KR20120080475A - 골재생용 키트 및 그 제조방법 - Google Patents

골재생용 키트 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120080475A
KR20120080475A KR1020110001967A KR20110001967A KR20120080475A KR 20120080475 A KR20120080475 A KR 20120080475A KR 1020110001967 A KR1020110001967 A KR 1020110001967A KR 20110001967 A KR20110001967 A KR 20110001967A KR 20120080475 A KR20120080475 A KR 20120080475A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bone
bone regeneration
kit
gelatin
regeneration
Prior art date
Application number
KR1020110001967A
Other languages
English (en)
Inventor
전성현
채지화
이은정
허재원
오석배
강계원
황호찬
Original Assignee
한스바이오메드 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한스바이오메드 주식회사 filed Critical 한스바이오메드 주식회사
Priority to KR1020110001967A priority Critical patent/KR20120080475A/ko
Publication of KR20120080475A publication Critical patent/KR20120080475A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/222—Gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3608—Bone, e.g. demineralised bone matrix [DBM], bone powder
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3839—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3843—Connective tissue
    • A61L27/3847—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

본 발명은 골 손상부위에 적용되는 골재생용 키트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사선으로 가교화된 골재생재 및 이를 담지할 수 있는 케이지를 포함하는 골재생용 키트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 골재생재의 이탈 또는 흘러내림이 없고, 골재생부위에서 장시간 동안 효능을 유지함으로써, 보다 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성 및 형태유지능력을 갖는 골재생용 키트 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.

Description

골재생용 키트 및 그 제조방법{Bone regeneration kit and amnufacturing method thereof}
본 발명은 골 손상부위에 적용되는 골재생용 키트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사선으로 가교화된 골재생재 및 이를 담지할 수 있는 케이지를 포함하는 골재생용 키트에 관한 것이다.
디스크성 동통(discogenic pain)이 주 증상인 퇴행성디스크질환의 진단과 치료방법에 대해서는 많은 논란의 대상이 되고 있으나, 보존적 치료에도 반응이 없는 경우로 앉거나 허리를 굽히거나 설 수 없을 정도의 요통이 1년 이상 계속될 때에는 융합수술이 치료방법으로 선호되고 있다. 이와 같은 시술에서 이용되는 추체간 이식물에 따라 자가 장골을 이용하는 방법, 동종골을 이용하는 방법, 국소 자가골을 이용하는 방법, 금속이나 비금속cage와 같은 인공 구조물을 이용하는 방법 등 여러 가지방법이 있다. 자가 장골을 이용하는 방법은 골 유합이 가장 우수하다고 알려져 있지만, 골 공여부의 동통, 출혈 및 수술 시간의 연장 등의 단점으로 인하여 국소 조각골(chip bone)이나 국소 골괴(block)만을 사용하거나, 인공 구조물로 cage를 사용하는 경우가 증가하고 있다. 또한 척추 기기의 발달로 인한 척추경 나사못이 도입되어 척추 병변에 광범위하게 사용되면서 퇴행성 척추 질환에 척추경 나사못은 흔히 사용되고 있는 실정이다.
독일공개특허공보 제198 32 516호에는 일반적인 타입의 뼈 플레이트가 개시되어 있다. 이 발명에서 뼈 플레이트에 대한 뼈 스크루의 각 정렬과 각도 상 안정된 고정은 스크루와 플레이트의 구멍 사이에 배치된 고리(ring)에 의해서 달성될 수 있다. 미국 특허 제6,955,677호에는 시술과정에서 머리 부분에 나사선이 형성되어 있는 뼈 스크루를 이용하여 플레이트 관통구멍에 나사산을 형성하면서 고정할 수 있는 뼈 플레이트가 개시되어 있다.
골재생에 있어서 탈회골기질은 골유도 능력뿐만 아니라 골 채취를 위한 부가적인 수술이 필요치 않은 장점을 갖고 있다. 그러나, 탈회골기질은 수용액과 친화성이 떨어지며, 단독으로 이식시 형태유지가 어려운 단점을 갖고 있다. 또한, 특별한 안정화제 또는 담체와 같이 사용되지 않을 경우, 탈회골기질 내에 포함되어 있는 골형성 단백질 (BMP; Bone Morphogenetic Protein)이 생체 내에서 쉽게 퇴화될 수 있는 가능성이 항상 존재하며, 손상부위에 이식할 때 탈회골기질 자체만으로는 이식이 가능하지 않은 단점이 존재한다.
