KR20190017513A - Granule aggregate for substituting bone and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

Provided are granule aggregate for a substituting bone and a manufacturing method thereof. More particularly, provided are granule aggregate for a substituting bone which optimizes compositions of a calcium phosphate compound and collagen in order to prevent the substituting bone from being fallen into small pieces even when constant shear force is applied, thereby facilitating supply of the substituting bone to a bone defect portion or a tooth extraction portion both of which require filling, and a manufacturing method thereof. The granule aggregate for the substituting bone comprises 100 parts by weight of the calcium phosphate compound and 0.5 to 3 parts by weight of collagen.

Description

대체골용 그래뉼 응집체 및 그 제조방법 {GRANULE AGGREGATE FOR SUBSTITUTING BONE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an alternate bone grains aggregate and a method for manufacturing the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 대체골용 그래뉼 응집체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 일정한 전단력이 가해지는 상황에서도 대체골이 바스러지지 않도록 인산칼슘 화합물과 콜라겐의 조성을 최적화함으로써, 충전(充塡)이 필요한 골 결손부 또는 발치부에 대체골의 공급을 용이하게 한 대체골용 그래뉼 응집체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alternative bone grains aggregate and a method for producing the same, and more particularly, to a bone graft substitute granule and a method of manufacturing the same, which can optimize the composition of a calcium phosphate compound and collagen to prevent a bone substitute from being falsified even under a constant shearing force, And to a method for producing the same.

대체골은 골절된 골 손상 부위 또는 발치부를 보강하거나 충전(充塡)하기 위해 이식하는 재료로서, 현재까지 자가골, 동종골, 이종골 및 합성골 등이 소개되고 있다.The replacement bone is a material that is implanted to reinforce or fill the fractured bone damage site or the extraction site. So far, autogenous bone, allogeneic bone, heterogeneous bone, and synthetic bone have been introduced.

이중 자가골은 가장 이상적인 재료로서 면역학적 부작용이 적으며 골 재생이 우수하지만, 채취를 위한 2 차 수술이 필요하며 채취할 수 있는 양이 한정적이라는 단점을 갖고 있다. 동종골은 공급이 용이하여 공여부의 2 차 수술이 불필요하다는 장점을 갖고 있는 것에 반해, 타인의 질병 전염 가능성 및 윤리적인 문제를 불러일으킬 수 있다. 이종골은 공급과 제조가 용이하지만 동물의 질병 전염 가능성 및 골 유도능이 상당히 떨어지는 단점이 있다. 합성골은 공급이 용이하며 다양한 형태로서 제조가 가능하고 염증 반응 가능성이 낮은 장점이 있으나, 생체 내 흡수가 느려 골 유도능이 상당히 떨어지는 단점이 있다.Double autogenous bone is the most ideal material because it has few immunological side effects and has good bone regeneration. However, it requires secondary surgery for harvesting and has a disadvantage that the amount of harvest is limited. Allogeneic bone has the advantage that it is easy to supply and does not require the second operation of the donor part, but it can cause the possibility of disease transmission and ethical problems of others. Although heterogeneous bone is easy to supply and manufacture, there is a disadvantage that the disease transmission possibility and bone induction ability of animal are considerably deteriorated. Synthetic bone is easy to supply and can be manufactured in various forms and has a low possibility of inflammatory reaction, but it has a disadvantage in that the in vivo absorption is slow and the bone inducing ability is significantly lowered.

상기 재료들 중에서, 그 단점에도 불구하고 다양한 형태로 공급이 쉬운 합성골의 생체 내 흡수를 촉진시켜 골 유도능을 향상시키려는 새로운 합성골 제조 연구가 활발히 진행되었다.Among these materials, research on the production of new synthetic bone has been actively carried out to improve the bone inducing ability by promoting in vivo absorption of synthetic bone easily supplied in various forms despite its disadvantages.

종래 합성골을 재료로 한 대체골은 분말 형태 또는 형태가 고정된 블럭 형태로 골 결손부 또는 발치부에 공급되었다. 분말 형태의 경우 골 결손부 또는 발치부에 공급 후 이탈되지 않도록 별도의 추가조치가 필요한 단점이 있고, 블럭 형태의 경우 골 결손부 또는 발치부의 다양한 형태에 효율적으로 대응시킬 수 없는 단점이 있었다.The replacement bone with the conventional synthetic bone was supplied in the form of a powder or a fixed block in the bone defect or foot area. In the case of the powder form, there is a disadvantage that additional additional measures are required to prevent the bone defect or the foot portion from being separated after being supplied. In the case of the block form, there is a disadvantage that it can not be efficiently coped with various forms of the bone defect portion or the extraction portion.

이러한 문제점의 해결을 위해 종래의 합성골에 콜라겐을 첨가하여 유연성을 부여하려는 시도가 있었는데, 미국등록특허 제 7189263 호 (2007.05.13 등록) 및 유럽공개특허 제 0621044 호 (1994.10.26 공개)는 인산칼슘 화합물 100 중량부 당 각각 11 내지 43 중량부 및 200 내지 10만 중량부의 콜라겐을 혼합한 발명을 개시한 바 있다. In order to solve these problems, there has been an attempt to add flexibility to conventional synthetic bone by adding collagen. US Patent No. 7189263 (registered on May 13, 2007) and European Patent Publication No. 0621044 (published on October 26, 1994) 11 to 43 parts by weight and 200 to 100,000 parts by weight of collagen are mixed per 100 parts by weight of the calcium compound.

