KR20160091034A - Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof - Google Patents

Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20160091034A
KR20160091034A KR1020150011129A KR20150011129A KR20160091034A KR 20160091034 A KR20160091034 A KR 20160091034A KR 1020150011129 A KR1020150011129 A KR 1020150011129A KR 20150011129 A KR20150011129 A KR 20150011129A KR 20160091034 A KR20160091034 A KR 20160091034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
calcium
tcp
crystal
phosphate
macro
Prior art date
Application number
KR1020150011129A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101647951B1 (en
Inventor
장명철
김태형
Original Assignee
군산대학교산학협력단
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 군산대학교산학협력단 filed Critical 군산대학교산학협력단
Priority to KR1020150011129A priority Critical patent/KR101647951B1/en
Publication of KR20160091034A publication Critical patent/KR20160091034A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101647951B1 publication Critical patent/KR101647951B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/12Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2817Bone stimulation by chemical reactions or by osteogenic or biological products for enhancing ossification, e.g. by bone morphogenetic or morphogenic proteins [BMP] or by transforming growth factors [TGF]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2835Bone graft implants for filling a bony defect or an endoprosthesis cavity, e.g. by synthetic material or biological material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2400/00Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/12Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

The present invention relates to artificial bones and a method of manufacturing the same. The artificial bones comprise: macro tricalcium phosphate crystals having an average particle size of 1 to 100 m and rectangular plate-like crystals; nano-tricalcium phosphate (TCP) powder having a particle size of 1 to 200 m and lump-like crystals; mesopores having a diameter of 0.2 to 100 m; micropores having a diameter of 0.1 to 150 nm; and macropores having a diameter of 105 to 1,000 m. The mesopores, the micropores, and the macropores are three-dimensionally connected to each other and having an open pore passage formed therebetween. The purpose of the present invention is to provide the method of manufacturing artificial bones which are cost-effective as the method comprises a simple manufacturing procedure, and can easily mass-produce the bones which have enhanced mechanical strength and flexibility.

Description

습식 나노 TCP 분말 함유 인공골 및 이의 제조방법{Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wet nano TCP powder containing artificial bone and a method of manufacturing the same,

본 발명은 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate, TCP) 결정과 괴형의 나노 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate, TCP) 분말을 함유한 인공골 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 습식 공정에 의해 제조된 판상의 장방형 결정 구조를 가지는 매크로 트리칼슘포스페이트에 나노 크기의 트리칼슘포스페이트를 혼합하여 가공함으로써 압축강도 및 인장강도가 현저히 개선되어 다양한 용도로 사용될 수 있는 인공골 및 이의 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an artificial bone containing tricalcium phosphate (TCP) crystals, which are plate-like rectangular crystals, and a truncated calcium phosphate (TCP) powder, and a method for producing the same. More particularly, An artificial bone capable of being used for various purposes by significantly improving the compressive strength and tensile strength by mixing and processing nano-sized tricalcium phosphate into a macrocturine calcium phosphate having a plate-like rectangular crystal structure produced by a wet process .

일반적으로 골절 및 외상, 골종양 및 골손상 등으로 인하여 골조직이 손상된 경우, 그 부위에 골을 채워 신생골을 생성시킨다. 골 결손 부위의 회복을 위한 가장 보편적인 방법은 자가골을 이식하거나, 동종골 및 이종골 등을 이식하는 방법이 있다. 그러나 이러한 자가골 이식, 동종골 이식, 이종골 이식 등과 같은 골 이식 방법은 환자의 골결손부위 및 신체에 따라 생체 적합성 유무에 따른 각종 제약이 발생하는 문제점이 있다. Generally, when a bone tissue is damaged due to fracture, trauma, bone tumor, or bone damage, the bone is filled to create a new bone. The most common method for the recovery of bone defects is to implant autogenous bone, allografts, and xenografts. However, bone grafting methods such as autogenous bone graft, allograft bone grafting, and heterogeneous bone grafting have various problems due to biocompatibility depending on the bone defect site and body of a patient.

상기와 같이 환자의 골결손부위 및 신체특성에 따른 영향을 받지 않으면서도 골결손 부위를 보존하기 위한 방법으로 금속 또는 세라믹스 분말의 압축과 소결로 제조하는 분말야금법을 이용하여 인공골을 제조하여 골 결손 부위에 이식하고 있다. 이때, 골결손 부위에 알맞은 기공구조를 가지면서도 기계적 물성을 함께 가지도록 하는 것이 중요하다.As described above, a method for preserving a bone defect site without being affected by a bone defect site and physical characteristics of a patient is to manufacture an artificial bone using a powder metallurgy method, which is made by compression and sintering of a metal or ceramics powder, It is implanted in the defect site. At this time, it is important to have a proper pore structure for the bone defect site and to have mechanical properties together.

종래에는 인공골 물질로, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 이용한 것이 접착력이 강하기 때문에 많이 사용되고 있으나, 흡수성이 없는 생체 안정성인데다 뼈와의 화학적 결합을 이루지 못하기 때문에 장기적으로는 결합이 약화되고, 폴리메틸메타크릴레이트의 경화 반응시 발생하는 열이 80 ℃에 달해 주변 조직이 열에 민감한 신경계통의 치료에는 사용에 어려움이 있으므로, 주변조직과의 친화성이 우수하고 경화 반응시의 발열도 심하지 않은 무기계 재료가 대안으로 고려되고 있다. 특히, 시멘트가 수화반응을 하기 위해서는 각 반응물로부터 여러 이온성분들의 용해가 우선적으로 이루어지고 용해 이온들이 다시 반응을 하게 되는데, 이러한 측면에서 용해도가 높은 인산칼슘을 이용한 무기계 재료가 각광받고 있다Conventionally, poly (methyl methacrylate) (PMMA) has been widely used as an artificial bone material because of its strong adhesive strength. However, since it is biodegradable without absorbency and does not achieve chemical bonding with bone, Since the heat generated during the curing reaction of polymethyl methacrylate reaches 80 DEG C and the surrounding tissues are difficult to use in the treatment of the heat-sensitive nervous system, it has excellent affinity with the surrounding tissues, Inorganic materials are being considered as alternatives. Particularly, in order to hydrate the cement, the dissolution of various ionic components is preferentially performed from each reactant, and the dissolved ions react again. In view of this, an inorganic material using calcium phosphate having high solubility is attracting attention

인산칼슘계 물질은 치과 및 의학분야에서 대표적인 골 대체재료 중 하나로 널리 사용되고 있다. 그 중에서 인산칼슘계 골조성물은 높은 생체적합성, 우수한 생체활성, 자가 경화특성, 낮은 발열온도 및 우수한 성형성 등 여러가지 장점들로 인하여 각광받고 있으며, 인체에 사용하는 인공골로는 수산화아파타이트(Hydrpxyapatite, HA), 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate, TCP), 테트라칼슘포스페이트(Tetracalcium phosphate, TTCP), 디칼슘포스페이트 무수물(Dicalcium Phosphate Anhydrous, DCPA) 등이 있다.Calcium phosphate-based materials are widely used as a bone substitute material in dental and medical fields. Among them, calcium phosphate-based bone composition is attracting attention due to various advantages such as high biocompatibility, excellent bioactivity, autogenous curing property, low heat generation temperature and excellent moldability, and the artificial bone used for human body is hydrpxyapatite (HA ), Tricalcium phosphate (TCP), tetracalcium phosphate (TTCP), and dicalcium phosphate anhydrous (DCPA).

한편, 수산화아파타이트는 실제 뼈를 구성하는 무기성분과 결정학적, 화학적으로 유사하고 뼈와 직접 결합하는 특성이 있으나, 생체 내 낮은 용해성으로 인하여 계면에서 결합한 뼈가 더 이상 안으로 자라 들어가지 못해 완전히 뼈로 치환되지 못하고 끝까지 남아있는 단점이 있으나, 트리칼슘포스페이트(TCP)는 뼈와 직접 결합한다는 특성은 수산화아파타이트와 비슷하지만 생체 내에서 점점 용해되어 결국 없어지는 특성을 지녀 인공골 재료로 각광받고 있다.On the other hand, apatite hydroxide is similar in crystallinity and chemistry to inorganic components constituting actual bones and has a property of binding directly to bones. However, due to low solubility in vivo, bones bonded at the interface can not grow inward, (TCP) binds directly to bones, but it is similar to apatite hydroxide, but dissolves gradually in vivo and eventually disappears, and it is attracting attention as an artificial bone material. However, there is a disadvantage that tricalcium phosphate (TCP)

대한민국 등록특허 제0807108호에는 생체 이식시 골형성을 촉진시키는 골이식재 또는 골세포지지체로 이용될 수 있도록 인산삼칼슘 전구체, 기공 전구체, 젤라틴 용액 및 분산매를 이용하여 마크로 크기의 기공을 포함하는 구형의 다공성 β-인산삼칼슘 구형 과립을 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제04460685호에는 분말로 이루어진 일인산칼슘 또는 10중량%의 인산3칼슘이 포함된 일인산칼슘과 마그네슘이 포함된 화합물을 조성하고, 가압성형하여 성형물을 만들고 상기 성형물을 소결처리하여 인공골 충진재를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 상기와 같은 방법들은 단위입자의 크기가 지나치게 커 실제로 적용하였을 경우에 충분한 정도의 치밀도 및 강도를 제공하지 못한다는 단점이 있다.Korean Patent No. 0807108 discloses a method for producing a bone graft comprising a spherical shape including macro-sized pores using a tricalcium phosphate precursor, a pore precursor, a gelatin solution and a dispersion medium so as to be used as a bone graft material or a bone- Discloses a method for producing spherical granules of porous calcium? -Phosphate, and Korean Patent No. 04460685 discloses a method for producing spherical granules of calcium? -Phosphate, which comprises calcium monophosphate powder or calcium monofluorophosphate containing 10 wt% A method of producing an artificial bone filler by sintering the formed body by forming a compact by press molding is disclosed. However, the above methods have problems in that the size of unit particles is too large, And strength can not be provided.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 간단한 공정을 포함하여 비용효율적이고, 대량생산이 용이하며, 기계적 강도 및 휨성이 향상된 인공골의 제조방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a method for manufacturing an artificial bone including a simple process, which is cost effective, easy to mass-produce, and improved in mechanical strength and warpage.

