersaturated solution for the apatite has a solubility product of 5.5 × 10 −118 to 10 −90 for the apatite. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 그 내부가 수산화아파타이트이고, 상기 수산화아파타이트 표면에 저 결정성 탄산아파타이트가 형성되어 있는 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트.A low crystalline carbonate / hydroxylated double structured apatite prepared by the method according to any one of claims 8 to 11, wherein the inside is apatite hydroxide, and low crystalline apatite is formed on the surface of the apatite hydroxide. 제12항의 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트를 함유하는 골 이식 대체제.A bone graft substitute comprising the low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite of claim 12. 제13항에 있어서, 상기 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트에 골 성장을 촉진하는 성장인자, 골 조직 형성 증진을 유도하는 펩타이드와 단백질, 피브린, 골 형태 형성인자, 골성장제, 화학요법제, 항생제, 진통제, 비스포스포네이트, 스트론툼염, 불소염, 마그네슘염 및 나트륨 염으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 생물학적 활성물질을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 하는 골 이식 대체제.15. The method of claim 13, wherein the low crystalline carbonic acid / hydroxide bi-structure apatite growth factor for promoting bone growth, peptides and proteins for promoting bone tissue formation, fibrin, bone morphogenesis factor, bone growth agent, chemotherapy agent Bone graft substitute, characterized in that the formulation of the addition of one or more biologically active substances selected from the group consisting of antibiotics, analgesics, bisphosphonates, strontium salts, fluoride salts, magnesium salts and sodium salts. 제13항에 있어서, 상기 저 결정성 탄산/수산화 이중구조형 아파타이트에 히알루론산(hyaluronic acid), 콘드로이틴 황산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 수산화인회석, 탄산칼슘, 인산칼슘, 황산칼슘 및 세라믹으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 화학적 화합물을 첨가하여 제형된 것을 특징으로 하는 골 이식 대체제.The method of claim 13, wherein the low crystalline carbonate / hydroxylated bistructured apatite is selected from the group consisting of hyaluronic acid, chondroitin sulfate, alginic acid, chitosan, collagen, hydroxyapatite, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium sulfate, and ceramics. A bone graft substitute characterized in that it is formulated by adding one or more selected chemical compounds.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101123014B1 (en) * 2009-11-26 2012-03-16 서울대학교산학협력단 Low crystalline carbonate apatite coating method using polymer vehicle system containing calcium salt
KR101478014B1 (en) * 2013-10-28 2015-01-06 한국에너지기술연구원 Nanowire-based 3D Hydroxyapatite structure sheathed by graphitic layers and the synthesis method thereof
KR20190040919A (en) * 2017-10-11 2019-04-19 포항공과대학교 산학협력단 Bone graft substitutes based on coccoliths and carbonated hydroxyapatite synthesized from coccoliths
CN111420629A (en) * 2019-01-09 2020-07-17 国立研究开发法人日本原子力研究开发机构 Carbonic acid apatite rich in carbonic acid group

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101703797B (en) * 2009-12-07 2015-03-04 常熟致圆微管技术有限公司 Fluorine-substituted apatite coating on surface of biologic medical magnesium or alloy thereof and preparation method
US8980328B2 (en) * 2011-09-29 2015-03-17 Collagen Matrix, Inc. Method of preparing porous carbonate apatite from natural bone
CN104117092B (en) * 2014-06-30 2017-02-22 江阴市柏御天谷生物医药有限公司 Artificial bone material and preparation method thereof
US10238507B2 (en) 2015-01-12 2019-03-26 Surgentec, Llc Bone graft delivery system and method for using same
KR101848289B1 (en) 2016-05-20 2018-04-12 디엠씨휴먼사이언스 주식회사 Animal-derived tissue manufacturing method using the natural hydroxy apatite
US11116647B2 (en) 2018-04-13 2021-09-14 Surgentec, Llc Bone graft delivery system and method for using same
US10687828B2 (en) 2018-04-13 2020-06-23 Surgentec, Llc Bone graft delivery system and method for using same
CN110354818B (en) * 2019-08-05 2020-07-03 泰州禾益新材料科技有限公司 Hydroxyapatite-based composite material for adsorbing arsenic and fluorine in water and preparation method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1017310A (en) 1996-07-03 1998-01-20 Ehime Pref Gov Collagen, production of hydroxyapatite and its product
KR100393469B1 (en) * 1999-01-02 2003-08-06 정필훈 Bone Substitutes using animal bones and their reinforcement technique
KR100331608B1 (en) * 1999-11-25 2002-04-09 김정근 Process for manufacturing of bone graft materials using animal bones
KR100635385B1 (en) * 2005-03-15 2006-10-17 재단법인서울대학교산학협력재단 Method for Preparing a Prion-free Bone Grafting Substitute

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101123014B1 (en) * 2009-11-26 2012-03-16 서울대학교산학협력단 Low crystalline carbonate apatite coating method using polymer vehicle system containing calcium salt
KR101478014B1 (en) * 2013-10-28 2015-01-06 한국에너지기술연구원 Nanowire-based 3D Hydroxyapatite structure sheathed by graphitic layers and the synthesis method thereof
KR20190040919A (en) * 2017-10-11 2019-04-19 포항공과대학교 산학협력단 Bone graft substitutes based on coccoliths and carbonated hydroxyapatite synthesized from coccoliths
CN111420629A (en) * 2019-01-09 2020-07-17 国立研究开发法人日本原子力研究开发机构 Carbonic acid apatite rich in carbonic acid group

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