그러나, 이 경우 과량의 콜라겐으로 인해 혼합액의 점도가 지나치게 상승하여 합성골의 균일한 분산이 곤란한 문제점이 있어, 형태에 가변성이 있는 합성 대체골에 대한 업계의 요구가 상당한 실정이다.However, in this case, the viscosity of the mixed solution excessively increases due to the excessive amount of collagen, so that it is difficult to uniformly disperse the synthetic bone, and thus there is a great demand in the industry for a composite synthetic bone having a variable shape.

미국등록특허 제 7189263 호 (2007.05.13 등록)United States Patent No. 7189263 (registered on May 13, 2007) 유럽공개특허 제 0621044 호 (1994.10.26 공개)European Patent Publication No. 0621044 (published October 26, 1994)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인산칼슘 화합물로 이루어진 합성골에 콜라겐을 첨가함으로써 다양한 형태의 골 결손부 및 발치부에 효율적으로 대응케 함과 동시에, 전단력이 가해지는 상황에서도 바스러지지 않도록 적정 수준의 점탄성을 보유한 대체골용 그래뉼 응집체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a calcium phosphate compound composite collagen which is effective in coping with various types of bone defects and foot fragments by adding collagen, The present invention also provides an alternative granular granule aggregate having an appropriate level of viscoelasticity so as not to be crumbled even when the granules are crushed.

또한, 본 발명은 상기 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing the granular aggregates for alternate bone grafting.

본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above-mentioned object, the alternate bone grains aggregate of the present invention,

인산칼슘 화합물 100 중량부, 및 100 parts by weight of a calcium phosphate compound, and

콜라겐 0.5 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.7 내지 2.8 중량부, 보다 바람직하게는 0.9 내지 2.6 중량부, 보다 더 바람직하게는 1.1 내지 2.5 중량부0.5 to 3 parts by weight, preferably 0.7 to 2.8 parts by weight, more preferably 0.9 to 2.6 parts by weight, still more preferably 1.1 to 2.5 parts by weight of collagen

를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

그리고, 상기 그래뉼은 상기 인산칼슘 화합물 미립자를 분무건조한 후 소결시켜 상기 미립자들을 서로 뭉치게 함으로써 거대입자화한 후 표면에 콜라겐을 코팅하여 제조될 수 있다.The granules may be prepared by spray-drying and calcining the calcium phosphate compound microparticles, aggregating the microparticles together to form macroparticles, and then coating the surface with collagen.

그리고, 상기 그래뉼의 평균입경은 0.05 내지 2 mm, 바람직하게는 0.08 내지 1.5 mm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 mm일 수 있다.The average particle diameter of the granules may be 0.05 to 2 mm, preferably 0.08 to 1.5 mm, and more preferably 0.1 to 1 mm.

그리고, 상기 그래뉼의 평균입경에 대한 평균표면적, 즉 그래뉼의 평균표면적 / 평균입경은 0.3 내지 45 mm, 바람직하게는 0.6 내지 25 mm, 보다 바람직하게는 1 내지 15 mm일 수 있다.The average surface area, that is, the average surface area / average particle diameter of granules with respect to the average particle diameter of the granules may be 0.3 to 45 mm, preferably 0.6 to 25 mm, more preferably 1 to 15 mm.

그리고, 상기 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경은 10 내지 1000 nm, 바람직하게는 30 내지 500 nm, 보다 바람직하게는 50 내지 100 nm일 수 있다.The average particle diameter of the calcium phosphate compound fine particles may be 10 to 1000 nm, preferably 30 to 500 nm, more preferably 50 to 100 nm.

그리고, 상기 소결은 500 내지 800 ℃, 바람직하게는 550 내지 750 ℃, 보다 바람직하게는 600 내지 700 ℃에서 60 내지 90 분 동안 이루어질 수 있다.The sintering may be performed at 500 to 800 ° C, preferably 550 to 750 ° C, more preferably 600 to 700 ° C for 60 to 90 minutes.

그리고, 본 발명 대체골용 그래뉼 응집체의 전단력 저항지수는 50×10-9 내지 2000×10-9, 바람직하게는 100×10-9 내지 1000×10-9, 보다 바람직하게는 200×10-9 내지 600×10-9일 수 있다.The shear stress resistance index of the alternative bone grains aggregated aggregate of the present invention is in the range of 50 x 10 -9 to 2000 x 10 -9 , preferably 100 x 10 -9 to 1000 x 10 -9 , more preferably 200 x 10-9 600 x 10 < -9 >.

또한, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 골형성 촉진인자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the alternative bone graft aggregate of the present invention is characterized by further comprising an osteogenesis promoting factor.