본 발명은 상술한 과제를 달성하기 위하여 The present invention has been made to solve the above-

평균 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛이며 결정형이 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정, 및 입자의 크기가 1 내지 200 nm이며 결정형이 괴형인 나노 트리칼슘포스페이트 분말을 혼합하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 및 A macrotricalcium phosphate crystal having an average particle size of 1 to 100 占 퐉 and a crystal form of which is a plate-like rectangular crystal, and a nanotriccium phosphate powder having a particle size of 1 to 200 nm and a crystal form of a mass are mixed and pressed to manufacture a molded article ; And

상기 성형체를 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법을 제공한다.And firing the formed body. The present invention also provides a method of manufacturing an artificial bone.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 상기 나노 트리칼슘포스페이트 분말 5 내지 15 중량부로 함유될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, 5 to 15 parts by weight of the nanotriccium phosphate powder may be contained in 10 parts by weight of the macrotriccium phosphate crystal.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 성형체는 입자의 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the molded body may further include dry macro-beta-tricalcium phosphate powder having a particle size of 50 to 500 mu m.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말은 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부로 함유될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dry macro-β-tricalcium phosphate powder may be contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight of the macrocturine calcium phosphate crystal.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 길이 대 너비의 비가 1:1 내지 10:1이며, 너비 대 두께의 비가 1:0.1 내지 1:1인 판상의 장방형 결정 구조일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the macrocturine calcium phosphate crystal may be a plate-shaped rectangular crystal structure having a length-to-width ratio of 1: 1 to 10: 1 and a width to thickness ratio of 1: 0.1 to 1: have.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 길이가 1 내지 100 ㎛이며, 너비가 1 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 50 ㎛인 판상의 장방형 결정 구조일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the macrocturine calcium phosphate crystal may be a plate-shaped rectangular crystal structure having a length of 1 to 100 탆, a width of 1 to 50 탆, and a thickness of 0.1 to 50 탆.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 나노 트리칼슘포스페이트 결정은 산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계; 상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및 상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 30 내지 40 ℃에서 인산과 교반시켜 침전시켜 인산칼슘 분말 슬러리를 제조한 뒤, 60 내지 95 ℃로 가온하여 10 내지 60분 동안 교반하는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nanotriccium phosphate crystal may be prepared by hydrating a calcium oxide to produce calcium hydroxide; Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And precipitating the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved by stirring at 30 to 40 캜 with phosphoric acid at a pH of 4.8-5.5 to prepare a calcium phosphate powder slurry, heating the mixture to 60 to 95 캜 and stirring for 10 to 60 minutes; ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계; 상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및 상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 60 내지 95 ℃에서 인산과 교반시켜 인산칼슘 분말을 제조한 뒤, 2-300 시간 동안 정치하여 판상의 장방형 결정 구조로 성장시키는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the macrocturine calcium phosphate crystal may be prepared by hydrating a calcium oxide to produce calcium hydroxide; Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And stirring the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved with phosphoric acid at a pH of 4.8-5.5 at 60 to 95 ° C to prepare a calcium phosphate powder, and allowing the calcium phosphate powder to stand for 2-300 hours to grow into a plate-like rectangular crystal structure ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트는 탄산칼슘을 800 내지 1180 ℃에서 하소하여 산화칼슘을 제조한 뒤, 280 내지 320 ℃로 서서히 냉각시킨 다음 CaHPO4를 혼합하여 분쇄하고 400 내지 700 ℃에서 30분 내지 3시간 동안 유지시켜 제조될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dry macro-β-tricalcium phosphate is prepared by calcining calcium carbonate at 800 to 1,180 ° C. to prepare calcium oxide, then slowly cooling the mixture to 280 to 320 ° C., and then mixing CaHPO 4 And maintaining the temperature at 400 to 700 ° C for 30 minutes to 3 hours.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 성형체는 열분해성 수지로 이루어진 비드를 더 포함할 수 있는데, 상기 열분해성 수지는 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리디벤젠, 폴리비닐피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 퍼퓨릴알콜, 폴리아크릴아미드, 페놀-알데히드 수지, 우레아-알데히드 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, According to an embodiment of the present invention, the molded body may further include a bead made of a thermally decomposable resin, wherein the thermally decomposable resin is at least one of polyimide, polyacrylonitrile, polystyrene, polydibenzene, polyvinylpyridine, polypyrrole, A phenol-aldehyde resin, and a urea-aldehyde resin, and may be at least one selected from the group consisting of polythiophene, polyaniline, furfuryl alcohol, polyacrylamide,

상기 열분해성 수지로 이루어진 비드는 입자 크기가 100 내지 1000 ㎛일 수 있다.The beads made of the thermally decomposable resin may have a particle size of 100 to 1000 mu m.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 성형체는 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 열분해성 수지로 이루어진 비드 1 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the molded body may contain 1 to 50 parts by weight of beads made of a thermally decomposable resin, with respect to 10 parts by weight of the macrotri calcium phosphate crystal.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 성형체는 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TCHP), 하이드록시아파타이트(HAp) 및 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the shaped body is formed from anhydrous calcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetra calcium dihydrogenphosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TCHP), hydroxyapatite (HAp) And calcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD).

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 소성은 700-1180 ℃ 범위에서 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the firing may be performed in a range of 700 to 1180 ° C.

또한, 본 발명은 평균 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛이며 결정형이 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정; 입자의 크기가 1 내지 200 nm이며 결정형이 괴형인 나노 트리칼슘포스페이트 분말; 직경이 0.2-100 ㎛인 메조기공; 직경이 0.1-150 nm인 마이크로기공 및 직경이 105-1000 ㎛인 매크로 기공을 포함하며, The present invention also relates to a macrocturine calcium phosphate crystal having an average particle size of 1 to 100 占 퐉 and a crystal form of a rectangular plate-like rectangular crystal; A nanotriccium phosphate powder having a particle size of 1 to 200 nm and a crystal form of a mass; A mesopore having a diameter of 0.2-100 탆; Micropores having a diameter of 0.1 to 150 nm and macropores having a diameter of 105 to 1000 탆,

상기 메조기공, 마이크로기공 및 매크로기공은 서로 3차원적으로 연결되어 열린기공통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인공골을 제공한다.Wherein the mesopores, micropores and macropores are three-dimensionally connected to each other to form open pore channels.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인공골은 매크로 트리칼슘포스페이트 10 중량부에 대하여 나노 트리칼슘포스페이트 분말 5 내지 15 중량부로 함유되며, According to one embodiment of the present invention, the artificial bone is contained in 5 to 15 parts by weight of nanotriac calcium phosphate powder per 10 parts by weight of macrocturine calcium phosphate,

비표면적이 60-100 m2/g 이며, 다공도가 50-70 %일 수 있다.A specific surface area of 60-100 m 2 / g, and a porosity of 50-70%.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인공골은 입자의 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함할 수 있는데, 상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트는 매크로 트리칼슘포스페이트 10 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부로 함유될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the artificial bone may further include dry macro-beta-tricalcium phosphate powder having a particle size of 50 to 500 mu m, wherein the dry macro-beta-tricalcium phosphate is macrotriccium phosphate May be contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인공골은 매크로 트리칼슘포스페이트 결정의 80% 이상이 일축정렬되고, 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 사이에 나노 트리칼슘포스페이트 입자가 존재하는 구조일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the artificial bone may be a structure in which at least 80% of the macrocturine calcium phosphate crystals are unilaterally aligned and the nanotriccium phosphate particles are present between the macrotric calcium phosphate crystals.

본 발명에 따른 매크로 트리칼슘포스페이트에 나노 트리칼슘포스페이트를 포함하는 인공골 또는 매크로 칼슘포스페이트, 나노 트리칼슘포스페이트 및 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트를 포함하는 인공골은 인공골은 메조기공, 마이크로기공 및 매크로기공이 서로 3 차원적으로 얽혀 생물체의 뼈조직과 유사한 다공질을 나타내며, 판상의 장방형 매크로 트리칼슘포스페이트의 80% 이상이 일축으로 정렬되고, 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 사이에 나노 트리칼슘포스페이트 입자가 존재하는 구조를 나타내어, 종래의 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 및 나노 트리칼슘포스페이트로 제조된 인공골에 비하여 인장강도가 크게 증가시킬 수 있으므로, 시편의 크기가 크거나, 높은 수준의 인장강도를 요구하는 골격의 골 시멘트 및 인공뼈로 적용이 가능하며, 체내 이식 도는 골접합 시술에 있어서 우수한 골 재생특성을 나타낸다. The artificial bone including nanotriccium phosphate in the macro tricrate calcium phosphate according to the present invention or the artificial bone including macro calcium phosphate, nanotriccium phosphate and dry macro? -Tricalcium phosphate can be used as meso pores, Macro pores are three-dimensionally intertwined with each other to exhibit a porous structure similar to the bone tissue of an organism. More than 80% of the plate-like rectangular macrotriccium phosphate is aligned on one axis, and nanotriccium phosphate particles are present between macrotric calcium phosphate crystals And the tensile strength can be greatly increased as compared with artificial bones made of the conventional dry macro-beta-tricalcium phosphate and nanotriccium phosphate. Therefore, the size of the test piece is large or the tensile strength is required to be high The skeletal bone is applied as cement and artificial bone. And transplantation of the body shows excellent bone regeneration properties in the bone joining procedure.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 TCP를 제조하는 반응장치를 도식화하여 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 사각 및 원형 시편의 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 매크로 트리칼슘포스페이트의 X선 회절분석(XRD) 결과이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 매크로 트리칼슘포스페이트의 전자주사현미경 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 매크로 트리칼슘포스페이트의 시간에 따른 결정 성장을 확인한 전자주사현미경 이미지이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 인공골의 전자주사현미경 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 인공골의 전자주사현미경 이미지이다.
도 9는 본 발명의 비교예 1에 따른 인공골의 전자주사현미경 이미지이다.
1 is a schematic diagram of a reaction apparatus for producing TCP according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an image of square and circular specimens produced according to Example 1 of the present invention. Fig.
FIG. 3 is an X-ray diffraction (XRD) result of Macrotriccium Phosphate prepared according to the present invention.
4 is an electron micrograph of macrotric calcium phosphate prepared according to the present invention.
FIG. 5 is an electron microscope image showing the crystal growth of macro tricrate calcium phosphate according to the present invention over time. FIG.
Figs. 6 and 7 are electron microscope images of the artificial bone according to the first embodiment of the present invention. Fig.
8 is an electron microscope image of the artificial bone according to the fourth embodiment of the present invention.
9 is an electron micrograph of an artificial bone according to Comparative Example 1 of the present invention.

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

본 발명은 평균 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛이며 결정형이 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정, 및 입자의 크기가 1 내지 200 nm이며 결정형이 괴형인 나노 트리칼슘포스페이트 분말을 혼합하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 및 상기 성형체를 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a microtitre calcium phosphate crystal having an average particle size of 1 to 100 占 퐉 and a crystal form of which is a plate-shaped rectangular crystal, and a nanotriccium phosphate powder having a particle size of 1 to 200 nm and a crystal- Producing a shaped body; And firing the molded body. The present invention also provides a method of manufacturing an artificial bone.

본 발명에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate, 이하, 'TCP'라 한다) 결정은 습식 공정에 의해 제조된 것으로, 길이 대 너비의 비가 1:1 내지 10:1이며, 너비 대 두께의 비가 1:0.1 내지 1:1인 판상의 장방형 결정구조일 수 있고, 상기 나노 TCP는 괴형(덩어리 형태)일 수 있다.According to the present invention, the tricalcium phosphate (hereinafter, referred to as TCP) crystals are produced by a wet process and have a length to width ratio of 1: 1 to 10: 1, and a width to thickness May be a plate-like rectangular crystal structure with a ratio of 1: 0.1 to 1: 1, and the nano-TCP may be in a lump shape.

본 발명에 있어서 상기 평균은 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 100 개에 대하여 길이가 긴 축을 측정하여 나타낸 평균으로, 매크로 트리칼슘포스페이트 결정의 제조 시 결정 성장시간에 따라 평균 입자의 크기가 달라질 수 있다. In the present invention, the average is an average of long axis of macrotric calcium phosphate crystals, which are plate-shaped rectangular crystals, measured by a long axis, and the average particle size differs according to the crystal growth time during the production of the macrocturic calcium phosphate crystal .