손상된 뼈의 재건을 목적으로 탈회골기질을 이용하여 치료를 수행하는 정형외과, 치과, 신경외과 등의 분야에서, 시술이 용이하도록 주입성이 뛰어나며, 이식 후에도 흘러내리지 않도록 생체 내에서 형태를 유지할 수 있는 물리적인 특징이 매우 중요하다. 또한, 이식된 생체 내에서 거부반응을 일으킴이 없이 우수한 골재생 능력을 나타낼 수 있도록 하는 것 또한 탈회골기질을 이용한 이식용 재료의 필수요건이다.
이와 같은 기술적 배경 하에서, 본 발명자들은 보다 우수한 골재생능력, 생체적합성, 형태유지능력을 갖는 골재생용 키트를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
결국, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성, 형태유지능력을 갖는 골재생용 키트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 골분(bone powder) 40~90중량% 및 젤라틴 10~20중량%를 포함하고, 방사선으로 처리된 골재생재 및 상기 골재생재를 담지하는 케이지를 포함하는 골재생용 키트가 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 골분(bone powder)은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2mm 크기로 파쇄될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 골분은 인체(human) 유래인 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 젤라틴은 인체(human) 유래인 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 젤라틴은 방사선처리를 통해 가교화(cross-linked)될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 골재생재는 보습제 0~50중량%을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 케이지는 몸체부; 상기 몸체부를 관통하는 1개 이상의 관통 구멍; 및 상기 관통 구멍의 내측 표면에 형성된 복수의 돌기;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 케이지의 몸체부는 수평 원통형(horizontal cylinder), 수직환 모양(vertical ring) 및 상자형(open box)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 케이지는 금속성, peek (polyether ether ketone), 탄소 섬유 (carbon fiber) 및 골(bone)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 골재생재는 피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하여 골분(bone powder)을 준비하고, 상기 골분을 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 가수분해처리하여 젤라틴을 추출한 다음, 상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하고 방사선을 조사하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 골재생재의 이탈 또는 흘러내림이 없고, 골재생부위에서 장시간 동안 효능을 유지함으로써, 보다 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성 및 형태유지능력을 갖는 골재생용 키트 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.
도 1은 골재생용 조성물에 키트를 삽입하기 전의 골재생용 조성물과 케이지를 나타낸다.
도 2는 골재생용 조성물을 케이지에 삽입한 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성 및 형태유지능력을 갖는 골재생용 키트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 골분(bone powder) 40~90중량%, 방사선으로 가교화(cross-linked)되는 젤라틴 10~20중량%를 포함하는 골재생재 및 상기 골재생재를 담지하는 케이지를 포함하는 골재생용 키트가 제공될 수 있다.
이 때, 상기 골분은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 골분의 원료가 되는 뼈는 ESB사, TSC사, Hopital Erasme사, TBI사, Allosource사 및 Lifelink사등으로부터 입수가 가능하며, Rt/Lt. Humerus(좌우측 상완골), Rt/Lt. Radius(요골), Rt/Lt. Ulna(척골), Rt/Lt. Femur(대퇴골), Rt/Lt. Tibia(경골), Rt/Lt. Fibula(비골)등을 이용가능하나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 외에 어떠한 종류의 인체뼈나 동물뼈도 무방하다.
상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2 mm크기의 입자를 갖도록 뼈가 파쇄된 상태를 의미한다. 보다 바람직하게는 파쇄된 뼈입자의 크기가 0.15mm ~ 0.85mm인 것이 좋다.
상기 피질골은 뼈의 주요기능인 신체의 지지기능 및 내장기관의 보호, 운동력의 전달 및 다양한 화학물질, 특히 칼슘을 저장하고 방출하는 기능을 담당하고 있는 뼈의 바깥부분인 피질을 이루는 부분으로서 치밀골이라고도 불리는 밀도가 매우 높은 뼈조직을 말한다.