또한, 상기 인산칼슘 화합물은 트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트, 2상(biphasic) 칼슘포스페이트, 헵타칼슘포스페이트, 테트라칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 칼슘파이로포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 카르보네이티드아파타이트(칼슘결핍하이드록시아파타이트), 하이드록시아파타이드, 옥시아파타이드 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The calcium phosphate compound may be at least one selected from the group consisting of tricalcium phosphate,? -Tricalcium phosphate, monocalcium phosphate, biphasic calcium phosphate, hepta calcium phosphate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, calcium pyrophosphate, calcium metaphosphate, Hydroxyapatite, calcium apatite (calcium deficient hydroxyapatite), hydroxyapatide, oxyapatite, and mixtures thereof.

그리고, 상기 콜라겐은 포유류, 바람직하게는 소, 보다 바람직하게는 소의 건에서 수득할 수 있다.And, the collagen can be obtained from a mammal, preferably a small animal, more preferably a small animal.

또한, 상기 골형성 촉진인자는 전환 성장인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 골 형태발생 단백질(bone morphogenic protein, BMP), 혈관내피 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 표피 성장인자(epidermal growth factor, EGF), 인슐린-유사 성장인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈소판-유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 신경 성장인자(nerve growth factor, NGF), 간세포 성장인자(hepatocyte growth factor, HGF), 태반 성장인자 (placental growth factor, PGF), 과립구 콜로니 자극인자(granulocyte colony stimulating factor, G-CSF), 아스코르베이트 2-포스페이트(ascorbate 2-phosphate), 액티빈(activin), 인히빈(inhibin) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The bone formation promoting factors may be selected from the group consisting of transforming growth factor-beta (TGF-beta), fibroblast growth factor (FGF), bone morphogenic protein (BMP) A growth factor such as vascular endothelial growth factor (VEGF), epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor (IGF), platelet-derived growth factor , Nerve growth factor (NGF), hepatocyte growth factor (HGF), placental growth factor (PGF), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) May be selected from the group consisting of ascorbate 2-phosphate, activin, inhibin and mixtures thereof.

한편, 본 발명의 압출용기는 상기 대체골용 그래뉼 응집체를 수용한 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the extrusion container of the present invention is characterized in that the granular aggregate for alternate bone is accommodated.

또한, 상기 압출용기는 주사기일 수 있다.Further, the extrusion container may be a syringe.

한편, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 On the other hand, the method for producing alternate bone graft aggregates of the present invention

(A) 물 100 중량부에 (A) To 100 parts by weight of water

콜라겐 0.7 내지 2.5 중량부, 바람직하게는 0.8 내지 2.3 중량부, 보다 바람직하게는 0.9 내지 2.1 중량부, 및 0.7 to 2.5 parts by weight, preferably 0.8 to 2.3 parts by weight, more preferably 0.9 to 2.1 parts by weight of collagen, and

염화수소 0.02 내지 0.06 중량부, 바람직하게는 0.03 내지 0.05 중량부, 보다 바람직하게는 0.035 내지 0.045 중량부를 첨가하여 콜라겐 혼합액을 제조하는 단계, 0.02 to 0.06 part by weight, preferably 0.03 to 0.05 part by weight, more preferably 0.035 to 0.045 part by weight of hydrogen chloride is added to prepare a collagen mixture solution,

(B) 상기 콜라겐 혼합액에서 콜라겐을 용해시켜 콜라겐 수용액을 제조하는 단계, (B) Dissolving collagen in the collagen mixture to prepare an aqueous collagen solution,

(C) 상기 콜라겐 수용액 40 내지 70 중량%, 바람직하게는 45 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 60 중량%, 및 인산칼슘 화합물 30 내지 60 중량%, 바람직하게는 35 내지 55 중량%, 보다 바람직하게는 40 내지 50 중량%를 혼합하여 대체골용 혼합물을 제조하는 단계, (C) More preferably 50 to 60 wt%, and calcium phosphate compound 30 to 60 wt%, preferably 35 to 55 wt%, more preferably 40 to 70 wt%, preferably 45 to 65 wt% Mixing 40 to 50% by weight to prepare a mixture for alternate osteoporosis,

(D) 상기 대체골용 혼합물을 동결시키는 단계, 및 (D) Freezing the alternative bone marrow mixture, and

(E) 상기 동결된 대체골용 혼합물을 동결건조하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(E) And lyophilizing the frozen alternate osseous mixture to produce alternate bone grains for alternate bone grafts.

또한, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 상기 단계 (C) 이후 단계 (D) 이전에 상기 대체골용 혼합물을 압출용기에 충전(充塡)하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the method for producing an alternative bone graft aggregate of the present invention may further comprise filling the extruded container with the alternative bone-containing mixture prior to the step (C) and after the step (D).

그리고, 상기 단계 (C)의 인산칼슘 화합물은 인산칼슘 화합물 미립자를 분무건조한 후 소결시켜 상기 미립자들을 서로 뭉치게 함으로써 거대입자화할 수 있다.The calcium phosphate compound of the step (C) can be macerated by spraying and drying the calcium phosphate compound fine particles and sintering the fine particles to aggregate them together.

