KR20160049576A

KR20160049576A - 친환경적 공정으로 제조된 가금류 부리 뼈 유래 천연세라믹 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160049576A
Application number: KR1020140146052A
Authority: KR
Inventors: 최석화; 손준식; 강성수
Original assignee: 충북대학교 산학협력단; 전남대학교산학협력단
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-05-10

Abstract

본 발명은 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말의 제조방법, 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말을 포함하는 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 세라믹 재료에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조한 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말을 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료의 원료로 사용하게 되면, 이종골 및 동종골 유래 세라믹 보다 안전하게 사용할 수 있고, 자가골 세라믹에 비해 대량생산 및 공급이 가능하며, 인공합성의 세라믹 보다 생체적합성이 우수한 세라믹 재료의 공급이 가능하다.

Description

친환경적 공정으로 제조된 가금류 부리 뼈 유래 천연세라믹 및 이의 제조 방법{METHOD OF PREPARING NATURAL CERAMICS DERIVING FROM POULTRY BEAKS USING ECO-FRIENDLY PROCESS}

본 발명은 탈지 및 탈단백을 위한 유독한 화학약품을 사용하지 않고 과산화수소와 열처리를 병행하여 가금류 부리 뼈를 이용한 천연세라믹 원료를 제조하는 친환경적 제조 방법, 가금류 부리 뼈 유래 세라믹을 사용하여 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료에 관한 것이다.

생체 이식용 세라믹은 생체적합성과 기계적 물성이 고분자 보다 우수하여 현재까지도 경조직인 골(bone) 결손 및 회손 부위의 재생 및 치료를 목적으로 하는 치과, 정형 및 성형외과에서 가장 널리 사용되고 있는 생체재료이다. 세라믹은 크게 산화계와 비산화계 세라믹으로 나눌 수 있으며 이중 인체에 가장 널리 사용되고 있는 세라믹들로는 인산칼슘, 생활성 유리, 알루미나, 지르코니아 및 이들의 복합체들이다. 그리고 인산칼슘계는 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite, HA), 인산제3칼슘(tricalcium phosphate, TCP), 인산제4칼슘(tetracalcium phosphate, TTCP) 및 인산제2칼슘(dicalcium phosphate, DCP) 등이 있고 생활성 유리로는 유리를 기본으로 하는 실리카 계열(silica-based glasses), 인산계열(phosphate-based glasses) 및 유리 세라믹 등이 있다. 또한 세라믹은 인간과 동물의 골, 어류의 골, 조개 및 오징어 등의 패각 또는 산호 및 계란껍질 등으로부터 얻을 수 있으며, 이중 인간과 동물의 골로부터 채취된 세라믹은 다양한 처리를 통하여 인체 골 재생을 위해 적용되고 있다. 특히, 가장 널리 사용되고 있는 인산칼슘계의 HA는 인체 골 구성 성분 중 가장 많은 부분을 차지하며 칼슘/인의 몰 비율이 인체 골과 유사한 함량비를 가진다. 또한 HA는 생체활성이 우수하여 골세포의 점착, 확산, 증식 등의 골전도성 및 생체적합성이 우수한 세라믹으로 알려져 있고 중금속 흡착, 탈취 효과 등이 우수한 것으로 보고되고 있다.

HA 세라믹은 생체의료용으로 정형외과, 성형외과, 치과 등에서 골 결손 재생 및 치료에 널리 사용되고 있다. 치과에서는 대표적으로 임플란트 시술시 치조골(잇몸) 재생을 위한 이식재 또는 각종 치아치료를 위한 필러로 활용되고 있으며, 정형외과에서는 각종 골질환 및 골결손의 치료, 재생, 재건을 위해 사용되고 있다. 그리고 성형외과에서는 미용을 위한 각종 필러용 또는 다양한 악안면 성형술에 이용되고 있다. 산업용으로 사용되는 HA 세라믹은 세균의 흡착을 유도하는 정수기의 필터재료 및 새집 증후군을 제거하는 광촉매의 재료로 활용되고 있으며, 산업용 섬유 및 부직포, 시멘트, 도료, 접착제, 각종 보강제, 골재 및 중금속 흡착제 등으로 널리 사용되고 있으며 화장품, 치약 및 의류용 섬유에도 사용되고 있다.

최근 새로운 경로로부터 천연세라믹 원료를 개발하고자 하는 연구로서 말의 뼈를 이용한 골대체재 제조 방법(Rhee et al, PCT/KR2007/003686), 소성 패각분말을 이용한 수용성 항균제 조성물(Park et al, 한국등록특허 제10-1227041호), 조류 부리로부터 유래된 세라믹을 이용한 생체의료용 또는 산업용 재료 및 유무기 복합체 재료의 제조 방법(Choi et al, 한국등록특허 제10-1295686호) 등이 보고되었다. 일반적으로 천연자원으로부터 HA를 제조하기 위해서는 뼈에 함유되어 있는 지방 및 단백질을 제거하기 위하여 유독한 화학약품을 사용하는 것이 보편적이나, 제조된 재료에 대한 화학약품의 잔류여부, 제조공정시 화학약품의 노출에 의한 인체유해성, 환경오염 등의 많은 문제점을 야기 시키고 있다. 일반적으로 천연 뼈에 함유되어 있는 지방제거(탈지)에 사용되는 화학약품은 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform), 메탄올(methanol)과 이들의 혼합용액 등이 보편적이며, 단백질 제거(탈단백)를 위해 사용되는 화학약품은 에틸렌다이아민(ethylenediamine), 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 등의 유독한 화학약품이 널리 사용되고 있다.