종래 기술에 따라 매크로 크기의 건식 β-TCP로만 인공골이 제조되었을 경우, 충분한 정도의 치밀도를 제공하지 못하며, 그 강도특성이 현저히 저하된다. 한편, 나노 크기의 TCP로만 인공골이 제조되었을 때는 높은 치밀도를 가지므로, 인공골의 강도 역시 증가되지만, 휨성이 크게 저하되어 충격에 의해 쉽게 부서지는 부작용이 발생할 수 있다. According to the prior art, when an artificial bone is produced only with a dry β-TCP of macro-size, it does not provide a sufficient degree of compactness, and its strength characteristics are significantly deteriorated. On the other hand, when artificial bone is manufactured only with nano-sized TCP, since the artificial bone has a high density, the strength of the artificial bone is also increased, but the bending property is greatly reduced,

이에, 본 발명의 발명자들은 건식 매크로 β-TCP 및 나노 TCP를 포함하여 인공골을 제조함으로써 인공골의 치밀도를 증가시키면서도, 휨성을 개선하여 두개골 등의 골시멘트에 적용이 가능한 β-TCP 블록을 제조한 바 있다. 그러나, 상기 건식 매크로 β-TCP 및 나노 TCP를 포함하는 인공골은 인공골의 치밀도와 휨성은 개선되었음에도 불구하고, 구강 안면 골시멘트를 비롯하여 큰 크기의 시편을 제작하기에는 여전히 인장강도가 부족하다는 문제가 있었다. Accordingly, the inventors of the present invention have found that a β-TCP block that can be applied to a bone cement such as a skull by improving the denseness of an artificial bone by producing an artificial bone including a dry macro β-TCP and a nano- Respectively. However, although the artificial bone including the dry macro-β-TCP and the nano-TCP has improved denseness and warpability of the artificial bone, there is still a problem that the tensile strength is still insufficient for manufacturing a large size specimen including the oral facial bone cement there was.

반면, 습식 공정에 의해 제조된 매크로 TCP에 습식 공정에 의해 제조된 나노 TCP를 포함하여 인공골을 제조하면, 매크로 TCP의 단단한 결정구조 표면에 나노 TCP가 들러붙어 고온고상반응(Solid state interaction)이 일어나고, 나노 TCP 사이에서 고상응축반응(Solid state condensation)이 일어나, 매크로 TCP 표면에 나노 TCP가 그래뉼 형상으로 붙어있는 TCP 블록이 형성되게 된다. 또한, 성형체를 제조하는 과정에서 판상의 장방형 매크로 TCP의 80% 이상이 일축 정렬되어 마치 벽돌을 쌓는 형상으로 다층으로 정렬되는 특징을 가지며, 상기 매크로 TCP 층 사이에 나노 TCP가 그래뉼 형상으로 잘 분산되어 존재하는 TCP 블록을 형성하게 된다. 이와 같은 구조로 인하여 종래의 인공골에 비하여 압축강도 및 인장강도가 크게 향상되고, 휨성이 우수하여 높은 인장강도를 요구하는 부위에 적용이 가능하다. On the other hand, when an artificial bone is prepared by wet processing with nano-TCP prepared by a wet process, nano-TCP adheres to the surface of the solid crystal structure of macro TCP and solid state interaction Solid state condensation occurs between the nano-TCPs, and a TCP block is formed on the surface of the macro-TCP, with the nano-TCPs attached to the granules. In addition, in the process of manufacturing the molded body, at least 80% of the plate-shaped rectangular macroscopic TCP is uniaxially aligned and arranged in multiple layers as if the bricks are piled up. The nano TCPs are well dispersed in the granular form between the macro TCP layers To form an existing TCP block. Due to such a structure, compressive strength and tensile strength are greatly improved as compared with conventional artificial bones, and it is applicable to a region requiring high tensile strength because of excellent bending property.

또한, 상기 구조로 인하여, 시편의 상하면과 측면의 압축강도 및 인장강도에 차이가 발생될 수 있다.In addition, due to the above structure, a difference in compressive strength and tensile strength between the upper and lower surfaces of the specimen may occur.

한편, 일반적으로 TCP 블록은 제작되는 시편의 크기가 커질수록 압축강도 및 인장 강도가 저하된다. 따라서, 종래 방법에 따른 TCP 블록은 시편의 크기를 크게 만드는데 제한이 있었으나, 본 발명의 인공골의 제조방법에 따르면, 매크로 TCP 및 나노 TCP를 포함하여 제조됨으로써, 지름이 30 cm를 초과하는 큰 크기의 시편을 제작하더라도 압축강도가 300 내지 350 MPa을 나타낼 수 있다. 상기와 같이, 시편의 크기를 크게 제조할 수 있다면, 커다란 인공골 구조물의 제작 및 3차원 프린팅 기법을 이용한 세공이 가능하므로 산업화가 용이하다.On the other hand, in general, as the size of the specimen to be manufactured becomes larger, the compressive strength and the tensile strength of the TCP block are lowered. Therefore, according to the method of manufacturing artificial bone of the present invention, since the TCP block according to the conventional method has a limitation on making the size of the specimen large, it can be manufactured by including the macro TCP and the nano TCP, The compressive strength may be 300 to 350 MPa. As described above, if the size of the specimen can be made large, it can be easily industrialized because it can be manufactured using a large artificial bone structure and a three-dimensional printing technique.

본 발명에 의하면, 상기 매크로 TCP 결정 10 중량부에 대하여 상기 나노 TCP 분말 5 내지 15 중량부로 함유될 수 있는데, 바람직하게는 매크로 TCP 결정 10 중량부에 대하여 상기 나노 TCP 분말 8 내지 12 중량부로 함유될 수 있다. 상기 범위인 것이 인장강도 및 압축강도가 우수하면서도 휨성이 우수한 인공골 시편을 제조하기에 바람직하다.According to the present invention, 5 to 15 parts by weight of the nano-TCP powder may be contained relative to 10 parts by weight of the macro-TCP crystal. Preferably, 8 to 12 parts by weight of the nano- . The above range is preferable for producing an artificial bone specimen having excellent tensile strength and compressive strength and excellent bending property.

본 발명에 의하면, 상기 성형체는 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함할 수 있다. According to the present invention, the shaped body may further comprise dry macro-beta-tricalcium phosphate powder having a size of 50 to 500 mu m.

상기 건식 매크로 β-TCP 분말은 결정형이 불규칙한 것이 특징으로, 매크로 TCP 결정 10 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부로 함유될 수 있다. 상기 건식 매크로 β-TCP 분말이 상기 범위를 초과하여 함유되는 경우에는 압축강도 및 인장강도가 저하될 수 있으며, 상기 범위 미만으로 함유되는 경우에는 압축강도 및 인장강도가 증가가 미미하거나 없으므로 바람직하지 않다. The dry macro-β-TCP powder is irregular in crystal form and may be contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight of the macro TCP crystal. When the dry macro-β-TCP powder is contained in an amount exceeding the above range, the compressive strength and the tensile strength may be lowered. When the dry macro-β-TCP powder is contained in the above range, the compressive strength and the tensile strength increase are small .

상기 성형체에 건식 매크로 β-TCP 분말이 함유되면, 매크로(판상)- 나노(괴형)-건식 매크로(불규칙 결정) TCP가 혼합되어 있는 3차원 복합체를 형성하게 되어 압축강도 및 인장강도를 5 내지 50% 향상시킬 수 있으며, 휨성이 증가되어 바람직하다. When the dried macro-beta-TCP powder is contained in the molded body, a three-dimensional complex in which macroscopic (plate-like) -nano (dry) -dry macros (irregularly shaped) TCP is mixed is formed and the compressive strength and tensile strength are adjusted to 5 to 50 %, And warpage is increased, which is preferable.

본 발명에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 길이 대 너비의 비가 1:1 내지 10:1이며, 너비 대 두께의 비가 1:0.1 내지 1:1인 판상의 장방형 결정일 수 있는데, 바람직하게는 길이 대 너비의 비가 1.5:1 내지 7:1이며, 너비대 두께의 비가 1:0.4 내지 1:1일 수 있다.According to the present invention, the macrocturine calcium phosphate crystal may be a plate-like rectangular crystal having a ratio of length to width of 1: 1 to 10: 1 and a ratio of width to thickness of 1: 0.1 to 1: 1, To width-to-width ratio of 1.5: 1 to 7: 1, and the ratio of width to thickness may be 1: 0.4 to 1: 1.

상기 장방비가 1.5 미만이면, 매크로 트리칼슘포스페이트 결정이 일축 정렬되기 어려워 인장강도가 저하될 수 있으며, 상기 장방비가 7을 초과하는 경우에는 습식공정에 의해 제조되는 비율이 적어 경제적이지 않다. If the elongation ratio is less than 1.5, the macrotric calcium phosphate crystals are unlikely to be uniaxially aligned, so that the tensile strength may be lowered. If the elongation ratio exceeds 7, the ratio is not economically low due to the wet process.

본 발명에 있어서, 상기 장방비는 길이 대 너비의 비를 의미한다. In the present invention, the aspect ratio means a ratio of length to width.

본 발명에 의하면, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 길이가 1 내지 100 ㎛이며, 너비가 1 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 50 ㎛인 판상의 장방형 결정일 수 있다. 상기 매크로 트리칼슘포스페이트의 길이가 1 ㎛ 미만인 경우에는 판상의 장방형 결정이 형성되기 어려우며, 100 ㎛를 초과하는 경우에는 결정성장에 걸리는 시간이 오래 소요되는 반면, 인장강도의 증가율은 미미하므로 경제성이 없다. According to the present invention, the macrotric calcium phosphate may be a plate-like rectangular crystal having a length of 1 to 100 탆, a width of 1 to 50 탆, and a thickness of 0.1 to 50 탆. When the length of the macrocturine calcium phosphate is less than 1 탆, the plate-shaped rectangular crystals are difficult to form. When the length exceeds 100 탆, the time required for crystal growth takes a long time, but the increase rate of tensile strength is insufficient .

한편, 상기 나노 TCP 결정은 산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계; 상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및 상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 30 내지 40 ℃에서 인산과 교반시켜 침전시켜 인산칼슘 분말 슬러리를 제조한 뒤, 60 내지 95 ℃로 가온하여 10 내지 60분 동안 교반하는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다. Meanwhile, the nano-TCP crystal may be prepared by hydrating and reacting calcium oxide to produce calcium hydroxide; Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And precipitating the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved by stirring at 30 to 40 캜 with phosphoric acid at a pH of 4.8-5.5 to prepare a calcium phosphate powder slurry, heating the mixture to 60 to 95 캜 and stirring for 10 to 60 minutes; ≪ / RTI >

구체적으로, 상기 산화칼슘은 탄산칼슘을 800 내지 1180 ℃의 고온에서 1 내지 3시간 동안 하소하여 산화칼슘을 얻은 뒤, 이를 250 내지 350 ℃로 서냉시킨 상태에서 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조할 수 있다. 상기 수산화칼슘을 증류수에서 5 내지 7시간 동안 혼련(stirrer mixing)시키면 해리되어 칼슘이온이 제조될 수 있다. 상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 이산화탄소 비함유 분위기의 pH 4.8-5.5의 30 내지 40 ℃에서 인산과 교반하여 공침반응시켜 인산칼슘 분말 슬러리를 제조한다.Specifically, the calcium oxide may be calcined by calcining the calcium carbonate at a high temperature of 800 to 1180 ° C for 1 to 3 hours to obtain calcium oxide, and then hydrating the calcium carbonate by slow cooling to 250 to 350 ° C to produce calcium hydroxide. When the calcium hydroxide is stirred in distilled water for 5 to 7 hours, calcium ions can be produced by dissociation. The aqueous solution in which the calcium ions are dissolved is subjected to a coprecipitation reaction with phosphoric acid at 30 to 40 캜 at a pH of 4.8-5.5 in an atmosphere free of carbon dioxide to prepare a calcium phosphate powder slurry.