그리고, 상기 그래뉼의 평균입경은 0.05 내지 2 mm, 바람직하게는 0.08 내지 1.5 mm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 mm일 수 있다.The average particle diameter of the granules may be 0.05 to 2 mm, preferably 0.08 to 1.5 mm, and more preferably 0.1 to 1 mm.

그리고, 상기 그래뉼의 평균입경에 대한 평균표면적은 0.3 내지 45 mm, 바람직하게는 0.6 내지 25 mm, 보다 바람직하게는 1 내지 15 mm일 수 있다.And, the average surface area with respect to the average particle diameter of the granules may be 0.3 to 45 mm, preferably 0.6 to 25 mm, more preferably 1 to 15 mm.

그리고, 상기 인산칼슘 화합물의 평균입경은 10 내지 1000 nm, 바람직하게는 30 내지 500 nm, 보다 바람직하게는 50 내지 100 nm일 수 있다.The average particle diameter of the calcium phosphate compound may be 10 to 1000 nm, preferably 30 to 500 nm, more preferably 50 to 100 nm.

그리고, 상기 소결은 500 내지 800 ℃, 바람직하게는 550 내지 750 ℃, 보다 바람직하게는 600 내지 700 ℃에서 60 내지 90 분 동안 이루어질 수 있다.The sintering may be performed at 500 to 800 ° C, preferably 550 to 750 ° C, more preferably 600 to 700 ° C for 60 to 90 minutes.

그리고, 본 발명 대체골용 그래뉼 응집체의 전단력 저항지수는 50×10-9 내지 2000×10-9, 바람직하게는 100×10-9 내지 1000×10-9, 보다 바람직하게는 200×10-9 내지 600×10-9일 수 있다.The shear stress resistance index of the alternative bone grains aggregated aggregate of the present invention is in the range of 50 x 10 -9 to 2000 x 10 -9 , preferably 100 x 10 -9 to 1000 x 10 -9 , more preferably 200 x 10-9 600 x 10 < -9 >.

그리고, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 골형성 촉진인자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing an alternative bone graft aggregate of the present invention further comprises a bone formation promoting factor.

그리고, 상기 인산칼슘 화합물은 트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트, 2상(biphasic) 칼슘포스페이트, 헵타칼슘포스페이트, 테트라칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 칼슘파이로포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 카르보네이티드아파타이트(칼슘결핍하이드록시아파타이트), 하이드록시아파타이드, 옥시아파타이드 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The calcium phosphate compound may be at least one selected from the group consisting of tricalcium phosphate,? -Tricalcium phosphate, monocalcium phosphate, biphasic calcium phosphate, hepta calcium phosphate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, calcium pyrophosphate, calcium metaphosphate, Hydroxyapatite, calcium apatite (calcium deficient hydroxyapatite), hydroxyapatide, oxyapatite, and mixtures thereof.

그리고, 상기 콜라겐은 포유류, 바람직하게는 소, 보다 바람직하게는 소의 건에서 수득할 수 있다.And, the collagen can be obtained from a mammal, preferably a small animal, more preferably a small animal.

그리고, 상기 골형성 촉진인자는 전환 성장인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 골 형태발생 단백질(bone morphogenic protein, BMP), 혈관내피 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 표피 성장인자(epidermal growth factor, EGF), 인슐린-유사 성장인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈소판-유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 신경 성장인자(nerve growth factor, NGF), 간세포 성장인자(hepatocyte growth factor, HGF), 태반 성장인자 (placental growth factor, PGF), 과립구 콜로니 자극인자(granulocyte colony stimulating factor, G-CSF), 아스코르베이트 2-포스페이트(ascorbate 2-phosphate), 액티빈(activin), 인히빈(inhibin) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The bone formation promoting factors include transforming growth factor-beta, fibroblast growth factor (FGF), bone morphogenic protein (BMP), vascular endothelial growth factor A growth factor such as vascular endothelial growth factor (VEGF), epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor (IGF), platelet-derived growth factor , Nerve growth factor (NGF), hepatocyte growth factor (HGF), placental growth factor (PGF), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) May be selected from the group consisting of ascorbate 2-phosphate, activin, inhibin and mixtures thereof.

그리고, 상기 단계 (E)의 동결건조는 -90 내지 -50 ℃, 바람직하게는 -80 내지 -60 ℃, 보다 바람직하게는 -75 내지 -65 ℃에서 이루어질 수 있다. The lyophilization of the step (E) may be performed at -90 to -50 캜, preferably -80 to -60 캜, more preferably -75 to -65 캜.

그리고, 상기 단계 (E)의 동결건조는 24 내지 96 시간, 바람직하게는 30 내지 84 시간, 보다 바람직하게는 36 내지 72 시간 동안 이루어질 수 있다. The lyophilization of the step (E) may be performed for 24 to 96 hours, preferably 30 to 84 hours, more preferably 36 to 72 hours.

그리고, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 상기 단계 (E) 이후에 멸균하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Further, the method for manufacturing the alternative bone grains aggregate of the present invention may further include the step of sterilizing after the step (E).

그리고, 상기 멸균은 감마선을 이용한 멸균일 수 있다.The sterilization may be sterilization using a gamma ray.