특히 앞서 기술한 바와 같이 현재 사용되고 있는 다양한 경로부터 채취된 천연세라믹(소 뼈, 돼지 뼈 등)은 탈지 및 탈단백을 위한 유독약품의 사용으로 인체 안전성 및 산업적 적용에 문제의 소지를 가지고 있다. 따라서 기존 제조 방법 보다 친환경적이면서 인체에 안전하게 적용할 수 있고 대량생산이 가능하여 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 생체의료용 및 산업용 세라믹의 원료개발이 앞으로는 더욱 중요한 관건이 되고 있다.

PCT/KR2007/003686 한국등록특허 제10-1227041호 한국등록특허 제10-1295686호

본 발명자들은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 연구 노력한 결과, 탈지와 탈단백을 위한 유독한 화학약품을 사용하지 않고 과산화수소 또는 열처리를 병행하는 친환경적 공법으로 가금류의 부리 뼈로부터 천연의 세라믹 분말을 제조하여 이를 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료의 원료로 사용하게 되면, 유독한 화학약품을 사용하여 제조되는 세라믹 보다 인체에 안전하고, 폐수의 양을 낮출 수 있으며, 간단하면서 쉽게 대량생산이 가능하고 제조시간을 단축할 수 있다는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 친환경적 방법으로 가금류 부리 뼈 유래 천연 세라믹 분말을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조한 가금류 부리 뼈 유래 천연 세라믹 분말을 이용하여 생체의료용 또는 산업용 천연 세라믹 재료를 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조한 가금류 부리 뼈 유래 천연 세라믹 분말을 이용하여 제조한 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 될 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 가금류 부리 뼈 유래 천연 세라믹 분말의 제조방법을 제공한다: (a) 가금류의 부리 뼈를 회수하는 단계; (b) 회수된 가금류의 부리 뼈에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계; (c) 가금류 부리 뼈에 함유되어 있는 지방 및 단백질을 제거하기 위하여 상기 가금류의 부리 뼈를 과산화수소 수용액에 침지하여 처리하는 단계; (d) 상기 가금류 부리 뼈에 잔류된 유기물을 제거하기 위하여 상기 부리 뼈를 열처리하는 단계; 및 (e) 상기 열처리한 상기 가금류 부리 뼈를 분쇄하여 분말로 제조하는 단계.

이하에서, 본 발명의 각 단계에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

단계 (a): 가금류의 부리 뼈를 회수하는 단계

본 발명에서 사용가능한 가금류는 부리를 갖는 모든 종류의 조류를 포함한다. 즉, 야생의 조류를 인간생활에 유용하게 길들이고 품종을 개량하여 육성한 조류로서, 그 생산물의 이용을 목적으로 하는 실용종과 모습, 소리 등을 감상하는 데 이용되는 애완용종을 포함한다. 바람직하게는 대량 사육이 가능한 가금류로서 예컨대, 난용종, 육용종, 난육겸용종, 약용, 관상용, 애완용 또는 투계용의 조류를 모두 포함한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가금류는 오리, 거위, 칠면조, 닭, 꿩, 메추리, 타조 또는 백조를 포함한다. 오리는 예를 들어 류큐오리류 (tree-ducks), 황오리류 (shelducks), 담수오리류(surface-feeding ducks), 바다오리류(diving ducks), 비오리류(mergansers)과에 속하는 부리를 가지는 오리종이며, 난용종인 인디안 러너(indian runner), 카키 켐벨(khaki campbell), 육용종인 르왕(Rouen), 에일스버리(aylesbury), 머스코비(muscovy), 난육겸용종인 페킨(pekin), 오핑톤(orpington), 유황오리, 호사비오리, 검둥오리, 미국원앙, 캐나다기러기 또는 이들의 혼합종을 포함한다. 거위는 튜울즈 거위, 아프리카 거위, 엠베던 거위, 중국 거위 또는 이들의 혼합종을 포함한다. 칠면조는 광흉 청동색 칠면조, 광흉 대형 백색 칠면조, 소형 백색 칠면조 또는 이들의 혼합종을 포함한다. 닭은 원산지별로 동양종(bragma, coohin, langshan, malay, 오골계 등), 미국종(plymouth rock, rhode island, new hampshire, wyandotte 등), 영국종(australop, cornish, andalusina, ancona, spanish 등) 및 용도별로 난용종(leghorn, minorca, andalusian, hamburgh, compine, ancona 등), 육용종(brahma, cochin cornich 등), 애완용 (polish, Bantam 등) 또는 이들의 혼합종을 포함한다.

본 발명에서 가금류의 부리를 회수하는 방법은 예를 들어, 톱이나 칼 등의 절단 도구를 이용하여 회수하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가금류 부리의 회수시에는 육류, 털, 등과 같은 이물질이 가능한 한 포함되지 않도록 한다. 가금류 부리의 회수시의 조류의 연령 및 크기는 특별히 한정되지 않으나, 부리를 회수하기에 적합한 크기의 가금류이면 가능하다.