본 발명에 사용되는 피질골의 기원은, 시술하고자하는 대상물과 다른 종(species)으로부터 유래된 것도 무방하나, 같은 종일 경우에는 보다 높은 골재생효과 및 골재생 후의 형태유지 효과를 기대할 수 있다. 인간에게 시술하고자 하는 경우에는 인체로부터 유래한 피질골인 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로 상기 젤라틴 역시 시술하고자하는 대상물과 다른 종(species)으로부터 유래된 것도 무관하나, 같은 종일 경우에는 보다 높은 골재생효과 및 골재생 후의 형태유지 효과를 기대할 수 있다. 인간에게 시술하고자 하는 경우에는 인체로부터 유래한 젤라틴인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴은 방사선으로 가교화(cross-linked)될 수 있는데, 상기 방사선은 감마선, 전자선(E-beam) 및 X-선으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 전자선과 감마선일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방사선의 흡수선량은 10~30KGy, 보다 바람직하게는 15~25KGy인 것이 좋다. 방사선 흡수선량이 10KGy 미만인 경우에는 젤라틴의 가교화가 충분히 진행되지 않아 최종 결과물인 골재생재의 인장강도가 낮아지며, 따라서 이식에 요구되는 유연성 또한 나빠지게 되어 바람직하지 않다. 방사선 흡수선량이 30KGy 이상인 경우에는 골재생용 조성물 내 생체분자의 변형 및 과도한 라디칼의 생성이 유발될 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 따르면, 상기 골분과 방사선으로 가교화된 젤라틴의 혼합물에 보습제가 더 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보습제는 선택적 성분으로서 첨가되지 않을 수도 있으나, 첨가되는 경우에는 글리세롤일 수 있으며 전체 골재생재의 0~50중량% 첨가될 수 있다. 보습제가 50중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 골재생재의 강도가 낮아지고 연성이 높아져 가교화과정을 거치더라도 유연성 및 형태유지가 어려울 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 골재생재는 원하는 형태의 몰드에 투입시키고 저온에서 성형공정을 거친 것일 수 있다.
골재생재는 그 형태와 상관없이 이식의 대상이 되는 골손상부위의 형태와 반드시 일치할 필요는 없고, 유사한 형태로 성형이 가공한 정도의 상태이면 족하다. 그러나, 필요에 따라서는 이식 대상의 골손상부위의 형태를 미리 파악하여 이에 맞는 모양을 제조할 수도 있으며, 다양한 상황에 일반적으로 적용될 수 있도록 막의 구조 또는 띠의 구조 등으로 미리 형상화시킨 것일 수도 있다.
이를 위해서는 상기의 골재생재의 성형성을 증가시키기 위한 다양한 재료가 더 첨가될 수 있다. 즉, 생체적합성이 뛰어난 선형의 소재, 튜브형의 소재, 입자형의 소재 및 부정형의 소재 등이 더 첨가되어 상기 골재생재의 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 형태의 소재들은 콜라겐, CMC(Carboxymethylcellulose) 또는 동물유래 젤라틴 등의 소재로부터 선택될 수 있으며, 이식 대상에 면역반응을 유발하지 않는다면 특별한 제한은 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성형된 골재생재는 케이지에 적용될 수 있다. 상기 케이지는 몸체부; 상기 몸체부를 관통하는 1개 이상의 관통 구멍; 및 상기 관통 구멍의 내측 표면에 형성된 복수의 돌기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 는데, 도 1 및 도 2에는 이러한 케이지와 케이지의 관통 구멍에 삽입된 골재생재의 사진이 나타나 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 케이지의 몸통부는 수평 원통형(horizontal cylinder), 수직환 모양(vertical ring) 및 상자형(open box)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 케이지는 금속성, peek (polyether ether ketone), 탄소 섬유 (carbon fiber) 및 골(bone)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 제조된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 케이지를 생체에 이식할 경우, 케이지가 골 손상부위에 대해 물리적인 지지를 충분히 제공함으로써, 케이지 내에 포함된 골재생재가 완벽하게 원형을 유지할 수 있으며, 이로 인해 이식된 골재생재가 충분한 시간 동안 원하는 부위에서 골재생 효과를 나타낼 수 있게 되므로 골재생의 효과가 매우 안정적으로 촉진될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하여 골분(bone powder)을 준비하는 단계; 상기 골분을 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 가수분해처리하는 단계; 상기 가수분해처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계; 상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계; 및 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 골재생재의 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 탈회처리 단계에 있어서, 피질골의 경우에는 1차로 0.1 ~ 2N의 HCl을 가하여 2 ~ 8시간 동안 탈회처리한다. 이와는 달리, 상기와 같은 탈회과정을 거친 바 있는 탈회골기질(DBM)은 추가적인 탈회처리없이 곧바로 다음 과정으로 투입될 수 있다. 탈회처리의 횟수에는 제한이 없으나, HCl의 처리에도 칼슘이 더 이상 추출되지 않을 정도이면 충분하다.