한편, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 상기 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the alternative bone grains aggregate for replacement of the present invention is characterized by being manufactured by the above-mentioned production method.

본 발명에 따른 대체골용 그래뉼 응집체는 생물체의 뼈가 아닌 인산칼슘 화합물과 콜라겐과 같은 합성골을 원료로 함으로써 공급이 용이하고 다양한 형태로 제조가 가능하고 염증 반응의 가능성이 낮은 장점이 있다. 또한, 인산칼슘 화합물과 콜라겐의 조성을 최적화함으로써 혼합액의 점도가 지나치게 상승하여 합성골의 균일한 분산이 곤란해지는 문제점을 해결하였다. 무엇보다, 이러한 조성 최적화를 통해 일정한 전단력이 가해지는 상황에서도 대체골이 바스러지지 않아 충전(充塡)이 필요한 골 결손부 또는 발치부에 대체골의 공급을 용이하는 장점이 있다.The alternative granule granule aggregates according to the present invention are advantageous in that they can be supplied in a variety of forms and have a low possibility of an inflammation reaction by using synthetic bone such as calcium phosphate compound and collagen as raw materials instead of bones of an organism. Further, by optimizing the composition of the calcium phosphate compound and the collagen, the viscosity of the mixed solution is excessively increased, thereby solving the problem that it becomes difficult to uniformly disperse the synthetic bone. Above all, it is advantageous to facilitate the supply of the replacement bone to the bone defect part or the foot part requiring filling because the alternative bone is not flawed even when a constant shear force is applied through such composition optimization.

도 1은 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 수용하는 압출용기의 일 실시예를 도시한 결합도이다.
도 2는 상기 도 1의 압출용기를 구성하는 몸체를 도시한 사시도이다.
도 3은 상기 도 1의 압출용기를 구성하는 밀대를 도시한 사시도이다.
도 4는 상기 도 1의 압출용기를 구성하는 가스켓를 도시한 사시도이다.
도 5는 상기 도 1의 압출용기를 구성하는 뚜껑를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 수용한 압출용기의 또 다른 실시예를 촬영한 사진이다.
도 7은 상기 도 6의 실시예에서 뚜껑을 열고 압출을 시행하여 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체 일부를 압출용기 밖으로 배출한 후 용기로부터 분리한 상태를 촬영한 사진이다.
도 8는 본 발명 대체골용 그래뉼 응집체의 흡수성을 측정한 사진이다.
도 9는 시판 중인 종래 인산칼슘 화합물 응집체의 흡수성을 측정한 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a view of an embodiment of an extrusion vessel for receiving alternate bone grains of alternate bone grafts of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a body constituting the extrusion container of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 is a perspective view showing a push rod constituting the extrusion container of Fig. 1; Fig.
4 is a perspective view showing a gasket constituting the extrusion container of FIG.
5 is a perspective view showing a lid constituting the extrusion container of FIG.
FIG. 6 is a photograph of another embodiment of an extrusion container accommodating alternate bone grains aggregates of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a photograph showing a state in which a part of the granular substitute granule of the present invention is discharged from the extrusion container and then separated from the container by opening the lid and performing extrusion in the embodiment of FIG.
FIG. 8 is a photograph showing the absorbency of alternate bone graft aggregates according to the present invention. FIG.
9 is a photograph showing absorbency of a commercially available conventional calcium phosphate compound aggregate.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description, numerous specific details, such as specific elements, are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention, and it is to be understood that the present invention may be practiced without these specific details, It will be obvious to those who have knowledge of. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 '포함' 또는 '함유'라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.Additionally, reference throughout this specification to "including" or "containing", unless otherwise specified, refers to including any and all components (or components) Can not be interpreted as excluding.

본 발명에서 '전단력 저항지수'라 함은 아래 식으로 정의된다:In the present invention, the term 'shear resistance index' is defined by the following formula:

전단력 저항지수 = (콜라겐의 질량 / 인산칼슘 화합물의 질량) × 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경 / (그래뉼의 평균표면적 / 그래뉼의 평균입경).Shear force resistance index = (mass of collagen / mass of calcium phosphate compound) x average particle diameter of calcium phosphate compound fine particles / (average surface area of granules / average particle diameter of granules).

본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 인산칼슘 화합물 100 중량부, 및 콜라겐 0.5 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.7 내지 2.8 중량부, 보다 바람직하게는 0.9 내지 2.6 중량부, 보다 더 바람직하게는 1.1 내지 2.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The alternate bone grains aggregate of the present invention is prepared by mixing 100 parts by weight of a calcium phosphate compound and 0.5 to 3 parts by weight, preferably 0.7 to 2.8 parts by weight, more preferably 0.9 to 2.6 parts by weight, and even more preferably 1.1 to 2.5 parts by weight of collagen, By weight.

