KR20110092477A - 치아 골 이식재 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 골 이식재 제조방법 및 이를 통해 제조되는 치아 골 이식재 에 관한 것으로, 치아를 수집 및 보관하는 제1단계; 상기 치아를 파우더 형태로 분쇄하는 제2단계; 상기 치아 파우더에서 1차 단백질을 제거한 후, 저온 열처리하는 제3단계; 상기 치아 파우더에서 지방제거 및 2차 단백질 제거를 수행하는 제4단계; 및 상기 치아 파우더를 멸균처리하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 치아 골 이식재에 관한 것이다.

Description

치아 골 이식재 및 이의 제조방법{Grafting material for teeth bone and method of it}

본 발명은 치아 골 이식재 제조방법 및 이를 통해 제조되는 치아 골 이식재 에 관한 것으로, 인간에게서 발거 된 치아뿐만 아니라 인간을 제외한 다른 포유류의 치아를 이용하여 이식할 수 있는 치아 골 이식재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 구강악 안면 경조직 결손 수복을 위하여 사용되는 이식재료로는 자가골을 사용하거나, 동종골 또는 이종골, 수산화회인석(hydroxyapatite), 제3칼슘인산염(Tricalcium Phosphate), 바이오글라스(Bioglass) 등과 같은 골 대체 물질 들이 개발되어 임상에 사용되어 왔으며, 지금까지 수많은 실험적 연구와 임상연구가 진행되고 있다. 골 이식이나 골 대체물 매식을 통한 치유 기전은 골 형성, 골 유도 및 골 전도 현상으로 나눌 수 있으며 3가지 현상을 다 보유한 자가 골이 가장 이상적인 것으로 인식되어 왔다. 그러나 임상에 적용할 경우 자가 골이 최상의 골 이식재라 볼 수 없으며, 성형 목적의 골 증강 술, 두개골 결손부 재건술 등과 같은 시술에서는 이식 후 상당한 기간 동안 흡수되지 않고 정 위치에 일정한 형태로 유지되는 재료가 필요하며, 이러한 경우 면역억제 처리를 완료한 동종 골이나 다른 골대체 물질을 선택적으로 사용하였다.

그러나 경조직 결손부의 치유를 위해 사용되는 이식재인 자가 골은 공여부의 이차적 결손, 이식 후 예측 가능할 정도로 흡수되는 단점이 있었다. 이를 해결하기 위하여 동종 골 또는 이종 골에 대한 연구 및 임상적용이 시행되었으나 이 역시 이식 후 골 개조의 지연, 바이러스성 질병의 감염 전파의 위험성 및 면역 거부반응 등의 문제점 등이 있었다.

한편, 골 대체물질로 개발된 수산화회인석이나 제3칼슘인산염, 바이오글라스 등은 가공상의 어려움, 비싼 가격등과 함께 단순히 골 전도 능력만을 보유하고 있으므로 임상적용이 다소 제한적이고 매식 후 유동성 등이 최대 단점으로 부각되고 있다.

또한, 모든 매식재는 매식 후 유동성이 없이 정 위치에 안정되어야 골 치유가 정상적으로 이루어지게 된다. 따라서 유동성을 감소시키기 위한 술식으로 긴밀한 봉합을 이용하는 방법과 조직접착제를 사용하는 방법, 그리고 특수장치를 제작하여 안정시키는 방법들이 사용되고 있으나 긴밀한 봉합을 이용하는 방법은 수술시간이 길어지고 창상을 다루기가 어렵다는 문제점이 있었고, 조직접착제를 사용하는 방법은 별도로 사용되는 재료의 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.

또한, 특수장치를 제작하여 안정시키는 방법은 특수장치를 제작하는 시간 및 비용이 많이 소모된다는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 것으로 본 발명의 출원인에 의해 2000년 4월 15일자로 등록된 대한민국특허 제261034호인 '치아 석고 및 그 제조방법'이 있다.

상기 치아 석고는 치과의원이나 병원에서 발거 된 치아들을 세척 및 회화한 후 분쇄하여 불순물을 제거한 입자크기가 균일한 치아분말과, 상기 치아분말에 일정한 비율로 혼합되는 의료용 석고로 구성되어 있다.