상기 반응을 이산화탄소 비함유 분위기에서 수행하는 것은, Ca2 + 또는 Ca 화합물은 주위 환경 중의 CO2와 쉽게 반응하는 성질을 가지고 있어, 이산화탄소와 반응에 의해 생성된 탄산칼슘은 β-TCP 결정화에 방해요인으로 작용될 수 있기 때문이다. 따라서, 이산화탄소가 제거된 질소, 아르곤 또는 진공환경에서 반응을 수행하는 것이 바람직하며, 반응에 사용되는 물은 탄산이 제거된 초순수 또는 2차 이상의 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.It is to carry out the reaction in the carbon dioxide-free atmosphere, Ca 2 +, or Ca compounds it has a nature to easily react with CO 2 in the environment, the calcium carbonate is disturbance to the β-TCP crystallization generated by the carbon dioxide and the reaction As shown in Fig. Therefore, it is preferable to carry out the reaction in a nitrogen, argon or vacuum environment in which carbon dioxide has been removed, and it is preferable to use ultrapure water or a second or more distilled water from which carbonic acid has been removed.

상평형을 이루어 생성되는 물질의 최적 범위는 pH 조건에 따라 달라질 수 있는데, pH 4.2 이하에서는 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)가 가장 안정한 상으로서 최다량 형성되고, pH 5.5 이상인 경우에서는 하이드록시아파타이트 (HAp)가 가장 안정하여 최다량 형성되며, pH 4.2 내지 4.8 사이의 범위에서는 β-TCP, HAp, 옥타칼슘 포스페이트(OCP), α-트리칼슘포스페이트(α-TCP) 및 테트라칼슘 포스페이트(TTCP)의 혼합상이 형성된다. 또한 본 발명에 따라 pH 환경을 4.8 내지 5.5로 형성하였을 경우에는 다량의 β-TCP가 형성되어 과포화를 이룬 뒤 석출된다. 첨가되는 인산의 양을 면밀히 조절함으로써 이러한 pH 범위를 설정할 수 있지만, 대량화된 공정에서는 메뉴얼화된 용량으로써 간편하게 이를 구현할 수 있다.The optimum range of the phase equilibrium material may vary depending on the pH condition. When the pH is less than 4.2, dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD) forms the most stable phase, HAp, octacalcium phosphate (OCP), a-tricalcium phosphate (? -TCP) and tetra (? - TCP) are most stable in the pH range of 4.2 to 4.8, A mixed phase of calcium phosphate (TTCP) is formed. Also, when the pH environment is set to 4.8 to 5.5 according to the present invention, a large amount of? -TCP is formed and supersaturated after supersaturation. This pH range can be set by closely controlling the amount of phosphoric acid added, but this can easily be achieved with manual capacity in a massive process.

상기 60 내지 95 ℃로 가온하여 10 내지 60분 동안 교반시키면, 용해도, 반응 및 석출의 수율이 우수하므로 바람직하다. When the mixture is heated to 60 to 95 ° C and stirred for 10 to 60 minutes, it is preferable since the yield of the solubility, reaction and precipitation is excellent.

상기 반응에 의해 생성된 나노 TCP는 이산화탄소 비함유 분위기 및 20 내지 125 ℃의 온도에서 2 내지 48 시간 동안 건조시키는 단계를 더 포함하여 제조될 수 있으며, 상기 온도범위는 예시에 불과하며, 이산화탄소와 접촉시키지 않는 분위기라면 제한은 없다. The nano-TCP produced by the above reaction may be prepared by further comprising drying in a carbon dioxide-free atmosphere and a temperature of 20 to 125 ° C for 2 to 48 hours, and the temperature range is only an example, and contact with carbon dioxide There is no limit to the atmosphere.

또한, 상기 나노 TCP는 우레탄수지, 폴리아크릴레이트 수지, 파라핀왁스, 폴리에틸렌 왁스 및 지방산아미드로 이루어진 군 중에서 선택되는 비수성 코팅 조성물로 코팅시켜 본 발명의 인공골 제조에 사용될 수 있다. The nano-TCP may be coated with a non-aqueous coating composition selected from the group consisting of a urethane resin, a polyacrylate resin, a paraffin wax, a polyethylene wax, and a fatty acid amide to be used in the artificial bone preparation of the present invention.

상기 나노 TCP는 서로 응집하는 특성을 나타내기도 하는데, 상기 나노 TCP를 상기 비수성 코팅물로 코팅시켜 표면을 비수성으로 개질시키면 분산성이 향상되어, 매크로 TCP와 혼합했을 때에도 나노 TCP끼리 뭉치는 현상이 없이 매크로 TCP 사이로 비교적 고르게 분산시킬 수 있어, 균일한 강도 및 휨성을 가지는 인공골을 제조할 수 있다. 한편, 상기 비수성 코팅물은 소성반응으로 소결되는 것이 바람직하다.When the nano-TCP is coated with the non-aqueous coating to modify the surface to be non-aqueous, the dispersibility of the nano-TCP is improved. Even when mixed with macro TCP, It is possible to disperse the macroscopically uniformly between the macro-TCPs, thereby making artificial bones having uniform strength and warpage. On the other hand, it is preferable that the non-aqueous coating is sintered by a firing reaction.

한편, 상기 매크로 TCP 결정은 산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계; 상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및 상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 60 내지 95 ℃에서 인산과 교반시켜 인산칼슘 분말을 제조한 뒤, 2-300 시간 동안 정치하여 판상의 장방형 결정 구조로 성장시키는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조될 수 있다. Meanwhile, the macro TCP crystal is prepared by hydrating a calcium oxide to produce calcium hydroxide; Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And stirring the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved with phosphoric acid at a pH of 4.8-5.5 at 60 to 95 ° C to prepare a calcium phosphate powder, and allowing the calcium phosphate powder to stand for 2-300 hours to grow into a plate-like rectangular crystal structure ≪ / RTI >

상기 온도 범위 미만에서는 목적하고자 하는 판상의 장방형 결정 구조가 형성되기 어려우며 인장강도가 낮은 결정이 제조되고, 상기 온도 범위를 초과하는 경우에는 TCP의 용해도가 높아 매크로 크기로 성장시키기 어렵다. If the temperature is lower than the above temperature range, the plate-like rectangular crystal structure is hardly formed and crystals having a low tensile strength are produced. If the temperature range is exceeded, the solubility of TCP is high and it is difficult to grow into a macro size.

한편, 상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트는 탄산칼슘을 1000 내지 1800 ℃에서 하소하여 산화칼슘을 제조한 뒤, 280 내지 320 ℃로 서서히 냉각시킨 다음 CaHPO4를 혼합하여 분쇄하고 280 내지 320 ℃에서 30분 내지 3시간 동안 유지시켜 제조될 수 있다.The dry macro-β-tricalcium phosphate is prepared by calcining calcium carbonate at 1000 to 1800 ° C. to prepare calcium oxide, cooling slowly at 280 to 320 ° C., and then CaHPO 4 is mixed and pulverized. Min to 3 hours.

본 발명에 따르면, 상기 인공골의 소성은 700-1180 ℃ 범위에서 수행될 수 있는데, 소성 온도가 상기 범위를 초과하면, 트리칼슘포스페이트가 β-TCP에 비하여 기계적 강도 및 화학적 안정성이 떨어지는 고온형인 α-TCP로 상전이 될 수 있으므로 바람직하지 않다. According to the present invention, the firing of the artificial bones can be performed at a temperature in the range of 700 to 1180 ° C. If the firing temperature is in excess of the above range, the high-temperature type α-lactic acid having a lower mechanical strength and chemical stability than tricalcium phosphate -TCP, which is undesirable.

상기 범위를 초과하는 온도에서 소성하면, 이를테면 1500 ℃로 소성하면 알파화된 트리칼슘포스페이트가 제조될 수 있으며, 상기 인공골의 그레인 성장이 이루어져 기공이 축소될 수 있어 원하는 크기보다 작은 기공이 만들어질 수 있다. 상기 기공의 크기가 축소되면, 경도 및 강도가 향상될 수 있으나, 휨성이 떨어져 충격에 의해 파손되기 쉬워 바람직하지 않다. 또한, 기공이 축소되는 것을 감안하여 상기 성형체를 제조한다 하더라도, 기공이 축소되는 정도를 조절하기 어려우므로 상기 권고 범위에서 소결하는 것이 바람직하다.When baking at a temperature exceeding the above range, for example, baking at 1500 ° C, alpha-tricalcium phosphate can be produced, and grain growth of the artificial bone can be performed to reduce pores, thereby forming pores smaller than the desired size . If the size of the pores is reduced, the hardness and strength can be improved, but it is not preferable because it is deflected by the impact due to the bending property. In addition, even if the formed body is manufactured in consideration of reduction in pore size, it is difficult to control the degree of reduction of the pore. Therefore, it is preferable to sinter in the recommended range.

본 발명에 따르면, 본 발명의 인공골이 좀더 생체골과 유사한 구조를 가져 효율적으로 골재생이 이루어질 수 있도록, 상기 성형체는 열분해성 수지로 이루어진 비드를 더 포함시켜 제조할 수 있다. 상기 열분해성 수지로 이루어진 비드는 상기 소결온도 범위 미만에서 열에 의해 분해되는 것이 바람직하고, 상기 분해에 의하여 매크로 기공이 생성될 수 있다. According to the present invention, the molded body may be manufactured by further including a bead made of a thermally decomposable resin so that the artificial bone of the present invention has a structure similar to that of a living body bone, so that bone regeneration can be efficiently performed. The beads made of the thermally decomposable resin are preferably decomposed by heat at a temperature lower than the sintering temperature range, and macropores can be generated by the decomposition.

상기 비드의 모양은 매크로 기공을 형성시키기 위한 것이면 특별히 제한은 없다. The shape of the beads is not particularly limited as long as it is for forming macropores.

상기 열분해성 수지는 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리디벤젠, 폴리비닐피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 퍼퓨릴알콜, 폴리아크릴아미드, 페놀-알데히드 수지 및 우레아-알데히드 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있는데, 상기 비드는 입자 크기가 110 내지 1000 ㎛의 범위일 수 있다. 입자크기가 상기 범위를 초과하면, 소결에 의해 생성되는 매크로기공의 크기가 너무 커 원하는 강도 및 휨성을 가지는 인공골을 제조하기 힘드므로 바람직하지 않다.Wherein the thermally decomposable resin is at least one selected from the group consisting of polyimide, polyacrylonitrile, polystyrene, polydibenzene, polyvinylpyridine, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, furfuryl alcohol, polyacrylamide, phenol-aldehyde resin and urea-aldehyde resin The beads may have a particle size in the range of 110 to 1000 mu m. If the particle size exceeds the above range, it is not preferable because the size of macropores produced by sintering is too large to produce artificial bones having desired strength and warpage properties.

또한, 상기 성형체에 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 상기 비드 1 내지 50 중량부를 더 포함하여 소결될 수 있는데, In addition, the molded body may further include 1 to 50 parts by weight of the beads relative to 10 parts by weight of the macrocturine calcium phosphate crystals,

비드의 함량이 상기 범위 미만이면, 비드를 넣지 않고 제조방법에 의해 제조되는 인공골과 특성의 차이가 크지 않고, 상기 비드의 함량이 상기 범위를 초과하여 첨가되면, 지나치게 많은 매크로 기공이 형성되어 충분한 정도의 치밀도를 제공하지 못하여 그 강도 특성이 현저하게 저하된 인공골이 제조될 수 있어 바람직하지 않다. 반면, 상기 범위인 것이 비표면적이 60-100 m2/g 이며, 다공도가 50-70 %이면서, 매크로-메조-나노 기공으로 이루어진 계층적 다공성을 가지는 인공골이 형성되어, 생체골과 유사한 특성을 나타내므로, 체내에 시술하였을 때 우수한 골 재생성을 나타낼 수 있다.  If the content of the beads is less than the above range, there is not a large difference between the properties of the artificial bones produced by the production method without adding beads, and when the content of the beads is more than the above range, too much macropores are formed The artificial bone having a remarkably reduced strength characteristic can be produced, which is not preferable. On the other hand, in the above range, the artificial bone having a hierarchical porosity composed of macro-meso-nanopores is formed with a specific surface area of 60-100 m 2 / g and a porosity of 50-70% It can exhibit excellent bone regeneration when it is implanted in the body.