상기 탈회된 피질골인 탈회골기질(DBM)은 콜라겐의 가수분해를 위해 수산화칼슘 용액으로 30 ~ 80일 간 처리한다. 처리하는 동안 매일 일 회 이상 교반하고, 매주 새로운 수산화칼슘 용액을 교체해 주는 것이 바람직하다.
이 때, 가수분해를 위한 수산화칼슘 용액의 농도는 0.1 ~ 2 부피%인 것이 바람직하다. 0.1 부피% 미만의 농도에서는 뼈에서 콜라겐의 가수분해가 원활하게 일어나지 않으며, 2 부피% 이상의 농도에서는 수산화칼슘의 축적에 따른 가수분해과정이 끝난 후 잔류 수산화칼슘의 제거가 어려워 바람직하지 않다.
수산화칼슘용액은 골분 1g당 15~25ml의 비율로 처리하는 것이 바람직한데, 15ml 미만에서는 충분한 가수분해처리가 일어나지 않을 수 있으며, 현탁시 골분의 비율이 너무 높아 추후 젤라틴의 수집을 위한 여과공정 등에 지나치게 많은 시간 소요될 수 있어 바람직하지 않으며, 25ml을 초과하는 경우에는 추후 수산화칼슘 제거 과정이 불필요하게 길어지게 되므로 바람직하지 않다.
상기 가수분해처리는 상기 골분을 수산화칼슘용액에 10~20℃로 30~70일간 처리하는 것이 바람직한데, 필요에 따라 침지와 교반(Agitation)을 통해 수행될 수 있다. 이 때, 처리온도가 10℃ 미만인 경우에는 골분에 존재하는 지질 및 단백질 성분 등의 응고로 인해 수산화칼슘용액과 골분사이의 탈회반응이 저해될 수 있어 바람직하지 않으며, 20℃를 초과하는 경우에는 과도한 가수분해 및 미생물에 의한 오염의 위험성이 증가하게 되어 바람직하지 않다. 또한, 상기 처리과정을 30일 미만으로 처리하는 경우에는 충분한 가수분해가 이루어지지 않으며, 70일을 초과하는 경우에는 역시 과도한 가수분해 및 미생물에 의한 오염의 가능성이 높아지게 되어 바람직하지 않다.
상기 탈회처리 및 가수분해 처리된 골분은 PBS 및 증류수로 세정하고, pH를 중성으로 조절한 후 바로 젤라틴 추출 작업에 들어가는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈회 및 가수분해 처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계는 증류수 또는 생리식염수에 상기 탈회처리된 골분을 현탁하여 이를 여과시켜 생성되는 겔(gel)상태의 상층액을 건조시켜 이루어질 수 있다.
이 때, 골분 1g 당 5~15ml의 증류수 또는 생리식염수를 가하여 현탁액을 제조하고 온도를 50℃에서 90℃까지 서서히 올리면서 매 10℃가 증가할 때마다 추출액을 수집하는 것이 바람직하다. 이 경우, 50℃보다 온도가 낮은 경우에는 젤라틴 성분이 응집하여 추출이 용이하지 않을 수 있어 바람직하지 않으며, 90℃를 초과하여 온도를 높이게 되면 젤라틴의 변성이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
이 때, 온도별 젤라틴 추출 시간은 4~6시간이 되도록 하는 것이 바람직한데, 4시간 미만인 경우에는 젤라틴이 제대로 용출되지 않아 추출효율이 낮아 질 수 있으며, 6시간을 초과한 경우에는 공정이 지나치게 길어지게 되어 바람직하지 않다.