그러나 상기 인체에서 발거 된 치아를 이용한 치아 석고는 그 재료를 구하는 과정이 치과의원이나 병원에서 발거 한 치아들을 수거해야 하므로, 그 양이 제한적이고 원재료를 충분히 공급받지 못하기 때문에 치료에 널리 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

아울러, 인간을 제외한 다른 동물들의 치아를 사용하고자 하는 경우 인간의 면역체계와는 다르기 때문에 인체에 이식될 경우, 인체 면역체계의 거부반응을 억제하기 위해서는 동물 치아 속의 유기물이 완전히 회화(灰化)되어야 하므로 고온에서 장시간 열처리를 하여야 했다.

그러나, 상기 고온 열처리는 이식재의 미세한 표면구조의 변화가 발생하고, 아파타이트의 결정도가 증가하고, 탄산기가 소실되어 골 전도성이 감소 되며, 이식재의 흡수가 늦어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

먼저, 본 발명은 사람으로부터 발거 된 치아뿐만 아니라, 이종의 치아 특히 동물의 도축과정에서 발생하는 폐기물인 동물의 치아를 이용함으로써, 치아 골 이식재를 대량으로 공급할 수 있는 치아 골 이식재 제조의 제공을 제 1 목적으로 한다.

또한, 동종 또는 이종 치아를 다단계를 걸쳐 위생 소독처리하여 인체에 무해하며, 인체와 면역거부반응이 없는 치아 골 이식재의 제조방법의 제공을 제 2 목적으로 한다.

또한, 저온 열처리를 통해 종래의 고온 열처리의 문제점인 미세한 표면 구조의 변화, 아파타이트의 결정도 증가, 탄산기가 소실되어 골 전도성이 감소, 이식재의 흡수성 감소의 문제를 극복할 수 있는 치아 골 이식재의 제조방법의 제공을 제 3 목적으로 한다.

아울러, 상기 치아 골 이식재 제조방법을 통해 제조되는 이식재의 제공을 제 4 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 치아를 수집 및 보관하는 제1단계;

상기 치아를 파우더 형태로 분쇄하는 제2단계; 상기 치아 파우더에서 1차 단백질을 제거한 후, 저온 열처리하는 제3단계; 상기 치아 파우더에서 지방제거 및 2차 단백질 제거를 수행하는 제4단계; 및 상기 치아 파우더를 멸균처리하는 제5단계;를 포함한다.

바람직하게는 상기 제1단계는 수집된 치아를 생리식염수 또는 냉동 상태에서 보관되는 것을 특징으로 하며, 상기 제1단계는 수집된 치아를 식염수, 증류수, 알콜, 아세톤, 인산 완충액 또는 초음파 세척기를 이용하여 1차로 세척하는 제1-1단계를 더 포함한다.

바람직하게는 상기 제1-1단계 후, 상기 치아를 오븐에서 1차 건조하는 제1-2단계를 더 포함한다.

바람직하게는 상기 제2단계는 골 분쇄기를 이용하여 상기 치아를 70 내지 120㎛의 파우더 형태로 분쇄한 후, 메쉬 게이지를 이용하여 70, 90 또는 120 메쉬의 입자크기로 걸러내는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 제2단계는 분쇄된 상기 치아를 증류수를 이용하여 2차 세척하는 제2-1단계를 더 포함하며, 상기 제2단계는 2차 세척된 상기 치아를 탈수시키는 제2-2단계를 더 포함한다.

바람직하게는 상기 제3단계는 상기 파우더 형태의 치아에서 과산화수소를 이용하여 1차로 단백질을 제거한 후, 37~60℃에서 저온 열처리한다.

바람직하게는 상기 제4단계는 상기 치아 파우더에서 유기용매, 에틸에테르, 1~2M의 수산화 나트륨을 이용하여 1~5시간씩 2~3회에 걸쳐 지방을 제거하고, 에테르에 12~24시간 넣어두어 2차 단백질을 제거하는 것을 특징으로 하며, 상기 제4단계는 지방 및 단백질이 제거된 상기 치아 파우더를 2차 건조하는 제4-1단계를 더 포함한다.