또한, 상기 성형체는 TCP의 단일 성분으로 이루어질 수 있으나, 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TCHP), 하이드록시아파타이트(HAp) 또는 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)을 더 포함하여 제조될 수도 있다. 상기 나열된 성분들은 인공골 제재로 통상적으로 선택될 수 있는 것으로서, 본 발명을 재현 또는 구현하려는 당업자는 필요에 의해 본 발명에 따른 제조방법 중 일부를 선택적으로 제한함으로써, 이들 성분을 포함시키거나 포함시키지 않을 수 있고, 본 발명은 이러한 추가적인 성분의 포함에 의해 제한되지는 않는다. The molded body may be composed of a single component of TCP, but may be made of anhydrous calcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetracalcium dihydrogenphosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TCHP), hydroxyapatite (HAp) Or dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD). Those skilled in the art, who wish to reproduce or implement the present invention, may selectively include some of the manufacturing methods according to the present invention as necessary to include or exclude these components And the present invention is not limited by the inclusion of such additional ingredients.

상기 제조방법에 의해 제조되는 인공골은 평균 입자 크기가 0.5 내지 100 ㎛인 매크로 β-TCP; 입자의 크기가 1 내지 200 nm인 나노 β-TCP; 직경이 0.2-100 ㎛인 메조기공; 및 직경이 0.1-150 nm인 마이크로기공을 포함할 수 있다. The artificial bone produced by the above-mentioned production method is macroscopically β-TCP having an average particle size of 0.5 to 100 μm; Nano-β-TCP having a particle size of 1 to 200 nm; A mesopore having a diameter of 0.2-100 탆; And micropores having a diameter of 0.1-150 nm.

또한, 인공골의 휨성, 압축강도 및 인장강도를 향상시키기 위하여, 입자의 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트는 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 10 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부로 함유될 수 있다. In order to improve the warpage, compressive strength and tensile strength of the artificial bone, dry macro-beta-tricalcium phosphate powder having a particle size of 50 to 500 mu m may be further included. At this time, the dry macro-β-tricalcium phosphate may be contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight of the macroctric calcium phosphate.

또한, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리디벤젠, 폴리비닐피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 퍼퓨릴알콜, 폴리아크릴아미드, 페놀-알데히드 수지, 우레아-알데히드 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 열분해성 수지로 이루어진 비드를 포함하여 성형체를 제조하고 가소하면, 상기 좀더 생체골과 유사한 구조를 가지며, 효율적으로 골재생이 이루어질 수 있도록 매크로기공을 더 포함된 인공골을 제공할 수 있다. 상기 매크로 기공은 직경이 105-1000 ㎛일 수 있다. Further, it is also possible to select from the group consisting of polyimide, polyacrylonitrile, polystyrene, polydibenzene, polyvinylpyridine, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, furfuryl alcohol, polyacrylamide, phenol-aldehyde resin and urea-aldehyde resin The present invention can provide an artificial bone having macropores more efficiently so as to have a structure similar to that of a living body bone and to enable efficient bone regeneration have. The macropore may have a diameter of 105-1000 mu m.

상기 매크로기공, 메조기공, 마이크로 기공은 서로 3차원적으로 연결되어 열린기공통로를 형성하며, 생물체의 뼈 조직과 유사한 다공질을 나타낸다. 또한, 판상의 장방형 매크로 트리칼슘포스페이트 결정의 80% 이상이 일축 정렬되고, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 사이에 나노 트리칼숨포스페이트 입자가 잘 분산되어 존재함으로써 마치 벽돌과 벽돌 사이를 접착제로 접착시킨 특징을 나타내어 인장강도 및 압축강도를 크게 향상시킬 수 있다. 상기 구조로 인공골의 상하면과 측면의 인장강도 및 압축강도가 상이할 수 있다. The macropores, mesopores, and micropores are three-dimensionally connected to each other to form open pore channels, and exhibit similar porosity to the bone tissue of the organism. In addition, 80% or more of the plate-shaped rectangular macrotriccium phosphate crystals are unilaterally aligned, and nanotrie calcium phosphate particles are well dispersed among the macrotric calcium phosphate, so that the bricks and the bricks are bonded with an adhesive The tensile strength and the compressive strength can be greatly improved. The tensile strength and the compressive strength of the upper and lower surfaces of the artificial bone may differ.

상기 인공골은 압축강도가 300-350 MPa이며, 비틀림강도가 10-15 kg/f이고, 파괴인성강도가 2-4 MPa/m½를 나타내어 종래의 방법에 따라 제조된 인공골에 비하여 현저히 향상된 인공골이 생성되었음을 확인할 수 있다.
The artificial bone has a compressive strength of 300-350 MPa, a torsional strength of 10-15 kg / f, and a fracture toughness of 2-4 MPa / m ½ , which is remarkably improved as compared with the artificial bone produced by the conventional method It can be confirmed that the artificial bone is formed.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

제조예Manufacturing example 1. 매크로 크기의 건식 β- 1. Macro-sized dry β- TCPTCP 제조 Produce

CaCO3를 900 ℃에서 공기 중에서 2 시간 동안 하소하여 CaO 분말을 얻었다. 상기 CaO를 서냉시켜 CaHPO4를 혼합하고, 600 ℃에서 1 시간 동안 유지시켜 제조하였다.
CaCO 3 was calcined at 900 ° C for 2 hours in air to obtain a CaO powder. The CaO was slowly cooled, mixed with CaHPO 4 , and maintained at 600 ° C for 1 hour.

제조예Manufacturing example 2. 나노  2. Nano TCPTCP 제조 Produce

CaCO3를 1100 ℃에서 2 시간 동안 하소하여 CaO 분말을 얻었다. 이를 300 ℃까지 서냉한 후, 수화반응으로 Ca(OH)2를 제조하였다. 상기 Ca(OH)2를 이산화탄소 비함유 분위기의 증류수 하에서 6시간 동안 혼련시켜 Ca2 + 자유이온이 용해된 수용액을 제조하였다. TCP 조성에 상당하는 적정량의 PO4 3 - 이온이 용해된 인산 수용액을 제조하였다. pH미터와 마스터 플렉스 펌프를 이용하여 Ca2 + 자유이온이 용해된 수용액과 인산 수용액을 각각 반응기에 공급하여 pH 5.0 및 37 ℃에서 교반시킴으로써 침전물을 형성시켰다. 반응기의 pH는 그대로 두고, 반응 온도를 90℃로 승온시킨 뒤 1시간 동안 교반하고, 건조하여 입자의 크기가 1-200 nm 범위이고, 입자의 형태가 괴형인 나노 TCP를 제조하였다.
CaCO 3 was calcined at 1100 ° C for 2 hours to obtain CaO powder. After cooling to 300 ° C, Ca (OH) 2 was prepared by hydration. The Ca (OH) 2 was kneaded for 6 hours under distilled water in a carbon dioxide-free atmosphere to prepare an aqueous solution in which Ca 2 + free ions were dissolved. An aqueous solution of phosphoric acid in which a proper amount of PO 4 3 - ion corresponding to the TCP composition was dissolved was prepared. A pH meter and a Masterplex pump were used to feed the aqueous solution in which the Ca 2 + free ions dissolved and the aqueous phosphoric acid solution, respectively, to the reactor and stirred at pH 5.0 and 37 ° C to form precipitates. The pH of the reactor was maintained at the same temperature, the reaction temperature was raised to 90 ° C, and the mixture was stirred for 1 hour and dried to prepare nano-TCP having a particle size of 1-200 nm and a particle size of not less than 20 nm.

제조예Manufacturing example 3. 매크로  3. Macro TCPTCP 제조 1. Manufacturing 1.

CaCO3를 1100 ℃에서 2 시간 동안 하소하여 CaO 분말을 얻었다. 이를 300 ℃까지 서냉한 후, 수화반응으로 Ca(OH)2를 제조하였다. 상기 Ca(OH)2를 이산화탄소 비함유 분위기의 증류수 하에서 6시간 동안 혼련시켜 Ca2 + 자유이온이 용해된 수용액을 제조하였다. TCP 조성에 상당하는 적정량의 PO4 3 - 이온이 용해된 인산 수용액을 제조하였다. pH미터와 마스터 플렉스 펌프를 이용하여 Ca2 + 자유이온이 용해된 수용액과 인산 수용액을 각각 pH 5.0 및 90 ℃의 반응기에 공급하고 교반없이 정치 성장시켜 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛ 범위이고, 판상의 장방형 결정 구조를 가지는 매크로 TCP를 제조하였다.
CaCO 3 was calcined at 1100 ° C for 2 hours to obtain CaO powder. After cooling to 300 ° C, Ca (OH) 2 was prepared by hydration. The Ca (OH) 2 was kneaded for 6 hours under distilled water in a carbon dioxide-free atmosphere to prepare an aqueous solution in which Ca 2 + free ions were dissolved. An aqueous solution of phosphoric acid in which a proper amount of PO 4 3 - ion corresponding to the TCP composition was dissolved was prepared. An aqueous solution in which Ca 2 + free ions were dissolved and a phosphoric acid aqueous solution were fed to a reactor at pH 5.0 and 90 ° C using a pH meter and a master flex pump, respectively, and the mixture was allowed to undergo a static growth without stirring to form particles having a size of 1 to 100 μm, Macro TCP having a rectangular crystal structure was prepared.

제조예Manufacturing example 4. 매크로  4. Macro TCPTCP 제조 2. Manufacturing 2.

결정생성 반응 시 반응온도를 90 ℃ 대신에 80 ℃에서 반응한 것을 제외하고, 제조예 3의 방법으로 매크로 TCP를 제조하였다.
Macro TCP was prepared by the method of Production Example 3, except that the reaction temperature was changed at 80 캜 instead of 90 캜 in the crystal formation reaction.

제조예Manufacturing example 5. 매크로  5. Macros TCPTCP 제조 3. Manufacturing 3.

결정생성 반응 시 반응온도를 90 ℃ 대신에 70 ℃에서 반응한 것을 제외하고, 제조예 3의 방법으로 매크로 TCP를 제조하였다.
Macro TCP was prepared by the method of Production Example 3, except that the reaction temperature was changed at 70 캜 instead of 90 캜 in the crystal formation reaction.

제조예Manufacturing example 6. 매크로  6. Macro TCPTCP 제조 4. Manufacturing 4.

결정생성 반응 시 반응온도를 90 ℃ 대신에 55 ℃에서 반응한 것을 제외하고, 제조예 3의 방법으로 매크로 TCP를 제조하였다.
Macro TCP was prepared by the method of Production Example 3, except that the reaction temperature was changed at 55 ° C instead of 90 ° C during the crystal formation reaction.

제조예Manufacturing example 7. 매크로  7. Macros TCPTCP 제조 5. Manufacturing 5.