상기 과정을 통해 수집된 현탁액은 여과지 등으로 여과하여 골분의 입자들을 제거하고 용액만 수집하는 것이 바람직하다. 또는 원심분리 등을 이용하여 골분을 침전시키고 상등액만을 수집하는 방식도 가능하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
원료의 사전처리 및 탈회골기질(DBM)의 준비
원료가 되는 뼈는 ESB사, TSC사, Hopital Erasme사, TBI사, Allosource사 및 Lifelink사로부터 입수한 Rt/Lt. Humerus(좌우측 상완골), Rt/Lt. Radius(요골), Rt/Lt. Ulna(척골), Rt/Lt. Femur(대퇴골), Rt/Lt. Tibia(경골), Rt/Lt. Fibula(비골)을 이용하였다. 우선 초저온 냉동고에서 보관된 뼈를 무균상태에서 뼈에 붙어 있는 연조직을 제거하였다. 연조직이 제거된 뼈는 에테르에 넣고 탈지하였다. 탈지 후 건조된 뼈를 자르고 뼈 분쇄기에 넣은 다음, 뼈는 분쇄하여 크기별로 분류한 후 HCl로 탈회처리하였다. 상기 탈회된 골분, 즉 탈회골기질(DBM)을 과포화 수산화칼슘 (Ca(OH2))용액에 15℃에서 50일간 처리하였다. 이 때, 하루에 1회씩 교반해주고 7일마다 새로운 과포화 수산화 칼슘용액으로 교체해 주었다. 처리가 끝나면 탈회 및 가수분해된 탈회골기질 분말을 PBS 및 증류수로 세척하고, pH를 중성으로 조절하였다.
인체 유래 젤라틴의 추출 및 여과
상기와 같은 방법으로 제조된 탈회골기질 분말 1g 당 10ml의 증류수를 첨가하였다. 이를 50~90℃까지 10간격으로 총 5회 추출하였다. 각 온도 단계별로 4~6시간 동안 처리하여 추출된 추출액을 30μm 여과지(Whatman사)를 이용하여 여과하였다. 이를 통해 탈회골기질 입자만 제거하고 남은 용액을 수집하였다.
젤라틴의 농축, 건조 및 분쇄
상기에서 탈회골기질 입자만 제거하고 남은 용액을 진공농축기로 60에서 농축시켰다. 상기용액이 젤 상태로 농축되면 젤라틴이 주요성분으로 남게 되는데, 이를 건조기에서 건조시킨 다음, 입자가 0.5 ~ 2mm가 되도록 분쇄기로 분쇄하였다.
골재생재의 제조
상기의 과정에서 수득된 젤라틴 분쇄물을 생리식염수에 용해시킨 후, 보습제인 글리세롤과 혼합하였다. 글리세롤의 혼합은 보습이 목적이므로, 시술시 글리세롤의 혼합이 필요하지 않은 경우는 이를 제외하고 조성물을 제조하였다.
여러 가지 조성비를 적용하여 하기 표 1과 같이 골재생재를 제조하였다.
대조군 (가) 실시예 1 (나) 실시예 2 (다) 실시예 3 (라)
탈회골기질 (DBM) - 50 gram - 15 gram
피질골 (Cortical bone) - - 50 gram 35 gram
젤라틴 용액
(20% 젤라틴 in saline)		 50cc 50 cc 50 cc 50 cc
상기 표 1에서 젤라틴 용액은 글리세롤 15cc, 0.9% 샐린(saline) 용액 35cc 및 젤라틴 10g을 혼합하여 제조된 것이다.
대조군은 뼈성분이 전혀 포함되지 않은 것을 말하며, 실시예 1~3은 각각 탈회골기질, 피질골 및 이들의 조합(탈회골기질 30%;피질골 70%)으로 각각 제조된 혼합물을 기질 모양의 몰드에 넣고 10℃ 정도의 저온에서 30분간 안정화시켜 제조한 골이식재를 의미한다. 안정화된 골이식재는 몰드에서 분리하여 포장용기로 옮기고, 감마선을 20KGy 조사하여 멸균과 동시에 젤라틴을 가교화(Crosslink)시킨 후 물성을 조사하였다.
상기와 같은 골재생재는 이탈 또는 흘러내림이 없고, 골재생부위에서 장시간 동안 효능을 유지함으로써, 보다 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성 및 형태유지능력을 갖는다.