단계 (b): 회수된 가금류의 부리 뼈에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계

상기 단계 (a)에서와 같이 가금류의 부리를 회수한 후, 회수된 가금류의 부리에 잔존하는 이물질을 제거하고 이로부터 뼈를 수득한다. 본 발명의 방법은 상기 이물질을 제거하는 1차 전처리 공정을 포함한다. 상기 이물질은 예컨대, 가금류의 부리나 부리 뼈에 잔존할 수 있는 연조직, 지방, 천연의 색소 등의 불순물이다. 가금류 부리 뼈에 포함되어 있는 이물질인 불순물의 제거는 다음의 방법에 의하여 행할 수 있다. 먼저, 회수된 가금류 부리 뼈를 증류수에 침지한 다음 증류수를 끓인다. 이때 증류수의 양은 특별히 한정되지 않으나, 가금류의 부리 뼈가 증류수에 충분히 잠길 수 있으면 좋고, 바람직하게는 가금류 부리 뼈의 부피에 대해 2-10 배 부피의 양을 사용한다. 상기 증류수를 끓이는 시간은 적합하게 조절할 수 있으며, 바람직하게는 6시간 - 72시간, 보다 바람직하게는 12시간 - 48시간 동안 끓인다. 이때 적합한 시간 단위 예컨대 2시간 - 12시간 단위로 증류수를 교체해 주는 것이 바람직하다. 이어서 증류수를 사용하여 끓이는 과정이 종료되면 증류수로 부리 뼈를 증류수로 충분히 세척하여 건조한다. 건조온도와 시간은 특별히 한정되지 않고 적합하게 조절할 수 있으며, 예컨대 80℃의 건조기에서 24시간 이상 건조시킨다.

단계 (c) : 가금류 부리 뼈에 함유되어 있는 지방 및 단백질을 제거하기 위하여 상기 가금류의 부리 뼈를 과산화수소 수용액에 침지하여 처리하는 단계

상기 설명된 1차 전처리 공정을 통해 이물질(불순물)이 제거된 가금류 부리 뼈에 함유된 지방, 단백질, 또는 기타 이물질의 제거는 친환경 약품처리와 열처리를 병행하여 행할 수 있다. 먼저, 상기 단계 (a)에서 건조된 가금류 부리 뼈를 친환경 약품인 과산화수소 수용액에 침지하여 처리한다. 이때 과산화수소 수용액과 가금류 부리 뼈의 비율은 한정되지 않으며, 부리 뼈가 과산화수소 수용액에 충분히 침지될 수 있는 정도면 충분하다. 상기 과산화수소 수용액의 처리시에 5 - 50 부피％ 범위의 농도를 갖는 과산화수소 수용액을 사용하여 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 6시간 - 72시간 동안 처리하며, 보다 바람직하게는 5 - 10 부피％의 과산화수소 수용액을 사용하여 80℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 24 시간 - 48시간 동안 처리한다. 과산화수소 수용액의 처리시 일정한 시간 단위로 새로운 과산화수소 수용액으로 교체해 주는 것이 바람직하며, 예컨대 12시간 단위로 과산화수소 수용액을 교체하여 준다. 상기 과산화수소 수용액에서 과산화수소는 우레아 하이드로겐 퍼옥사이드, 소듐 퍼카보네이트, 또는 과산화수소 함유 화합물을 사용할 수 있다.

과산화수소 수용액 처리가 완료된 가금류 부리 뼈에 잔존할 수 있는 과산화수소를 제거하기 위하여, 가금류 부리 뼈를 원통 유리용기에 넣고 지속적으로 증류수를 유입시켜 5일 이상 세척하는 것이 바람직하다. 세척이 완료된 부리 뼈는 건조한다. 건조시 조건은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 80℃의 건조기에서 24시간 이상 건조시킨다.

단계 (d) : 상기 가금류 부리 뼈에 잔류된 유기물을 제거하기 위하여 상기 부리 뼈를 열처리하는 단계

상기 단계 (c) 과정을 통해 건조가 완료된 가금류의 부리 뼈에 잔류할 수 있는 유기물을 더 제거하기 위하여 부리 뼈를 알루미나 도가니에 넣고 전기로를 이용하여 열처리를 행한다. 상기 열처리 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 300℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 1시간 - 24시간 동안 열처리를 행하며, 보다 바람직하게는 350℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 3시간 - 20시간 동안 열처리를 행하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

열처리가 완료된 가금류 부리 뼈에서 잔유 유기물을 보다 완벽히 제거하기 위하여 상기 설명된 단계 (c)의 과산화수소 수용액 처리를 반복하여 수행할 수 있다. 과산화수소 수용액의 처리는 상기 단계 (c)에서 설명된 방법과 동일한 방법으로 수행된다. 예컨대, 5 부피％ 내지 10 부피％의 과산화수소 수용액을 사용하여 60℃ 내지 100℃ 온도 범위에서 48시간 내지 72시간 동안 처리하는 것이 바람직하다. 처리과정시 12 시간 단위로 새로운 과산화수소 수용액을 교체해 주는 것이 바람직하다. 과산화수소 처리가 완료된 가금류 부리 뼈는 원통 유리용기에 넣고 지속적으로 증류수를 유입시켜 5일 이상 세척하는 것이 바람직하다. 세척이 완료된 부리 뼈는 80℃의 건조기에서 24시간 이상 건조시킨다.

과산화수소 수용액으로 처리된 가금류 부리 뼈는 열처리를 반복하여 보다 완벽하게 유기물을 제거할 수 있다. 열처리는 상기 단계 (d)에서 설명된 방법과 동일한 방법을 사용하여 수행되며, 바람직하게는 350℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 3시간 - 20시간 동안 열처리를 행한다.