결정생성 반응 시 반응온도를 90 ℃ 대신에 37 ℃에서 반응한 것을 제외하고, 제조예 3의 방법으로 매크로 TCP를 제조하였다. 37 ℃에서는 판상의 장방형 결정 구조가 형성되지 않았다.
Macro TCP was prepared by the method of Preparation Example 3, except that the reaction temperature was changed at 37 캜 instead of 90 캜 in the crystal formation reaction. No plate-shaped rectangular crystal structure was formed at 37 占 폚.

실시예Example 1. One.

상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 3.5 g을 첨가하고, 폴리스티렌 비드 2 g을 첨가하고 볼밀로 혼합하였다. 상기 혼합물을 일축가압 성형하여 TCP 블록을 만들었다. 상기 TCP 블록을 석영관 전기로에서 800 ℃로 3시간 동안 1차 소성하였다. 상기 1차 소결로 폴리스티렌 비드가 소결되어 매크로기공이 만들어졌으며, 매크로 TCP 및 나노 TCP가 얽혀 메조기공 및 마이크로 기공이 생성되었다. 이후, 이를 일부 잘라내어 1050 ℃의 머플로(muffle)에서 12 시간 동안 추가 소결하여 강도가 향상된 인공골을 제조하였다.
3.5 g of the nano-TCP prepared in Preparation Example 2 was added to 3.5 g of the macro-TCP prepared in Preparation Example 3, 2 g of polystyrene beads were added and mixed by a ball mill. The mixture was uniaxially pressed to form a TCP block. The TCP block was firstly fired at 800 DEG C for 3 hours in a quartz tube electric furnace. The first sintered polystyrene beads were sintered to form macropores, and macro-TCP and nano-TCP were entangled to produce mesopores and micropores. After that, a part of the sintered body was cut out and further sintered in a muffle at 1050 ° C for 12 hours to produce an improved artificial bone.

실시예Example 2. 2.

상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 1.8 g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.8 g of the nano-TCP prepared in Preparation Example 2 was added to 3.5 g of the macro TCP prepared in Preparation Example 3.

실시예Example 3. 3.

상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 5.2 g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5.2 g of the nano TCP prepared in Preparation Example 2 was added to 3.5 g of MacroTCP prepared in Preparation Example 3.

실시예Example 4.  4.

상기 제조예 1에서 제조된 건식 매크로 β-TCP 35.0 g, 상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 3.5 g을 첨가하고, 폴리스티렌 비드 2 g을 첨가하고 볼밀로 혼합하였다. 상기 혼합물을 일축가압 성형하여 TCP 블록을 만든 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
35.0 g of the dry macro β-TCP prepared in Preparation Example 1 and 3.5 g of the nano-TCP prepared in Preparation Example 2 were added to 3.5 g of the macro TCP prepared in Preparation Example 3, 2 g of polystyrene beads were added thereto, Lt; / RTI > An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture was uniaxially pressed to form a TCP block.

비교예Comparative Example 1. One.

건식 매크로 β-TCP 35.0 g 및 나노 TCP 3.5 g을 첨가하여 TCP 블록을 만든 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that 35.0 g of dry macro-TCP and 3.5 g of nano-TCP were added to make a TCP block.

비교예Comparative Example 2. 2.

상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 1 g을 첨가하여 TCP 블록을 만든 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 g of the nano-TCP prepared in Preparation Example 2 was added to 3.5 g of the macro TCP prepared in Preparation Example 3 to prepare a TCP block.

비교예Comparative Example 3. 3.

상기 제조예 3에서 제조된 매크로 TCP 3.5 g에 상기 제조예 2에서 제조된 나노 TCP 6 g을 첨가하여 TCP 블록을 만든 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 인공골을 제조하였다.
An artificial bone was prepared in the same manner as in Example 1, except that 6 g of the nano-TCP prepared in Preparation Example 2 was added to 3.5 g of the macro-TCP prepared in Preparation Example 3 to make a TCP block.

시험예Test Example 1.  One. XRDXRD 분석 analysis

제조예 1 및 제조예 2에 따른 TCP를 X선 회절(X-ray Diffraction; XRD)로 분석하였으며, 이를 하기 도 3에 나타내었다. The TCP according to Production Example 1 and Production Example 2 was analyzed by X-ray diffraction (XRD), which is shown in FIG.

참고예 1(blue line)은 제조예 2에 따라 90 ℃에서 습식방법으로 합성한 나노 TCP 분말을 80 ℃에서 하소하여 제조한 분말의 XRD 결과로, 도 3을 참고로 하면, 제조예 2에 따라 습식방법으로 합성한 뒤, 800 ℃로 하소한 참고예 1는 건식 방법으로 900 ℃로 하소하여 제조한 β-TCP인 제조예 1(black line)과 결정도가 유사하였다. 이는 습식방법으로 합성한 TCP 분말 또는 결정이 높은 반응성을 가지고 있어 낮은 온도로 처리하여도 좋은 결정상의 β-TCP가 얻어짐을 의미한다.Reference Example 1 (blue line) shows XRD results of powders prepared by calcining nano TCP powders synthesized by wet method at 90 ° C according to Production Example 2 at 80 ° C. Referring to FIG. 3, Reference Example 1 calcined at 800 ° C after the synthesis by wet method had similar crystallinity to Production Example 1 (black line) of β-TCP produced by calcination at 900 ° C by a dry method. This means that the TCP powder or crystal synthesized by the wet method has a high reactivity and thus β-TCP of crystal phase which can be treated at a low temperature is obtained.

한편, 참고예 2(green line)는 37 ℃에서 습식 합성한 아파타이트 분말의 XRD 결과로, 나노분말의 집합체가 무정형에 가까운 결정상태를 보인다. 즉, 아파타이트성 TCP라 함은 이같은 나노 HAp와 TCP 상의 혼합상태를 의미한다. 도 3을 참고로 하면, 제조예 2(red line)는 DCPA 상과 아파타이트성 TCP(TCP/HAp) 상이 함께 발달해 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 습식으로 합성한 나노 TCP 분말이 XRD를 측정하는 과정에서 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 상변화가 일어나기 때문에 발생되는 현상으로, 공기 중에 노출되는 시간이 길어짐에 따라 측정되는 XRD 상의 종류 및 강도가 점차 달라지는 것을 확인하였다. 또한, 화살표로 표시한 피크가 XRD 측정시간 및 측정 횟수에 따라서 시료의 건조로 점차 강도가 강해졌다. On the other hand, Reference Example 2 (green line) shows a crystalline state in which the aggregate of nanopowder is nearly amorphous as a result of XRD of the apatite powder synthesized by wet synthesis at 37 ° C. That is, the apatite TCP means a mixed state of the nano HAp and the TCP. Referring to FIG. 3, it can be confirmed that the DCPA phase and the apatite TCP (TCP / HAp) phase are developed together in Production Example 2 (red line). This is because the nano-TCP powder synthesized by wetting absorbs carbon dioxide in the process of measuring XRD and the phase change occurs, and the type and intensity of the XRD phase are gradually changed Respectively. In addition, the peak indicated by the arrow gradually increased in intensity due to the drying of the sample depending on the XRD measurement time and the number of times of measurement.

구체적으로, 습식방법으로 합성된 TCP 분말 또는 결정은 TEM 측정을 위해 그리드에 놓고 진공도를 높이면, 측정 중 결정상 패턴(ED 전자선회절패턴)이 변화하고 결정모양도 변화하여 나중에는 없어지는 것을 확인하였다. 즉, 습식방법에 의해 제조된 매크로 및 나노 TCP 결정은 상온 상압 상태에서만 정의되고, 공기 중의 이산화탄소의 농도, 습도, 온도 등에 따라 크게 변화하였다. 또한 건식방법에 의해 제조된 TCP 라 하더라도 물에 닿는 순간 반응하여 결정상이 변화하기 시작하였다. Specifically, the TCP powder or crystal synthesized by the wet method was found to be changed to a crystal phase pattern (ED electron diffraction pattern) during the measurement by increasing the degree of vacuum by placing it on a grid for TEM measurement and changing the crystal shape to disappear later. That is, the macro and nano TCP crystals prepared by the wet method are defined only at room temperature and atmospheric pressure, and vary greatly depending on the concentration, humidity, temperature, and the like of carbon dioxide in the air. Also, even if the TCP was fabricated by the dry method, the crystal phase began to change due to the instantaneous reaction with water.

최종적으로 인공골로 사용되는 TCP 분말은 물과 섞었을 때의 시간에 따른 강도증가와 이에 걸리는 경화시간이 매우 중요한 시술변수이고, 일반 경화로 딱딱한 뼈성분으로 안정된 후, 점차 시간의 흐름에 따라 혈액 중 골 신진대사가 일어나 성분이 서서히 녹아나오면서 인체골로 전환되는 것이 목표이다. 이는 치아나 뼈가 식사 등의 영양공급과 운동에 의한 효과로 좋은 뼈로 형상과 근력이 유지되는 것을 생체모방해 나가는 것이다. Finally, TCP powder used as an artificial bone is a very important procedure parameter to increase the strength according to time with mixing with water and the hardening time it takes. It is stabilized as hard bone component by general hardening, Bone metabolism occurs and the ingredients slowly dissolve into the goal of being converted into the human body. This means that the teeth and bones mimic that the shape and strength of the bones are maintained by the effects of nutrition and exercise such as eating.

본 발명에 따른 매크로 TCP 결정은 결정의 크기가 커짐과 동시에 강도를 크게 증진시켰으며, 매크로 TCP 결정의 80%이상이 일축 정렬되고, 매크로 TCP 사이에 나노 TCP가 잘 분산되어 부착됨으로써, 강도가 우수하고 작업성이 좋은 인공뼈를 만들 수 있었다.
The macro-TCP crystals according to the present invention have a large crystal size and a large increase in strength. More than 80% of the macro-TCP crystals are uniaxially aligned and the nano-TCPs are well dispersed between the macro-TCPs, And made artificial bones with good workability.

시험예Test Example 2. 주사전자 현미경이미지 분석 2. Scanning electron microscope image analysis

본 발명의 제조예 3에 따른 매크로 TCP를 전자주사현미경으로 촬영하였으며, 이를 하기 도 4 및 도 5에 나타내었다. 매크로 TCP는 정치 시간의 증가에 따라 결정의 크기가 커지면서 판상의 장방형 결정으로 성장하는 것을 확인하였다. Macro-TCP according to Production Example 3 of the present invention was photographed using an electron-scanning microscope, which is shown in FIGS. 4 and 5. Macro TCP was found to grow into a plate - shaped rectangular crystal with a larger crystal size with an increase in the settling time.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 인공골을 전자주사현미경으로 촬영하였으며, 이를 하기 도 6 내지 도 8에 나타내었다.Next, an artificial bone according to an embodiment of the present invention was photographed by an electron-scanning microscope, which is shown in FIGS. 6 to 8. FIG.

도 6은 실시예 1에 따른 인공골의 전자주사현미경 이미지로, 성형 및 소결한 뒤, 매크로 TCP에 나노 TCP가 잘 분산되어 소결되면서 치밀한 조직을 형성하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7을 참고로 하면, 판상의 매크로 TCP가 벽돌을 쌓듯 서로 붙어있고, 그 사이를 나노 TCP가 접착제처럼 붙어 있는 형상을 확인할 수 있다. 한편, 도 8은 실시예 4에 따른 인공골의 전자 주사현미경으로 판 모양의 장방형 매크로 TCP 사이에 나노 TCP가 치밀하게 엉겨있는 모습을 볼 수 있다. 이러한 특징들은 인공골의 강도가 크게 향상시키는 요인이 되는 것을 강도 실험을 통해 확인하였다.FIG. 6 is an electron microscope image of the artificial bone according to Example 1, and after molding and sintering, it is confirmed that nanotach is well dispersed in macro TCP and sintered to form a dense structure. In addition, referring to FIG. 7, it can be seen that the plate-like macro TCPs are attached to each other like bricks, and the shape of the nano-TCPs adhered therebetween is shown. 8 is a scanning electron microscope of an artificial bone according to Example 4, in which nano TCPs are closely packed between plate-shaped rectangular macroscopic TCPs. These characteristics were confirmed by the strength test that the strength of the artificial bone was greatly improved.