바람직하게는 상기 제5단계는 0.25cc, 0.5cc 또는 1cc의 용기에 상기 치아 파우더를 채운 후, 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하여 11~13시간 동안 멸균처리 하는 것을 특징으로 하며, 상기 에틸렌 옥사이드 가스는 1.0 ~ 3.0㎏/㎠의 농도로 구비된다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.

먼저, 사람으로부터 발거 된 치아뿐만 아니라, 이종의 치아 특히 동물의 도축과정에서 발생하는 폐기물인 동물의 치아를 이용함으로써, 치아 골 이식재를 대량으로 저렴한 가격에 공급할 수 있다.

또한, 동종 또는 이종 치아를 다단계를 걸쳐 위생 소독처리하여 인체에 무해하며, 인체와 면역거부반응이 없어 생체적합성이 우수하다.

또한, 저온 열처리를 통해 종래의 고온 열처리의 문제점인 미세한 표면 구조의 변화, 아파타이트의 결정도 증가, 탄산기가 소실되어 골 전도성이 감소, 이식재의 흡수성 감소의 문제를 극복할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시 예에 따른 치아 골 이식재를 제조하는 전제 공정도이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 치아 골 이식재를 제조하는 전제 공정도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 치아를 수집 및 보관하는 제1단계(S100)로, 상기 치아는 인체 내에서 발거(拔去) 된 동종 치아뿐만 아니라, 도축장에서 폐기물로 처리되는 동물의 이종 치아를 모두 포함하며, 특히, 이종 치아의 경우 대량으로 물량을 확보할 수 있어 치아 골 이식재의 단가를 낮출 수 있다.

한편, 상기 치아 골 이식재라함은 임플란트 시술, 병적이나 외상으로 발생한 골 결손부가 발생한 경우 결손부를 대체하기 위한 것으로, 수집된 상기 동종 또는 이종 치아는 다양한 방법으로 보관될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 치아들을 생리식염수를 이용하거나, 냉동 상태에서 보관하였다.

한편, 보관된 상기 치아는 연조직이나 불순물이 제거된 상태로 보관되어야 한다. 따라서, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 상기 치아를 보관함에 있어서, 수집된 상기 치아를 1차로 세척하는 제1-1단계를 더 포함한다.

상기 1-1단계는 다양한 방법으로 세척될 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 상기 치아를 식염수, 증류수, 알콜, 아세톤, 인산 완충액 또는 초음파 세척기를 이용하여 세척하였다.

가장 바람직하게는 상기 연조직 제거 및 세척방법은 수거된 동종 또는 이종 치아들을 과산화수소에 2 내지 3일간 담가두었다가 알코올을 이용하여 소독 처리함으로써 동물 치아들을 표백, 소독하는 방법으로 수행한다. 다음에, 상기 알코올에 의해 소독 처리된 동종 또는 이종 치아들을 초음파 세척기에 넣은 후 20 내지 60Hz의 진동범위에서 약 1시간 동안 세척함으로써 치아에 부착되어있는 연조직 및 불순물들을 충분히 제거한다.

한편, 상기 제1단계(S100)는 상기 제1-1단계 이후, 상기 치아를 오븐에서 건조하는 제1-2단계를 더 포함한다.

상기 제1-2단계는 특히 이종 치아의 경우 인체에 이식될 경우 발생할 수 있는 면역거부 반응을 제거하기 위하여 1000℃ 내지 1500℃에서 적어도 90 내지 180분간 고열 처리를 실시하여 회화(灰化 )시킨다. 이는 동물의 치아(이종 치아)의 경우 인간의 면역체계와 다르기 때문에 인체에 이식될 경우 인체 면역체계의 거부반응을 억제하기 위해 동물 치아 속의 유기물이 완전히 제거되어야 하기 때문이다.

다음은 상기 제1단계(S100) 내지 제1-2단계를 거친 치아를 파우더 형태로 분쇄하는 제2단계(S200)로, 상기 분쇄단계(S200)는 다양한 방식을 이용하여 상기 동종 또는 이종 치아를 분쇄할 수 있다.