상기 각 단계에서 설명된 바와 같이, 증류수 처리(1차 전처리) 및 과산화수소 처리와 열처리(2차 처리)를 통하여 친환경적으로 가금류 부리 뼈에서 유기물을 제거할 수 있다. 상기 과산화수소 수용액 처리와 열처리는 1회 내지 5회의 범위에서 반복하여 행할 수 있으며, 바람직하게는 1회 내지 3회의 범위에서 반복하여 행할 수 있다.

상기 단계 (d)의 열처리 과정에서 최종적으로 열처리 온도를 높여 고결정성의 가금류 부리 뼈를 제조할 수 있다. 이 때, 열처리 온도는 600℃ 내지 1,300℃의 온도 범위에서 1시간 - 20시간 동안 처리하며, 바람직하게는 900℃ 내지 1,200℃의 농도범위에서 3시간 - 10시간 동안 처리할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

단계 (e): 상기 열처리한 상기 가금류 부리 뼈를 분쇄하여 분말로 제조하는 단계

상기 단계 (d)를 거쳐 2차 처리가 완료된 가금류 부리 뼈는 분쇄기 또는 밀링기 등을 이용하여 원하는 크기로 분쇄하여 분말로 제조할 수 있다. 이때 부리 뼈 분말의 입자 크기는 특정의 범위로 한정되지 않고 용도에 따라 변경할 수 있으며, 예를 들어 10 nm - 30 mm의 범위 내에서 선택하여 제조할 수 있다. 상기 제조된 가금류 부리 뼈 분말 표면에 존재할 수 있는 미세 먼지 또는 오염물을 제거하기 위해 증류수로 수차례 세척한 후 건조한다. 건조 조건은 특별히 한정되지 않으며 적합하게 선택하여 행할 수 있으며, 예를 들어 80℃의 건조기에서 48시간 동안 건조과정을 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 생체의료용 또는 산업용 천연 세라믹 재료를 제조하는 방법을 제공한다: (a)′상기 설명된 방법에 의해 가금류 부리 뼈 분말을 제조하는 단계; 및 (b)′(ⅰ) 상기 제조한 가금류 부리 뼈 분말, 또는 (ⅱ) 가금류 부리 뼈 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물을 성형하여 세라믹 재료를 제조하는 단계.

본 명세서에서 "생체의료용" 이란 생체에 이식하여 사용가능한 용도로서, 생체안정성(biostability)과 생체적합성(biocompatibility) 요건을 만족하는 어떠한 생체이식 가능한 용도도 모두 포함하는 의미이다.

본 명세서에서 "산업용" 이란 생체이식가능한 생체의료용 뿐만 아니라 인체에 직접적으로 삽입되지 않는 기기 및 용구에 사용가능한 용도를 의미한다. 예를 들어, 필터재료, 광촉매의 재료, 섬유, 부직포, 시멘트, 도료, 접착제, 보강제, 골재, 중금속 흡착제, 화장품, 치약, 의류용 섬유 등을 포함하는 의미로 사용된다.

상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말을 사용하여 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료를 제조한다. 이때, 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말에 다른 이종의 세라믹 분말을 혼합하여 세라믹 재료를 제조할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 이종의 세라믹 분말은 크게 천연의 세라믹 분말 또는 합성 세라믹 분말로 나눌 수 있다.

천연의 세라믹으로는 예를 들어 동종골, 이종골, 자가골 또는 어류의 뼈, 패각 등에서 유래된 세라믹을 들 수 있다.

합성 세라믹은 인산칼슘계 세라믹, 생활성 유리, 알루미나, 지르코니아, 및 이들의 복합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 인산칼슘계 세라믹은 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite, HA), 제3인산칼슘(tricalcium phosphate, TCP), 제4인산칼슘(tetracalcium phosphate, TTCP), 및 제2인산칼슘(dicalcium phosphate, DCP)을 예로 들 수 있다. 생활성 유리는 생물 화성의 특징을 보이는 임의의 유리를 지칭하며, 원래는 점착성이 아니지만 시뮬레이션된 체액 또는 트리스히록시메틸아미노메탄 완충액과 같은 적절한 생체 내 및 실험실 환경에 노출되었을 때 경성 및 연성 조직 모두에 점착성 결합을 형성하는 능력이 있는 무정형 고체 물질이다. 구체적으로 생활성 유리는 유리를 기본으로 하는 실리카 계열(silica-based glasses), 인산계열(phosphate-based glasses)과 유리 세라믹(glass ceramics) 등을 포함한다. 가장 바람직하게는, 세라믹 원료로서 하이드록시아파타이트, 제3인산칼슘, 제4인산칼슘, 제2인산칼슘, 지르코니아, 알루미나, 실리카, 유리 세라믹 및 이들의 복합체, 실리카/유리, 실리카/인산칼슘계 복합체를 이용한다.

상기 생체의료용 또는 산업용 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 재료에 포함되는 이종의 세라믹 분말의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 1 - 99 중량％ 범위, 보다 바람직하게는 10 - 90 중량％ 범위에서 사용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)′에서의 성형은 압축법, 입자제거법, 액체질소법, 기포형성법, 고분자 스펀지 템플레이트법, 또는 컴퓨터 설계 시스템을 이용한 프로토타이핑법, 3차원 프린트법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)′에서의 성형은 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 열처리는 바람직하게는 600℃ 내지 1,500℃의 온도 범위에서 1 내지 10 시간 동안 수행할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)′에서, 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말, 또는 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물에 고분자를 혼합하는 단계를 더 포함한다.