한편, 도 9는 비교예 1에 따른 인공골의 이미지로, 실시예 1 또는 4에 따른 인공골에 비하여 나노 TCP의 분산이 잘 이루어지지 못하고 건식 매크로 β-TCP 표면에 국부적으로 존재하는 것을 확인할 수 있다.
9 is an image of the artificial bone according to Comparative Example 1. It can be seen that the nano-TCP is not well dispersed in comparison with the artificial bone according to Example 1 or 4 and locally exists on the surface of the dry macro β-TCP have.

시험예Test Example 3. 압축강도 테스트  3. Compression strength test

Chow의 방법에 따라 압축강도를 시험하였다(L. C. Chow, S. Takagi, and E. Perry, Diametral Tensile Strength and Compressive Strength of a Calcium Phosphate Cement: Effect of Applied Pressure, J. Biomed. Material Research, 53(3) 511-517, 2000). 압축강도 시험용 시료는 다이아몬드 줄톱으로 잘라 10mm x 5mm x 70mm 크기의 시편으로 가공하여 압축강도 시험을 위한 ASTM C39 규격에 맞추었다. 실린더 시료의 끝부분은 400 내지 600번 샌드페이퍼로 마감하였다. 압축 스피드(overhead speed)는 0.5 mm/min였다. MTS Synergie 100 machine (MTS System Corp., Eden Prairie, MN)를 사용하였고, 압축판과 시료 사이에 시편의 미끄럼 방지를 위한 젖은 타올을 한 장 깔았다. Testworks 4 software (MTS Corp.)로 데이터가 기록되었다.
Chow's method (LC Chow, S. Takagi, and E. Perry, Diametral Tensile Strength and Compressive Strength of a Calcium Phosphate Cement: Effect of Applied Pressure, J. Biomed. Material Research, 53 ) 511-517, 2000). Compressive strength test specimens were cut into 10 mm x 5 mm x 70 mm specimens cut with a diamond string to meet the ASTM C39 standard for compressive strength testing. The end of the cylinder sample was sanded with 400 to 600 sandpaper. The overhead speed was 0.5 mm / min. An MTS Synergie 100 machine (MTS System Corp., Eden Prairie, MN) was used, and a wet towel was placed between the compression plate and the sample to prevent specimen slippage. Data was recorded with Testworks 4 software (MTS Corp.).

시험예Test Example 3.1 제조온도에 따른 압축강도 3.1 Compressive strength according to manufacturing temperature

TCP 제조 온도에 따른 인공골의 소결강도를 측정하였으며, 이를 하기 도 10에 나타내었다. 도 10을 참고로 하면, TCP 제조시 온도가 높을수록 소결강도가 향상되었으며, 55 ℃에서는 50 미만의 강도를 나타내었다. 따라서, 70 ℃ 이상, 바람직하게는 90 ℃에서 TCP를 성장시키는 것이 우수한 것을 확인하였다.
The sintering strength of the artificial bone according to the TCP manufacturing temperature was measured and is shown in Fig. Referring to FIG. 10, the sintering strength was improved as the temperature was increased at the time of TCP production, and the strength was less than 50 at 55 ° C. Therefore, it was confirmed that it is preferable to grow TCP at 70 캜 or higher, preferably 90 캜.

시험예Test Example 3.2. 나노  3.2. Nano TCPTCP 및 매크로  And macro TCPTCP 함량에 따른 압축강도 Compressive strength according to content

매크로 TCP 및 나노 TCP의 함량에 따른 압축강도를 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 매크로 TCP의 함량은 4 g을 이용하였다. 하기 표 1을 참고로 하면, 압축강도는 매크로 TCP에 대하여 나노 TPC의 함유량에 대하여 큰 영향을 받지 않는 것을 확인하였다. 한편, 비교예 1의 압축강도는 106 MPa로 측정되었다. The compressive strengths according to the contents of macro TCP and nano TCP were measured and are shown in Table 1 below. The content of macro-TCP was 4 g. Referring to the following Table 1, it was confirmed that the compressive strength was not greatly influenced by the content of nano-TPC with respect to macro TCP. On the other hand, the compressive strength of Comparative Example 1 was measured at 106 MPa.

습식나노TCP(g)Wet nano-TCP (g) 1One 22 44 66 88 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 158158 160160 162162 163163 165165

시험예Test Example 3.3. 건식 매크로 β- 3.3. The dry macro- TCPTCP 함량 및 매크로  Content and Macro TCPTCP 함량 및  Content and 성형압에To the molding pressure 따른 압축강도 Compressive strength

나노 TCP에 따른 건식 매크로 β-TCP 함량 및 성형압에 따른 압축강도를 측정하였으며, 이를 하기 도 11에 나타내었다. 건식 매크로 β-TCP는 20 g을 고정으로 사용하였으며, 나노 TCP 함량을 변화하여 실시하였다. 도 11의 가로축은 시편 중에 함유된 나노 TCP의 함량이다.  The dry macroscopic β-TCP content according to nano-TCP and the compressive strength according to the molding pressure were measured and are shown in FIG. The dry macro-β-TCP was fixed at 20 g and the nano-TCP content was varied. The horizontal axis in Fig. 11 is the content of nano-TCP contained in the specimen.

도 11을 참고로 하면, 성형압이 높을수록 압축강도가 우수하였다. 한편, 건식 매크로 β-TCP에 대하여 시편 중의 나노 TCP의 함량은 10 대 1의 비율이 가장 좋았으며, 그 이상으로 나노 TCP의 함량을 늘린다 하더라도 압축강도는 크게 향상되지 않았다.
Referring to Fig. 11, the higher the forming pressure, the better the compressive strength. On the other hand, the content of nano-TCP in the sample was the best in dry macro-β-TCP in the ratio of 10 to 1, and the compressive strength was not greatly improved even if the content of nano-TCP was increased.

시험예Test Example 4.  4. 인장강도The tensile strength 테스트  Test

시험예Test Example 4.1. 상하면 및 측면에 따른  4.1. Top and bottom side 인장강도The tensile strength

원형시편을 각각 가로 및 세로로 잘라 상하면과 측면의 인장강도를 측정하였으며, 이를 하기 도 12에 나타내었다. 본 발명에 따른 인공골은 상하면의 인장강도가 측면의 인장강도보다 20 내지 40% 높은 것을 확인하였다.
The circular specimens were cut horizontally and vertically, respectively, and the tensile strengths of the upper and lower surfaces were measured, which is shown in Fig. It has been confirmed that the tensile strength of the artificial bone according to the present invention is 20 to 40% higher than that of the side surface.

시험예 4.2. 인장강도 테스트Test Example 4.2. Tensile strength test

실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 따른 인공골의 인장강도를 측정하였으며, 이를 하기 표 2에 나타내었다. The tensile strengths of artificial bones according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were measured and are shown in Table 2 below.

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 12.412.4 8.58.5 12.612.6 12.112.1 5.15.1 6.76.7 12.712.7

표 2에 나타낸 바와 같이, 매크로 TCP와 혼합되는 나노 TCP의 함량이 증가될수록 인장강도는 향상되는 결과를 확인하였다. 그러나 나노 TCP의 함량이 매크로 TCP 1 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만인 경우인 비교예 2는 나노 TCP의 함량이 너무 적어 종래의 인공골에 비하여 인장강도가 크게 향상되지 않는 것을 확인하였다. 또한 나노 TCP의 함량이 매크로 TCP 1 중량부에 대하여 1.5 중량부를 초과하는 비교예 3의 경우에는 나노 TCP의 증가에도 불구하고 인장강도의 향상률이 적었으며, 오히려 휨성은 감소되는 것을 확인하였다. 따라서 매크로 TCP 1 중량부에 대하여 나노 TCP가 0.5 내지 1.5의 비율로 함유되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 매크로 TCP 대 나노 TCP의 함량이 1:0.9 내지 1.2의 비율로 함유되는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
As shown in Table 2, the tensile strength was improved as the content of nano-TCP mixed with macro TCP was increased. However, in Comparative Example 2 where the content of nano-TCP was less than 0.5 part by weight with respect to 1 part by weight of macro-TCP, it was confirmed that the content of nano-TCP was too small and the tensile strength was not significantly improved as compared with the conventional artificial bone. In addition, in the case of Comparative Example 3 in which the content of nano-TCP was more than 1.5 parts by weight based on 1 part by weight of macro TCP, it was confirmed that the improvement rate of tensile strength was small, and the bending property was reduced. Therefore, it is preferable that the nano-TCP is contained in a ratio of 0.5 to 1.5 with respect to 1 part by weight of macro-TCP, more preferably, the content of macro-TCP to nano-TCP is in a range of 1: 0.9 to 1.2 .

Claims (19)