여기서 상기 그래뉼은 상기 인산칼슘 화합물 미립자를 분무건조한 후 소결시켜 상기 미립자들을 서로 뭉치게 함으로써 거대입자화한 후 표면에 콜라겐을 코팅하여 제조될 수 있다. 이처럼 인산칼슘 화합물이 미립자 상태가 아니라 그래뉼을 형성함으로써, 콜라겐과의 혼합이 용이해지고, 압출용기를 통한 투여가 훨씬 간편해진다. 특히, 본 발명은 인산칼슘 화합물에 콜라겐을 추가함으로써 대체골의 형태를 변화시키는 것이 가능해지고, 이는 골 결손부나 발치부를 빈 공간 없이 완전히 충전할 수 있게 되어 골 재생속도를 제고하는 결과를 낳는다.The granules may be prepared by spray-drying the fine calcium phosphate compound particles and then sintering the fine particles to aggregate them into large particles, and then coating the surface with collagen. As such, the calcium phosphate compound forms a granule rather than a fine particle state, thereby facilitating mixing with collagen, and the administration through the extrusion container becomes much simpler. Particularly, the present invention makes it possible to change the shape of the replacement bone by adding collagen to the calcium phosphate compound, which can completely fill the bone defect portion and the extraction portion without voids, thereby improving the bone regeneration speed.

그런데, 인산칼슘 화합물에 대한 콜라겐의 상대적인 함량이 상기 범위 미만이면, 그래뉼 응집체를 손으로 문질러 전단력을 부여했을 때 쉽게 부스러지기 때문에 응집체를 조심해서 다루어야 하고 이는 시술자의 작업성을 현저히 떨어뜨리는 문제점으로 작용한다. 반대로, 상대적인 함량이 상기 범위를 초과하면 전술한 바와 같이 과량의 콜라겐으로 인해 인산칼슘 화합물과 혼합한 혼합액의 점도가 지나치게 상승하여 대체골의 균일한 분산이 곤란한 문제점이 있다.However, when the relative content of collagen to the calcium phosphate compound is less than the above range, the granular aggregates are easily rubbed when the shear force is applied by rubbing them with hands, so the aggregates must be handled with care, do. On the other hand, when the relative content exceeds the above range, the viscosity of the mixed solution mixed with the calcium phosphate compound due to excessive collagen is excessively increased as described above, which makes it difficult to uniformly disperse the alternative bone.

인산칼슘 화합물 미립자가 서로 뭉쳐 거대입자화된 상기 그래뉼의 평균입경은 0.05 내지 2 mm, 바람직하게는 0.08 내지 1.5 mm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 mm일 수 있다. 평균입경이 상기 범위 이내일 때 전술한 전단력에 대한 내성을 확보할 수 있어 시술자는 손가락으로 조물락거리는 간단한 동작만으로 대체골의 형태를 쉽게 변경할 수 있다.The average particle diameter of the granules in which the calcium phosphate compound fine particles are aggregated to form a large particle size may be 0.05 to 2 mm, preferably 0.08 to 1.5 mm, more preferably 0.1 to 1 mm. When the average particle diameter is within the above range, resistance to the shear force can be ensured. Thus, the operator can easily change the shape of the alternative bone with a simple operation of sliding the finger with the finger.

그리고, 상기 그래뉼의 평균입경에 대한 평균표면적, 즉 그래뉼의 평균표면적 / 평균입경은 0.3 내지 45 mm, 바람직하게는 0.6 내지 25 mm, 보다 바람직하게는 1 내지 15 mm일 수 있다. 평균입경에 대한 평균표면적이 상기 범위 이내일 때 마찬가지로 전술한 전단력에 대한 내성을 확보할 수 있어 시술자의 작업성을 담보할 수 있다.The average surface area, that is, the average surface area / average particle diameter of granules with respect to the average particle diameter of the granules may be 0.3 to 45 mm, preferably 0.6 to 25 mm, more preferably 1 to 15 mm. When the average surface area with respect to the average particle diameter is within the above range, resistance to the shear force described above can be similarly secured, and the workability of the operator can be secured.

상기 그래뉼을 구성하는 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경은 10 내지 1000 nm, 바람직하게는 30 내지 500 nm, 보다 바람직하게는 50 내지 100 nm일 수 있다. 평균입경이 상기 범위 이내일 때 지나친 경제성 하락을 억제하면서 원하는 수준의 기공률을 얻는 것이 가능해진다.The average particle diameter of the fine particles of the calcium phosphate compound constituting the granules may be 10 to 1000 nm, preferably 30 to 500 nm, more preferably 50 to 100 nm. When the average particle diameter is within the above-mentioned range, it becomes possible to obtain a desired level of porosity while suppressing excessive economic drop.

상기 인산칼슘 화합물 미립자를 분무건조한 후 소결시켜 그래뉼을 만들 때의 소결온도는 500 내지 800 ℃, 바람직하게는 550 내지 750 ℃, 보다 바람직하게는 600 내지 700 ℃이고, 소결시간은 60 내지 90 분일 수 있다. 소결온도와 소결시간이 상기 범위 이내일 때 지나친 경제성 하락을 억제하면서 전술한 그래뉼의 평균입경 범위 그리고 평균입경에 대한 평균표면적 범위의 그래뉼을 수득할 수 있다.The sintering temperature at the time of granulating the calcium phosphate compound microparticles by spray drying and sintering is 500 to 800 ° C, preferably 550 to 750 ° C, more preferably 600 to 700 ° C, and the sintering time may be 60 to 90 minutes have. When the sintering temperature and the sintering time are within the above ranges, the average particle diameter range of the granules And a granule having an average surface area range with respect to the average particle diameter can be obtained.