상기 혼합하는 고분자는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 폴리에스테르계, 폴리이미드계, 폴리에테르계, 아라미드계, 폴리스타일렌계, 폴리프로필렌계, 폴리메틸메타아크릴레이트계, 폴리알킬렌나프탈레이트계, 폴리비닐알코올계, 아크릴수지, 고무수지, 페놀수지, 에폭시수지, 테프론계 고분자 및 이들의 공중합체; 폴리다이옥사논, 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프락톤, 락트산-글리콜산 공중합체, 글리콜산-트라이메틸카보네이트, 글리콜산--카프로락톤, 폴리글리코네이트, 폴리글락틴, 폴리아미노산, 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 이들의 혼합물 및 이들의 공중합체; 콜라젠, 젤라틴, 키틴/키토산, 알지네이트, 알부민, 히알루론산, 헤파린, 피브리노겐, 셀룰로오스, 덱스트란, 펙틴, 폴리라이신, 및 폴리에틸렌이민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말, 또는 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물에, 상기 고분자를 혼합하는 방법으로는 고분자 특성에 따라 상이한 방법을 선택할 수 있으며, 예를 들어 고분자를 용융한 상태에서 세라믹 분말을 추가하여 혼합하는 방법 또는 고분자를 녹인 용액에 세라믹 분말을 추가하여 혼합하는 방법을 들 수 있다.

상기 첨가되는 고분자의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 1-99중량％, 보다 바람직하게는 10-90 중량％ 범위에서 첨가된다.

본 발명에서 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말과 고분자의 혼합물을 성형하는 방법은 바람직하게는 유화법, 상분리법, 용매확산법, 압축법, 입자제거법, 액체질소법, 기포형성법, 고분자 스펀지 템플레이트법, 용융방사법, 용매 방사법, 습식 및 건식 방사법, 용융 성형법, 용매 성형법, 입자 첨가법, 또는 컴퓨터 설계 시스템을 이용한 프로토타이핑법, 3차원 프린트법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a)″가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말; (b)″가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물; 또는 (c)″상기 (a)″의 분말 또는 (b)″의 분말 혼합물에 고분자를 첨가하여 혼합한 혼합물을 포함하는 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료를 제공한다.

본 발명에서 상기 생체의료용 또는 산업용 재료의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 블록, 필름, 필라멘트, 섬유, 멤브레인, 메쉬, 직포/부직포, 니트, 과립, 입자, 플레이트, 볼트/너트, 못 등을 들 수 있으며, 상기 형태의 두 가지 이상의 형태가 복합된 형태가 가능하다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 세라믹 재료는 완전 비다공성이거나, 다공성 재료이며, 다공성인 경우 바람직하게는 5-98％ 범위의 다공도를 갖는 것으로서 0.1 nm - 5 mm 범위의 기공크기를 갖는다.

본 발명에서 상기 세라믹 재료는 생체의 재생 또는 질환/질병의 치료를 목적으로 하는 살아 있는 생체조직에 직접 접촉 가능한 모든 세라믹 재료로 적용 가능하며, 예컨대, 인공뼈, 인공관절, 뼈시멘트, 턱뼈 및 안면부위의 소형뼈, 심장 밸브 및 혈관, 임플란트, 지대주, 충진재, 도재, 브라켓, 코어, 포스트 등 각종 경조직 재생을 위한 지지체, 조인트, 뼈고정 디바이스, 척추 고정 디바이스들에 적용 가능하다. 또한, 약물전달제, 혈관조영제, 미세전자기계 시스템(MEMS), 항균성 충전재, 하이브리드 복합체를 위한 세라믹 재료 등으로 적용 가능하다. 산업용으로 사용되는 경우 세균의 흡착을 유도하는 정수기의 필터재료 및 새집 증후군을 제거하는 광촉매 재료, 화장품, 치약, 의류 및 산업용 섬유, 부직포, 시멘트, 도료, 접착제, 각종 보강제 및 골재 및 복합체, 중금속 흡착제 등에 적용 가능하나 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 상기 세라믹 재료는 약학적 활성물질을 포함하도록 제조할 수 있으며, 예를 들어, 덱사메타손, 콘드로이친 설페이트, 라이소자임, DNA, RNA, RGD 등의 단백질 유도체, 지질, 성장인자, 성장 호르몬, 펩타이드 의약품, 단백질 의약품, 소염진통제, 항암제, 항바이러스제, 성호르몬, 항생제, 항균제 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 방법에 의해 제조한 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말을 생체의료용 또는 산업용 재료의 원료로 사용하게 되면, 이종골 또는 동종골 유래 세라믹 보다 안전하게 사용할 수 있고, 자가골 세라믹에 비해 대량생산 및 공급이 가능하며, 인공합성의 세라믹 보다 생체적합성과 기능성이 우수한 세라믹 재료 또는 유/무기 복합재료의 공급이 가능하다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 형태학적 특징을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자 표면의 칼슘:인의 비율을 분석한 EDS(energy dispersive spectrometer) 프로파일이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 X-ray 회절분석기(XRD)로 분석한 결정회절 프로파일이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 형태학적 특징을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 X-ray 회절분석기로 분석한 결정회절 프로파일이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 거위 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 형태학적 특징을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 거위 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 입자의 X-ray 회절분석기로 분석한 결정회절 프로파일이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 나노입자와 인공합성 하이드록시아파타이트 나노입자를 혼합하여 제조한 다공성 지지체의 형태학적 특징을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 오리 부리 뼈로부터 제조한 세라믹 나노입자를 PLGA[poly(lactic-co-glycolic acid]에 혼합하여 제조한 유/무기 하이브리드 복합체의 형태학적 특징을 SEM으로 관찰한 사진이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예 1 : 오리 부리 뼈로부터 유래된 저결정성 세라믹 분말의 제조