다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 제2단계(S200)는 골 분쇄기를 이용하여 상기 치아를 70~120㎛ 크기로 분쇄하였으며, 메쉬(mesh) 게이지를 이용하여 70, 90 또는 120 메쉬의 입자크기로 걸러내어 입자의 크기를 균일하게 한다.

한편, 상기 제2단계(S200) 통해 분쇄된 치아 파우더는 증류수 등을 이용하여 2차 세척하는 제2-1단계를 더 포함한다.

아울러 상기 제2-1단계 이후 고온 처리되어 동일한 입자크기로 분류된 치아 파우더는 검은색 혹은 짙은 회색을 띠는 경향이 있어 이 상태로 사용할 경우 이식 또는 수복된 부분의 연조직이 검게 변화한다. 특히 치아와 같이 노출되는 부분에 사용할 경우에는 심미적으로 좋지않은 결과를 초래할 수 있으므로 백색으로 탈색처리하는 것이 무엇보다 중요하므로 상기 치아 파우더를 완전한 백색으로 표백 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2-1단계를 거친 상기 치아 파우더는 다량의 수분을 함유하고 있으므로 이를 제거하기 위한 탈수 단계인 제2-2단계를 거친다.

상기 탈수는 다양한 방법으로 수행될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 치아 파우더를 자연건조시키거나, 에틸알콜(ethy alcohol)을 이용하여 탈수공정을 수행하였다.

다음은, 상기 치아 파우더에서 1차 단백질을 제거하고, 저온 열처리하는 제3단계(S300)로 다양한 방법을 통해 상기 치아 파우더에서 단백질을 제거할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 20~40%의 과산화수소를 이용하여 단백질을 제거하였으며, 다양한 온도 범위 중 바람직하게는 37~60℃에서 저온 열처리를 하였다.

종래에는 상기 치아 파우더를 1200℃이상의 고온에서 적어도 1시간 이상 열처리 하였으나, 상기와 같이 고온으로 열처리하는 경우 미세한 표면구조의 변화가 발생하고, 아파타이트의 결정도가 증가하고, 탄산기가 소실되어 골 전도성이 감소하고, 이식재의 흡수가 늦어지는 문제점이 있어 이를 해결하고자 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 저온상태에서 열처리하였다.

다음은, 상기 치아 파우더에서 지방 제거 및 2차 단백질을 제거하는 제4단계(S400)로, 상기 제4단계(S400)는 다양한 유기용매, 에틸에테르(ethyl ether), 1~2M의 수산화나트륨 등을 이용하여 수차례 탈 지방 및 탈 단백질 공정을 수행하였다.

다만 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 1~5시간씩 2~3회에 걸쳐 상기 제4단계(S400)를 수행하였다.

한편, 상기 제4단계(S400)는 지방 및 단백질이 제거된 상기 치아 파우더를 2차 건조하는 제4-1단계를 더 포함할 수 있다.

마지막으로, 상기 치아 파우더를 멸균처리 하는 제5단계(S500)로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 제5단계(S500)는 0.25cc, 0.5cc 또는 1cc의 용기에 상기 치아 파우더를 채운 후, 방사선 또는 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 가스를 이용하여 11~13시간 동안 멸균처리 하였으며, 이때 상기 에틸렌 옥사이드 가스의 농도는 1.0 ~ 3.0㎏/㎠의 농도로 이루어져 있다.

물론, 상기 제5단계(S500)는 다양한 방식으로 멸균처리될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 따라 제조된 치아 골 이식재는 단독으로 생체 내 이식될 수도 있으나, 용도에 따라서는 의료용 석고나 농축 혈소판, 치과용 도제(porcelain), 아크릴렉 레진과 적절한 비율로 혼합하여 인체의 각 부분별 이식 용도에 맞게 사용할 수도 있다.