그리고, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 전단력 저항지수는 50×10-9 내지 2000×10-9, 바람직하게는 100×10-9 내지 1000×10-9, 보다 바람직하게는 200×10-9 내지 600×10-9일 수 있다.The shear stress resistance index of the alternative granular granule aggregates of the present invention is in the range of 50 × 10 -9 to 2000 × 10 -9 , preferably 100 × 10 -9 to 1000 × 10 -9 , more preferably 200 × 10 -9 To 600 x 10 < -9 >

상기 전단력 저항지수는 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체에 전단력이 가해질 때 바스러지지 않고 응집 상태를 유지하는 정도를 나타내는 무차원 변수로서 전술한 바와 같이 정의된다:The shear resistance index is defined as a non-dimensional parameter, as described above, indicating the extent to which the alternative bone grained granulous aggregate of the present invention retains aggregation without being fickled when a shear force is applied:

전단력 저항지수 = (콜라겐의 질량 / 인산칼슘 화합물의 질량) × 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경 / (그래뉼의 평균표면적 / 그래뉼의 평균입경).Shear force resistance index = (mass of collagen / mass of calcium phosphate compound) x average particle diameter of calcium phosphate compound fine particles / (average surface area of granules / average particle diameter of granules).

각 변수의 의미를 살펴보면 먼저 인산칼슘 화합물의 질량에 대한 콜라겐의 질량의 값이 클수록 콜라겐 자체의 점탄성으로 인해 응집체가 전단력에 저항하는 내성이 강해지므로, 인산칼슘 화합물의 질량에 대한 콜라겐의 질량은 전단력 저항지수에 비례한다.The significance of each variable is that the larger the value of the collagen mass relative to the mass of the calcium phosphate compound, the stronger the resistance of the aggregate to the shear force due to the viscoelasticity of the collagen itself, and therefore the mass of the collagen with respect to the mass of the calcium phosphate compound, It is proportional to the resistance index.

다음 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경은 그 값이 커질수록 상기 미립자가 뭉쳐진 그래뉼의 표면적이 작아지고 그 결과 그래뉼 내부에 비해 그래뉼 표면에 콜라겐이 많이 분포하게 되어 전단력에 저항하는 내성이 강해지므로, 인산칼슘 화합물 미립자의 평균입경은 전단력 저항지수에 비례한다.As the average particle diameter of the following calcium phosphate compound microparticles increases, the surface area of the granules in which the fine particles are aggregated becomes smaller. As a result, the collagen is more distributed on the granule surface than in the inside of the granule, The average particle size of the compound microparticles is proportional to the shear resistance index.

마지막으로 그래뉼의 평균입경에 대한 그래뉼의 평균표면적은 전술한 바와 반대로 그 값이 커질수록 그래뉼 내부에 비해 그래뉼 표면에 콜라겐이 적게 분포하게 되어 전단력에 저항하는 내성이 약해지므로, 그래뉼의 평균입경에 대한 그래뉼의 평균표면적은 전단력 저항지수에 반비례한다.Finally, as the average surface area of the granules with respect to the average particle diameter of the granules is lower than that of the granules, the collagen is less distributed on the surface of the granules as compared with the inside of the granules and the resistance against the shearing force is weakened. The average surface area of the granules is inversely proportional to the shear resistance index.

본 발명 대체골용 그래뉼 응집체의 전단력 저항지수는 상기 범위 이내일 때 골 결손부 또는 발치부에 충전시 이격된 공간을 발생시키지 않고 완전히 충전하면서도 응집체가 바스러지지 않아 용이하게 시술을 진행할 수 있다. 특히, 상기 범위 이내일 때 시술자는 대체골용 그래뉼 응집체를 손가락으로 주물러 원하는 형태로 만드는 데 모자라지도 지나치지도 않은 힘만 들여도 되므로 시술이 훨씬 간편해진다.When the shear force resistance index of the alternative bone grains aggregated granule according to the present invention is within the above range, it is possible to proceed easily because the aggregate is not crushed while filling the bone defect portion or the foot portion with no space separated during filling. In particular, when the range is within the above range, the practitioner can easily grasp the alternate bone grains of alternate granules with their fingers to form a desired shape.

상기 인산칼슘 화합물은 본 발명이 속한 기술분야에서 대체골로서 사용할 수 있는 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트, 2상(biphasic) 칼슘포스페이트, 헵타칼슘포스페이트, 테트라칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 칼슘파이로포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 카르보네이티드아파타이트(칼슘결핍하이드록시아파타이트), 하이드록시아파타이드, 옥시아파타이드 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The calcium phosphate compound is not limited as long as it is a compound that can be used as a substitute in the technical field of the present invention. Examples of the calcium phosphate compound include tricalcium phosphate,? -Tricalcium phosphate, monocalcium phosphate, biphasic calcium phosphate, May be selected from the group consisting of calcium phosphate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, calcium pyrophosphate, calcium metaphosphate, carbonated apatite (calcium deficient hydroxyapatite), hydroxyapatide, oxyapatite, have.