먼저 2-3 kg의 중량을 갖는 오리 부리를 회수하여 가위와 칼을 이용하여 부리 뼈를 채취하였다. 1차 전처리 공정으로서 채취된 부리 뼈를 증류수에 침지한 다음 48시간 동안 끊여서 부리 뼈에 존재하는 연조직과 기타 불순물을 제거하였다. 이때 12시간 단위로 증류수를 교체해 주었다. 그리고 증류수로 충분히 수세한 다음 80℃의 건조기에서 24시간 동안 건조하였다.

오리 부리 뼈에 존재하는 유기물인 지방과 단백질을 제거하기 위한 탈지 및 탈단백 처리는 과산화수소와 열처리를 병행하여 2회 반복처리과정으로 수행하였다. 먼저 1차 전처리 공정이 완료된 부리 뼈 10g을 500 mL의 10％ 과산화수소 수용액에 침지하여 100℃에서 72시간 동안 처리하였다. 이때 12시간 단위로 새로운 과산화수소 수용액으로 교체해 주었다. 이어서, 격자모양의 받침이 있는 원통형 유리용기에 부리 뼈를 넣고 지속적으로 증류수를 유입시켜 5일 동안 세척하였다. 세척이 완료된 부리 뼈를 80℃의 건조기에서 24시간 동안 건조하였다. 이어서 건조된 부리 뼈를 알루미나 도가니에 넣고 전기로를 이용하여 10℃/min으로 온도를 상승시켜 350℃에서 20시간 열처리 하였다.

열처리가 완료된 부리 뼈를 상기와 같이 동일한 방법으로 과산화수소 수용액 처리를 반복하였다. 그리고 열처리 또한 상기와 같은 방법으로 380℃에서 10시간 반복 처리하였다. 2차 유기물 제거 공정이 완료된 부리 뼈를 막자사발을 이용하여 입경이 1.0 - 0.5 mm의 크기를 갖는 저결정성의 오리 부리 뼈 분말을 제조하였다. 이어서 제조된 부리 뼈 분말을 증류수에 침지하고 초음파 세척기를 이용하여 30분 동안 세척한 다음 증류수로 다시 수차례 수세하고 80℃에서 48시간 동안 완전히 건조하였다.

제조된 부리 뼈 입자의 형태학적 특성을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 도 1a 및 도 1b에 나타내었다. SEM 분석 결과 제조된 부리 뼈 입자는 부리 뼈 길이 방향으로 길쭉한 형태를 나타내었고, 입자 내부에는 약 100㎛ 의 크기를 갖는 매크로 기공들이 부리 뼈 길이 방향으로 상호연결된 벌집과 같은 구조의 다공구조가 관찰되었다. 그리고 부리 뼈 입자의 표면은 세라믹 결정들이 밀집되어 있는 치밀한 구조임을 확인하였다. 오리 부리 뼈 입자의 칼슘과 인의 비율을 EDS (energy dispersive spectrometer)로 측정하여 도 2에 나타내었다. 부리 뼈의 칼슘과 인의 비율은 1.62로서 인체 뼈의 비율 범위에 있는 것을 관찰하였다. 부리 뼈 분말의 결정성을 알아보기 위하여 XRD 측정결과를 도 3에 나타내었다. 부리 뼈 분말에 대한 결정회절 피크는 JCPDS No. 9-432의 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite, HA)의 결정 피크와 동일한 2 theta 피크를 나타내었고 회절양상은 브로드(broad)한 특징을 나타내었다. 따라서 오리 부리 뼈는 저결정성의 HA로 이루어진 것을 확인하였다.

실시예 2 : 오리 부리 뼈로부터 유래된 고결정성 세라믹 분말의 제조

오리 부리 뼈의 회수 및 1차 전처리 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 수행하였다. 탈지 및 탈단백 공정인 2차 유기물 제거 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 과산화수소 수용액 처리와 열처리를 3회 반복 처리하였다. 그리고 마지막 열처리 공정에서 처리 온도를 1,200℃에서 3시간 동안 처리한 다음 막자사발을 이용하여 입경이 1.0 - 0.5 mm의 크기를 갖는 고결정성의 오리 부리 뼈 분말을 제조하였다.

제조된 부리 뼈 입자의 형태학적 특성을 SEM으로 관찰하여 도 4a 및 도 4b에 나타내었다. SEM 분석 결과 제조된 부리 뼈 입자는 실시예 1과 유사한 다공구조의 형태학적 특성을 나타내었다. 그러나 고배율 SEM 사진인 도 4b와 같이 부리 뼈 세라믹 결정들이 소결에 의해 그레인(grain)을 형성하면서 부리 뼈 방향으로 약 1 ㎛ 이하의 열려진 채널구조가 형성됨을 관찰하였다. 부리 뼈의 결정성을 알아보기 위하여 XRD 측정결과를 도 5에 나타내었다. 소결한 부리 뼈에 대한 결정회절 피크는 JCPDS No. 9-432의 HA의 결정 피크와 동일한 2 theta 피크를 나타내었고 회절양상이 날카로운(sharp) 특징을 나타내었다. 따라서 고결정성의 HA 바이오세라믹 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 3 : 거위 부리 뼈로부터 유래된 세라믹 분말의 제조

거위 부리 뼈의 회수 및 1차 전처리 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 수행하였다. 탈지 및 탈단백 공정인 2차 유기물 제거 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 과산화수소 수용액 처리와 열처리를 2회 반복 처리하였다. 그리고 마지막 열처리 공정에서 처리 온도를 500℃ 에서 3시간 동안 처리한 다음 막자사발을 이용하여 입경이 1.0 - 0.5 mm의 크기를 갖는 거위 부리 뼈 분말을 제조하였다.