평균 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛이며 결정형이 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정, 및 평균 입자의 크기가 1 내지 200 nm이며 결정형이 괴형인 나노 트리칼슘포스페이트 분말을 혼합하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 및
상기 성형체를 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
A macrotricalcium phosphate crystal having an average particle size of 1 to 100 占 퐉 and a crystal form of a plate-like rectangular crystal, and a nanotriccium phosphate powder having an average particle size of 1 to 200 nm and a crystal form of a mass are mixed and pressed, Producing; And
And firing the formed body.
제1항에 있어서,
상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 상기 나노 트리칼슘포스페이트 분말 5 내지 15 중량부로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nanotriac calcium phosphate powder is contained in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 10 parts by weight of the macro tricrate calcium phosphate crystal.
제1항에 있어서,
상기 성형체는 입자의 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the shaped body further comprises dry macro-beta -triccium phosphate powder having a particle size of 50 to 500 mu m.
제3항에 있어서,
상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말은 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 50 내지 120 중량부로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the dry macro-β-tricalcium phosphate powder is contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight of the macrocturine calcium phosphate crystal.
제1항에 있어서,
상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 길이 대 너비의 비가 1:1 내지 10:1이며, 너비 대 두께의 비가 1:0.1 내지 1:1인 판상의 장방형 결정인 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the macrocturic calcium phosphate crystals are plate-shaped rectangular crystals having a length to width ratio of 1: 1 to 10: 1 and a width to thickness ratio of 1: 0.1 to 1: 1.
제1항에 있어서,
상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은 길이가 1 내지 100 ㎛이며, 너비가 1 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 50 ㎛인 판상의 장방형 결정인 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the macrocturic calcium phosphate crystal is a plate-like rectangular crystal having a length of 1 to 100 탆, a width of 1 to 50 탆, and a thickness of 0.1 to 50 탆.
제1항에 있어서,
상기 나노 트리칼슘포스페이트 결정은
산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계;
상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및
상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 30 내지 40 ℃에서 인산과 교반시켜 침전시켜 인산칼슘 분말 슬러리를 제조한 뒤, 60 내지 95 ℃로 가온하여 10 내지 60분 동안 교반하는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanotri calcium phosphate crystal
Hydrating a calcium oxide to produce calcium hydroxide;
Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And
Precipitating the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved by stirring with phosphoric acid at 30 to 40 ° C at a pH of 4.8-5.5 to prepare a calcium phosphate powder slurry, then heating to 60 to 95 ° C and stirring for 10 to 60 minutes; The method of manufacturing an artificial bone according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정은
산화칼슘을 수화반응시켜 수산화칼슘을 제조하는 단계;
상기 수산화칼슘을 수용액상에서 해리시켜 칼슘이온을 제조하는 단계; 및
상기 칼슘이온이 용해된 수용액을 pH 4.8-5.5의 60 내지 95 ℃에서 인산과 교반시켜 인산칼슘 분말을 제조한 뒤, 2-300 시간 동안 정치하여 판상의 장방형 결정으로 성장시키는 단계;를 포함하여 수행함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
The macrocturic calcium phosphate crystals
Hydrating a calcium oxide to produce calcium hydroxide;
Dissolving the calcium hydroxide in an aqueous solution to prepare calcium ions; And
Stirring the aqueous solution in which the calcium ions are dissolved with phosphoric acid at a pH of 4.8-5.5 at 60 to 95 캜 to prepare a calcium phosphate powder, and allowing the calcium phosphate powder to stand for 2-300 hours to grow into a plate-shaped rectangular crystal The method of manufacturing an artificial bone according to claim 1,
제3항에 있어서,
상기 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트는 탄산칼슘을 하소하여 산화칼슘을 제조한 뒤, CaHPO4를 혼합하고 분쇄하여 제조된 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein said dry macro-β-tricalcium phosphate is prepared by calcining calcium carbonate to prepare calcium oxide, and then mixing and pulverizing CaHPO 4 .
제1항에 있어서,
상기 성형체는 열분해성 수지로 이루어진 비드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molded body further comprises a bead made of a thermally decomposable resin.
제10항에 있어서,
상기 열분해성 수지는 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리디벤젠, 폴리비닐피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 퍼퓨릴알콜, 폴리아크릴아미드, 페놀-알데히드 수지, 우레아-알데히드 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the thermally decomposable resin is at least one selected from the group consisting of polyimide, polyacrylonitrile, polystyrene, polydibenzene, polyvinylpyridine, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, furfuryl alcohol, polyacrylamide, phenol-aldehyde resin and urea-aldehyde resin Wherein the at least one selected from the group consisting of titanium oxide and titanium oxide is at least one selected from the group consisting of titanium oxide and titanium oxide.
제10항에 있어서,
상기 비드는 입자 크기가 100 내지 1000 ㎛인 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the beads have a particle size of 100 to 1000 mu m.
제10항에 있어서,
상기 성형체는 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 10 중량부에 대하여 열분해성 수지로 이루어진 비드 1 내지 50 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the molded body further comprises 1 to 50 parts by weight of beads made of a thermally decomposable resin with respect to 10 parts by weight of the macrotri calcium phosphate crystal.
제1항에 있어서,
상기 성형체는 무수 디칼슘 포스페이트(CaHPO4, DCPA), 테트라칼슘 디하이드로겐 포스페이트(Ca4H2P6O20, TCHP), 하이드록시아파타이트(HAp) 및 디칼슘 포스페이트 디하이드레이트(CaHPO42H2O, DCPD)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골의 제조방법.
The method according to claim 1,
The molded body is made of anhydrous calcium phosphate (CaHPO 4 , DCPA), tetra calcium dihydrogenphosphate (Ca 4 H 2 P 6 O 20 , TCHP), hydroxyapatite (HAp) and dicalcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 2H 2 O, DCPD). ≪ Desc / Clms Page number 13 >
평균 입자의 크기가 1 내지 100 ㎛이며 결정형이 판상의 장방형 결정인 매크로 트리칼슘포스페이트 결정; 입자의 크기가 1 내지 200 nm이며 결정형이 괴형인 나노 트리칼슘포스페이트 분말; 직경이 0.2-100 ㎛인 메조기공; 직경이 0.1-150 nm인 마이크로기공 및 직경이 105-1000 ㎛인 매크로 기공을 포함하며,
상기 메조기공, 마이크로기공 및 매크로기공은 서로 3차원적으로 연결되어 열린기공통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인공골.
A macrotricalcium phosphate crystal having an average particle size of 1 to 100 占 퐉 and a crystal form of which is a plate-like rectangular crystal; A nanotriccium phosphate powder having a particle size of 1 to 200 nm and a crystal form of a mass; A mesopore having a diameter of 0.2-100 탆; Micropores having a diameter of 0.1 to 150 nm and macropores having a diameter of 105 to 1000 탆,
Wherein the mesopores, micropores and macropores are three-dimensionally connected to each other to form open pore channels.
제15항에 있어서,
상기 인공골은 매크로 트리칼슘포스페이트 10 중량부에 대하여 나노 트리칼슘포스페이트 분말 5 내지 15 중량부로 함유되며,
비표면적이 60-100 m2/g 이며, 다공도가 50-70 %인 것을 특징으로 하는 인공골.
16. The method of claim 15,
Wherein the artificial bone is contained in 5 to 15 parts by weight of nanotriac calcium phosphate powder per 10 parts by weight of macrocturine calcium phosphate,
A specific surface area of 60-100 m 2 / g, and a porosity of 50-70%.
제15항에 있어서,
상기 인공골은 입자의 크기가 50 내지 500 ㎛인 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공골.
16. The method of claim 15,
Wherein the artificial bone further comprises dry macro-beta-tricalcium phosphate powder having a particle size of 50 to 500 mu m.
제16항에 있어서,
상기 매크로 트리칼슘포스페이트 10 중량부에 대하여 건식 매크로 β-트리칼슘포스페이트 분말 50 내지 120 중량부로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공골.
17. The method of claim 16,
Wherein the dry macro-beta-tricalcium phosphate powder is contained in an amount of 50 to 120 parts by weight based on 10 parts by weight of the macro tricrate calcium phosphate.
제15항에 있어서,
상기 인공골은 매크로 트리칼슘포스페이트 결정의 80% 이상이 일축 정렬되고, 상기 매크로 트리칼슘포스페이트 결정 사이에 나노 트리칼슘포스페이트 입자가 존재하는 구조인 것을 특징으로 하는 인공골.
16. The method of claim 15,
Wherein the artificial bone is a structure in which at least 80% of the macrocturine calcium phosphate crystals are unilamellar and the nanotriccium phosphate particles are present between the macrotric calcium phosphate crystals.
KR1020150011129A 2015-01-23 2015-01-23 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof KR101647951B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150011129A KR101647951B1 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150011129A KR101647951B1 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160091034A true KR20160091034A (en) 2016-08-02
KR101647951B1 KR101647951B1 (en) 2016-08-12

Family

ID=56708164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150011129A KR101647951B1 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101647951B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101712555B1 (en) * 2015-10-27 2017-03-07 주식회사 썬메디칼 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof
WO2019031623A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 (주)오스테오닉 Method for preparing amorphous ceramic nanopowders
KR102094987B1 (en) * 2019-07-12 2020-03-31 주식회사 휴덴스 Synthetic bone graft material manufacturing device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422340A (en) * 1989-09-01 1995-06-06 Ammann; Arthur J. TGF-βformulation for inducing bone growth
KR20050119541A (en) * 2004-06-16 2005-12-21 요업기술원 Effective bone filler and manufacturing methods thereof
KR100783587B1 (en) * 2007-01-19 2007-12-11 인하대학교 산학협력단 Preparation method of beta-tricalcium phosphate powders and compacts thereof
KR100807108B1 (en) * 2005-07-20 2008-02-26 주식회사 오스코텍 Preparation method of porous ?-tricalcium phosphate granules

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422340A (en) * 1989-09-01 1995-06-06 Ammann; Arthur J. TGF-βformulation for inducing bone growth
KR20050119541A (en) * 2004-06-16 2005-12-21 요업기술원 Effective bone filler and manufacturing methods thereof
KR100807108B1 (en) * 2005-07-20 2008-02-26 주식회사 오스코텍 Preparation method of porous ?-tricalcium phosphate granules
KR100783587B1 (en) * 2007-01-19 2007-12-11 인하대학교 산학협력단 Preparation method of beta-tricalcium phosphate powders and compacts thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101712555B1 (en) * 2015-10-27 2017-03-07 주식회사 썬메디칼 Porous scaffold compositions for tissue engineering and process for preparing thereof
WO2019031623A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 (주)오스테오닉 Method for preparing amorphous ceramic nanopowders
KR102094987B1 (en) * 2019-07-12 2020-03-31 주식회사 휴덴스 Synthetic bone graft material manufacturing device
WO2021010548A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-21 주식회사 휴덴스 Apparatus for manufacturing alloplastic bone graft material

Also Published As

Publication number Publication date
KR101647951B1 (en) 2016-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. Synthesis and sintering of nanocrystalline hydroxyapatite powders by citric acid sol–gel combustion method
Sopyan et al. Synthesis of nano sized hydroxyapatite powder using sol-gel technique and its conversion to dense and porous bodies
US6521246B2 (en) Inorganic shaped bodies and methods for their production and use
Sopyan et al. Effects of manganese doping on properties of sol–gel derived biphasic calcium phosphate ceramics
JP2003506193A (en) Composite molded body and method for producing and using the same
Swain et al. Fabrication of porous hydroxyapatite scaffold via polyethylene glycol-polyvinyl alcohol hydrogel state
Gautam et al. Synthesis, structural and 3-D architecture of lanthanum oxide added hydroxyapatite composites for bone implant applications: Enhanced microstructural and mechanical properties
KR100783587B1 (en) Preparation method of beta-tricalcium phosphate powders and compacts thereof
Fang et al. In-situ grown hydroxyapatite whiskers reinforced porous HA bioceramic
KR101647951B1 (en) Artificial bones containing nano TCP by wet chemical method and preparation method thereof
He et al. Tailoring the pore structure and property of porous biphasic calcium phosphate ceramics by NaCl additive
Zhang et al. Preparation and properties of bimodal porous apatite ceramics through slip casting using different hydroxyapatite powders
Wang et al. Characterization of calcium phosphate apatite with variable Ca/P ratios sintered at low temperature
Kothapalli et al. Influence of temperature and aging time on HA synthesized by the hydrothermal method
Tangboriboon et al. Alternative green preparation of mesoporous calcium hydroxyapatite by chemical reaction of eggshell and phosphoric acid
TWI573776B (en) Dicalcium phosphate ceramics, dicalcium phosphate/hydroxyapatite biphasic ceramics and method of manufacturing the same
US20090191111A1 (en) Preparation method of calcium phosphate-based ceramic powder and compact thereof
KR101308952B1 (en) COMPOSITION FOR BONE CEMENT CONTAINING NANO-SIZED β-TRICALCIUM PHOSPHATE AND PREPARING METHOD FOR THEREOF
KR20180024755A (en) Manufacturing Method Of Calcium Phosphate Using Eggshell And Phosphate-ammonia solution
KR101487775B1 (en) Artificial bones containing nano β-TPC and preparation method thereof
RU2743834C1 (en) Method for producing porous bioceramic wollastonite
Chang et al. Use of wet chemical method to prepare β tri-calcium phosphates having macro-and nano-crystallites for artificial bone
Ahmed et al. Porous hydroxyapatite ceramics fabricated via starch consolidation technique
Kanasan et al. Effect of sintering on hydroxyapatite/sodium alginate properties
Bricha et al. Investigations on the influence of magnesium ion in the Surfactant Assisted Hydrothermaly Synthesized Nanoscale Hydroxyapatite

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190530

Year of fee payment: 4