일 예로, 의료용 석고를 혼합한 이식재로서 상기 치아 파우더와 의료용 석고를 1:1 내지 2:1의 비율로 혼합하여 사용하며, 이 경우 이식재가 이식되는 부분에서의 유동성을 최소화할 수 있다. 또한, 농축 혈소판을 혼합한 이식재로서 상기 치아 파우더의 양에 상관없이 농축 혈소판 5-15cc 정도를 혼합하여 사용하면 골 형성 및 치유를 극대화할 수 있다. 상기와 같이 농축 혈소판을 혼합한 이식재는 악골 결손부 수복, 임플란트 주변 결손부 수복, 낭종성 병소 적출 후 결손부 수복, 치아 발치 후 치조골 흡수 예방, 보철 치료를 위한 치조능 증강술(alveolar ridge augmentation), 치주질환의 처치, 골유도 재생술(GBR) 및 조직유도재생술(GTR) 등에 사용할 수 있다.

또한, 치과용 도제 또는 아크릴릭 레진을 혼합한 이식재는 상기 치아 파우더와 치과용 도제의 혼합 비율을 1:1 내지 4:1 또는 1:1 내지 1:4로 하여 다양하게 제조할 수 있으며, 치아의 색깔에 따라 혼합 비율을 달리하여 치아 이식자의 치아 색상과 동일한 색상을 얻을 수 있다. 상기 치과용 도제 또는 아크릴릭 레진을 혼합한 이식재는 치아 우식증, 치관 파절, 치아 마모증, 침식증 등의 수복 목적으로 사용한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 치아 골 이식재는 사람으로부터 발거 된 치아뿐만 아니라, 이종의 치아 특히 동물의 도축과정에서 발생하는 폐기물인 동물의 치아를 이용함으로써, 치아 골 이식재를 대량으로 저렴한 가격에 공급할 수 있다.

또한, 동종 또는 이종 치아를 다단계를 걸쳐 위생 소독처리하여 인체에 무해하며, 인체와 면역거부반응이 없어 생체적합성이 우수하다.

또한, 저온 열처리를 통해 종래의 고온 열처리의 문제점인 미세한 표면 구조의 변화, 아파타이트의 결정도 증가, 탄산기가 소실되어 골 전도성이 감소, 이식재의 흡수성 감소의 문제를 극복할 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.

Claims (13)

1. 치아를 수집 및 보관하는 제1단계;
   상기 치아를 파우더 형태로 분쇄하는 제2단계;
   상기 치아 파우더에서 1차 단백질을 제거한 후, 저온 열처리하는 제3단계;
   상기 치아 파우더에서 지방제거 및 2차 단백질 제거를 수행하는 제4단계; 및
   상기 치아 파우더를 멸균처리하는 제5단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계는 수집된 치아를 생리식염수 또는 냉동 상태에서 보관되는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1단계는 수집된 치아를 식염수, 증류수, 알콜, 아세톤, 인산 완충액 또는 초음파 세척기를 이용하여 1차로 세척하는 제1-1단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1-1단계 후, 상기 치아를 오븐에서 1차 건조하는 제1-2단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계는 골 분쇄기를 이용하여 상기 치아를 70 내지 120㎛의 파우더 형태로 분쇄한 후, 메쉬 게이지를 이용하여 70, 90 또는 120 메쉬의 입자크기로 걸러내는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제2단계는 분쇄된 상기 치아를 증류수를 이용하여 2차 세척하는 제2-1단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2단계는 2차 세척된 상기 치아를 탈수시키는 제2-2단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3단계는 상기 파우더 형태의 치아에서 과산화수소를 이용하여 1차로 단백질을 제거한 후, 37~60℃에서 저온 열처리하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제4단계는 상기 치아 파우더에서 유기용매, 에틸에테르, 1~2M의 수산화 나트륨을 이용하여 1~5시간씩 2~3회에 걸쳐 지방을 제거하고, 에테르에 12~24시간 넣어두어 2차 단백질을 제거하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제4단계는 지방 및 단백질이 제거된 상기 치아 파우더를 2차 건조하는 제4-1단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제5단계는 0.25cc, 0.5cc 또는 1cc의 용기에 상기 치아 파우더를 채운 후, 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하여 11~13시간 동안 멸균처리 하는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에틸렌 옥사이드 가스는 1.0 ~ 3.0㎏/㎠의 농도로 구비되는 것을 특징으로 하는 치아 골 이식재의 제조방법.
    
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항을 이용하여 제조되는 치아 골 이식재.

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