Claims (11)

  1. 골분(bone powder) 40~90중량% 및 젤라틴 10~20중량%를 포함하고, 방사선으로 처리된 골재생재 및 상기 골재생재를 담지하는 케이지를 포함하는 골재생용 키트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 골분(bone powder)은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2mm 크기로 파쇄된 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 골분은 인체(human) 유래인 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 젤라틴은 인체(human) 유래인 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 젤라틴은 방사선처리를 통해 가교화(cross-linked)된 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 골재생재는 보습제 0~50중량%을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 케이지는 몸체부; 상기 몸체부를 관통하는 1개 이상의 관통 구멍; 및 상기 관통 구멍의 내측 표면에 형성된 복수의 돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 케이지의 몸체부는 수평 원통형(horizontal cylinder), 수직환 모양(vertical ring) 및 상자형(open box)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 케이지는 금속성, peek (polyether ether ketone), 탄소 섬유 (carbon fiber) 및 골(bone)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 제조된 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 골재생재는 피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하여 골분(bone powder)을 준비하고, 상기 골분을 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 가수분해처리하여 젤라틴을 추출한 다음, 상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하고 방사선을 조사하여 제조된 것을 특징으로 하는 골재생용 키트.
KR1020110001967A 2011-01-07 2011-01-07 골재생용 키트 및 그 제조방법 KR20120080475A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110001967A KR20120080475A (ko) 2011-01-07 2011-01-07 골재생용 키트 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110001967A KR20120080475A (ko) 2011-01-07 2011-01-07 골재생용 키트 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120080475A true KR20120080475A (ko) 2012-07-17

Family

ID=46713078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110001967A KR20120080475A (ko) 2011-01-07 2011-01-07 골재생용 키트 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120080475A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1858562B1 (en) Cartilaginiform and osteochondral substitute comprising multilayer structure and use thereof
JP6621539B2 (ja) 脱細胞化生体組織マトリクス材料に基づいた骨修復のための複合材料およびそれを調製する方法
US20180264172A1 (en) Injectable composit material for bone repair, and preparation method thereof
Kang et al. Bone regeneration potential of allogeneic or autogeneic mesenchymal stem cells loaded onto cancellous bone granules in a rabbit radial defect model
JP6588450B2 (ja) 骨移植片ならびに骨移植片を作製及び使用する方法
CN102665775A (zh) 诱导硬组织再生的材料
KR101229436B1 (ko) 골재생재 및 그 제조방법
JP2022017214A (ja) 生体材料インプラントおよびそれを作製する方法
Accorsi-Mendonça et al. Biological monitoring of a xenomaterial for grafting: an evaluation in critical-size calvarial defects
KR101574646B1 (ko) 나노 하이드록시아파타이트 표면처리 기술을 이용하여 세포부착 및 골형성 능력이 우수한 이종골 이식재를 제조하는 방법 및 이에 의하여 제조된 이종골 이식재
KR101885896B1 (ko) 인체뼈 유래 무기질을 포함하는 천연 골재생재
Mansouri et al. The role of cuttlebone and cuttlebone derived hydroxyapatite with platelet rich plasma on tibial bone defect healing in rabbit: An experimental study
JP2003235953A (ja) フォスフォフォリンを含む複合生体材料
EP4023267A1 (en) Foraminifera-derived bone graft material
CN110279892B (zh) 一种骨修复材料及其制备方法和应用
Yu et al. Antler collagen/chitosan scaffolds improve critical calvarial defect healing in rats
KR20170096525A (ko) 전복패각으로부터 합성된 수산화인회석(Hydroxyapatite) 및 베타-제삼인산칼슘(β-tricalcium phosphate)를 활용한 이상인산칼슘계열의 치과의료용 합성골 이식재 및 그 제조방법
KR20120080475A (ko) 골재생용 키트 및 그 제조방법
KR101438745B1 (ko) 동물뼈로부터 유래된 저결정성 세라믹재의 제조 방법
KR101272958B1 (ko) 골 이식재 및 이의 제조방법
JP2021115165A (ja) 多孔質複合体
CN114096289A (zh) 含有骨无机质成分的复合脱钙骨组合物及其制备方法
KR101383757B1 (ko) 치아 분말을 이용한 생체재료 및 그 제조 방법
Khan et al. Osteogenic Induction with Silicon Hydroxyapatite Using Modified Autologous Adipose Tissue-Derived Stromal Vascular Fraction: In Vitro and Qualitative Histomorphometric Analysis. Materials 2022, 15, 1826
Koppaka et al. Multifaceted Enhancement of L-Leucine-Enriched Ovine Bone Graft: Physicochemical Characteristics and Osteogenic Potential for Improved Guided Bone Regeneration

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application