제조된 거위 부리 뼈 입자의 형태학적 특성을 SEM으로 관찰하여 도 6에 나타내었고 결정회절 특성을 XRD로 측정하여 도7에 나타내었다. 제조된 거위 부리 뼈 입자의 형태학적 특성은 실시예 1과 유사한 다공구조 및 표면 특성을 나타내었고, 결정회절 피크 또한 실시예 1과 유사한 특성을 나타냄으로 저결정성의 HA 바이오세라믹이 제조된 것을 확인하였다.

실시예 4 : 오리 부리 뼈로부터 제조된 세라믹 나노입자와 인공합성 HA 나노입자를 이용한 다공성 세라믹 지지체 제조

오리 부리 뼈의 회수 및 1차 전처리 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 수행하였다. 탈지 및 탈단백 공정인 2차 유기물 제거 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 과산화수소 수용액 처리와 열처리를 2회 반복 처리하였다. 그리고 열처리가 완료된 부리 뼈는 볼밀(ball mill) 장치를 이용하여 900 nm 이하의 나노입자로 제조하였다. 인공합성 HA(Hydroxyapatite)는 입자크기가 400 nm 이하인 것을 시그마알드리치(Sigma-Aldrich)사로부터 구입하여 사용하였다.

오리 부리 뼈 나노입자 및 인공합성 HA 나노입자로 이루어진 다공성 세라믹 지지체는 스펀지 템플레이트 방법으로 제조하였다. 부리 뼈 나노입자와 인공합성 HA 나노입자를 40:60 중량％ 비율로 혼합하여 일정량의 바인더가 함유된 증류수에 분산시켜 세라믹 슬러리를 제조하였다. 이때 바인더로는 3 중량％ 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 3 중량％ 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose), 7 중량％ N,N-디메틸포름아미드(dimethylformamide), 5 중량％ 암모늄폴리아크릴레이트(ammonium polyacrylate)를 사용하였다. 그 다음 60 ppi 폴리우레탄 스펀지를 직경 10 mm, 높이 5 mm로 펀칭한 후 제조된 세라믹 슬러리로 코팅하였다. 코팅된 스펀지는 상온에서 24시간 동안 건조시킨 뒤 1,230℃에서 3시간 동안 소결하고 상기과정에서 제조된 세라믹 슬러리로 다시 한 번 반복 코팅한 후 같은 온도에서 소결하여 오리 부리 뼈 나노입자/인공합성 HA 나노입자로 이루어진 복합 다공성 지지체를 제조하였다. 제조된 오리 부리 뼈 나노입자/인공합성 HA 나노입자로 이루어진 복합 다공성 세라믹 지지체의 형태학적 특성을 SEM으로 관찰하여 도 8에 나타내었다. 제조된 세라믹 지지체는 오리 부리 뼈 나노입자와 인공합성 HA 나노입자가 잘 혼합되어 소결된 특징을 나타내었고, 300 ㎛ 이상의 기공들이 상호연결된 스펀지 구조와 동일한 다공특성이 나타남을 확인하였다.

실시예 5 : 오리 부리 뼈 나노입자가 혼합된 생체고분자 복합체 필름 제조

오리 부리 뼈의 회수 및 1차 전처리 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 수행하였다. 탈지 및 탈단백 공정인 2차 유기물 제거 공정은 실시예 1과 동일한 과정으로 과산화수소 수용액 처리와 열처리를 3회 반복 처리하였다. 그리고 열처리가 완료된 부리 뼈는 볼밀(ball mill) 장치를 이용하여 900 nm 이하의 나노입자로 제조하였다. 그리고 PLGA[poly(lactic-co-glycolic acid]는 젖산(lactic acid)과 글리콜산(glycolic acid)가 75:25 Mol％로 이루어진 생체고분자를 Ingelheim사로부터 구입하여 사용하였다.

오리 부리 뼈 나노입자가 혼합된 PLGA 복합체 필름은 용매캐스팅 방법으로 제조하였다. 먼저 PLGA 1 g을 10 mL의 디클로로메탄에 완전히 녹인 다음 0.1 g의 부리 뼈 나노입자를 PLGA 용액에 투입하여 균질기로 균일하게 분산시켰다. 이어서 테플론 몰드에 부리 뼈 나노입자가 함유된 PLGA 용액을 쏟아 붓고 상온에서 48시간 동안 건조하여 디클로로메탄을 증발시켰다. 증류수로 수차례 수세 한 다음 24시간 동안 진공 건조하여 최종 오리 부리 뼈 나노입자가 함유된 PLGA 유/무기 복합체 필름을 제조하였다. 제조된 오리 부리 뼈 나노입자가 함유된 PLGA 복합체 필름의 표면 형태학적 특성을 SEM으로 관찰하여 도 9에 나타내었다. 오리 부리 뼈 나노입자가 PLGA 고분자 기질에 잘 분산되어 유/무기 복합체 필름이 성공적으로 제조된 것을 확인하였다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

다음의 단계를 포함하는 가금류 부리 뼈 유래 천연 세라믹 분말의 제조방법:
(a) 가금류의 부리 뼈를 회수하는 단계;
(b) 회수된 가금류의 부리 뼈에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계;
(c) 가금류 부리 뼈에 함유되어 있는 지방 및 단백질을 제거하기 위하여 상기 가금류의 부리 뼈를 과산화수소 수용액에 침지하여 처리하는 단계;
(d) 상기 가금류 부리 뼈에 잔류된 유기물을 제거하기 위하여 상기 부리 뼈를 열처리하는 단계; 및
(e) 상기 열처리한 상기 가금류 부리 뼈를 분쇄하여 분말로 제조하는 단계.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 이물질의 제거는 가금류의 부리 뼈를 증류수에 침지한 다음 끓이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)는 5 - 50부피％의 과산화수소 수용액을 사용하여 60℃ 내지 100℃ 온도범위에서 6시간 - 72시간 동안 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d) 에서 열처리는 300℃ 내지 600℃ 온도범위에서 1시간 - 24시간 동안 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 단계 (d) 이후에 600℃ 내지 1,300℃의 온도 범위에서 1시간 - 20시간 동안 2차 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 가금류는 오리, 거위, 칠면조, 닭, 꿩, 메추리, 또는 타조인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (e)에서 가금류 부리 뼈 분말의 입경이 10 nm - 30 mm의 범위가 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 하는 방법.
다음의 단계를 포함하는 생체의료용 또는 산업용 천연 세라믹 재료를 제조하는 방법:
(a)′상기 제 1 항 기재 방법에 의해 가금류 부리 뼈 분말을 제조하는 단계; 및
(b)′(ⅰ) 상기 제조한 가금류 부리 뼈 분말, 또는 (ⅱ) 가금류 부리 뼈 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물을 성형하여 세라믹 재료를 제조하는 단계.
제 8 항에 있어서, 상기 이종의 세라믹은 천연 세라믹 또는 합성 세라믹인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 천연 세라믹은 동종골, 이종골, 자가골, 어류의 뼈 또는 폐각류 유래 세라믹인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 합성 세라믹은 하이드록시아파타이트, 제2인산칼슘, 제3인산칼슘, 제4인산칼슘, 지르코니아, 알루미나, 실리카, 유리 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)′에서의 성형은 상기 혼합물을 600℃ 내지 1,500℃의 온도 범위에서 1시간 - 10시간 동안 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)′는 (i) 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말; 또는 (ⅱ) 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물에 고분자를 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 고분자는 폴리에스테르계, 폴리이미드계, 폴리에테르계, 아라미드계, 폴리스타일렌계, 폴리프로필렌계, 폴리메틸메타아크릴레이트계, 폴리알킬렌나프탈레이트계, 폴리비닐알코올계, 아크릴수지, 고무수지, 페놀수지, 에폭시수지, 테프론계 고분자 및 이들의 공중합체; 폴리다이옥사논, 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프락톤, 락트산-글리콜산 공중합체, 글리콜산-트라이메틸카보네이트, 글리콜산-카프로락톤, 폴리글리코네이트, 폴리글락틴, 폴리아미노산, 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 이들의 혼합물 및 이들의 공중합체; 콜라젠, 젤라틴, 키틴/키토산, 알지네이트, 알부민, 히알루론산, 헤파린, 피브리노겐, 셀룰로오스, 덱스트란, 펙틴, 폴리라이신, 및 폴리에틸렌이민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)′에서의 성형은 유화법, 상분리법, 용매확산법, 압축법, 입자제거법, 액체질소법, 기포형성법, 고분자 스펀지 템플레이트법, 용융방사법, 용매 방사법, 습식 및 건식 방사법, 용융 성형법, 용매 성형법, 입자 첨가법, 컴퓨터 이용 설계 시스템을 이용한 프로토타이핑법, 또는 3차원 프린팅법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
(a)″ 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말; (b)″ 가금류 부리 뼈 유래 세라믹 분말 및 이종의 세라믹 분말의 혼합물; 또는 (c)″ 상기 (a)″의 분말 또는 (b)″의 분말 혼합물에 고분자를 첨가하여 혼합한 혼합물을 포함하는 생체의료용 또는 산업용 세라믹 재료.
제 16 항에 있어서, 상기 세라믹 재료는 비다공성 또는 다공성 재료로서, 상기 다공성 재료는 5-98%의 다공도를 가지며, 기공의 크기는 0.1 nm - 5 mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 재료.
제 16 항에 있어서, 상기 세라믹 재료는 블록, 필름, 필라멘트, 섬유, 멤브레인, 메쉬, 직포, 부직포, 니트, 과립, 입자, 플레이트, 볼트, 너트, 못 또는 이들의 혼합체의 형태인 것을 특징으로 하는 세라믹 재료.
제 16 항에 있어서, 상기 세라믹 재료는 약학적 활성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재료.
제 19 항에 있어서, 상기 약학적 활성물질은 덱사메타손, 콘드로이친 설페이트, 라이소자임, DNA, RNA, RGD 등의 단백질 유도체, 지질, 성장인자, 성장 호르몬, 펩타이드 의약품, 단백질 의약품, 소염진통제, 항암제, 항바이러스제, 성호르몬, 항생제, 항균제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재료.