그리고, 상기 콜라겐은 본 발명이 속한 기술분야에서 대체골로서 사용할 수 있는 소재라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 포유류, 바람직하게는 소, 보다 바람직하게는 소의 건에서 수득할 수 있다.The collagen can be used as any material that can be used as an alternative bone in the technical field of the present invention, and can be obtained, for example, in a mammal, preferably a cow, more preferably a cow.

본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 골형성 촉진인자를 추가로 포함함으로써, 골 재생속도를 더욱 높여 환자의 불편을 줄여주는 것이 바람직하다.The alternative bone graft aggregate of the present invention may further include an osteogenesis promoting factor, thereby further increasing the bone regeneration rate and reducing the inconvenience of the patient.

상기 골형성 촉진인자는 본 발명이 속한 기술분야에서 사용할 수 있는 인자라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 전환 성장인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 골 형태발생 단백질(bone morphogenic protein, BMP), 혈관내피 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 표피 성장인자(epidermal growth factor, EGF), 인슐린-유사 성장인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈소판-유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 신경 성장인자(nerve growth factor, NGF), 간세포 성장인자(hepatocyte growth factor, HGF), 태반 성장인자 (placental growth factor, PGF), 과립구 콜로니 자극인자(granulocyte colony stimulating factor, G-CSF), 아스코르베이트 2-포스페이트(ascorbate 2-phosphate), 액티빈(activin), 인히빈(inhibin) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The bone formation promoting factor may be any factor that can be used in the technical field of the present invention. For example, transforming growth factor-beta (TGF-β), fibroblast growth factor ), Bone morphogenic protein (BMP), vascular endothelial growth factor (VEGF), epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor (IGF), platelet-derived growth factor (PDGF), nerve growth factor (NGF), hepatocyte growth factor (HGF), placental growth factor , Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), ascorbate 2-phosphate, activin, inhibin, and mixtures thereof. have.

한편, 본 발명의 압출용기는 상기 대체골용 그래뉼 응집체를 수용한 것을 특징으로 한다. 시술자는 상기 압출용기에 수용된 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 전부 또는 일부를 손가락에 압출시키고, 이를 주물러서 원하는 형태로 만든 다음 골 결손부 또는 발치부에 밀어 넣고 빈 공간이 없도록 눌러서 충전하게 된다.Meanwhile, the extrusion container of the present invention is characterized in that the granular aggregate for alternate bone is accommodated. The practitioner pushes all or a part of the alternative granular granule aggregate of the present invention accommodated in the extrusion container into a finger, and pushes the granular granule into the desired shape, pushes the granule into the bone defect portion or the foot portion,

본 발명에서 상기 압출용기는 압출방식에 의해 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 제공할 수 있는 것이면 제한이 없으며 예컨대 주사기일 수 있다. In the present invention, the extrusion container is not limited as long as it is capable of providing an alternative bone grains aggregate of the present invention by an extrusion method, and may be, for example, a syringe.

도 1은 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 수용하는 압출용기의 일 실시예를 도시한 결합도이고, 도 2 내지 도 5는 각각 도 1의 압출용기를 구성하는 몸체(1), 밀대(2), 가스켓(3) 및 뚜껑(4)의 일 실시예를 도시한 사시도이다.Fig. 1 is a coupling view showing an embodiment of an extrusion container for accommodating alternate bone grains for alternate bone grafting according to the present invention. Fig. 2 to Fig. 5 respectively show a body 1, a plunger 2, A gasket 3 and a lid 4 according to an embodiment of the present invention.

그리고, 도 6은 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 수용한 압출용기의 일 실시예를 촬영한 사진이고, 도 7는 상기 도 6의 실시예에서 뚜껑을 열고 압출을 시행하여 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체 일부를 압출용기 밖으로 배출한 후 용기로부터 분리한 상태를 촬영한 사진이다.FIG. 6 is a photograph of an embodiment of the extrusion container accommodating the alternate bone grains for alternate bone grafts of the present invention. FIG. 7 is a photograph of the alternative granule granules of the present invention by opening the lid and performing extrusion in the embodiment of FIG. And a part of the agglomerate is taken out of the extrusion container and then separated from the container.

한편, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 물 100 중량부에 콜라겐 0.7 내지 2.5 중량부, 바람직하게는 0.8 내지 2.3 중량부, 보다 바람직하게는 0.9 내지 2.1 중량부, 및 염화수소 0.02 내지 0.06 중량부, 바람직하게는 0.03 내지 0.05 중량부, 보다 바람직하게는 0.035 내지 0.045 중량부를 첨가하여 콜라겐 혼합액을 제조하는 단계로부터 시작된다. 염화수소의 양이 상기 범위 미만이면 콜라겐의 용해성이 충분하지 않아 전술한 양의 콜라겐을 모두 용해시킬 수 없고, 반대로 상기 범위를 초과하면 높은 산성으로 인해 인체에 유해한 결과를 낳는다.Meanwhile, the method for producing an alternative bone grains aggregate for alternate bone grafting according to the present invention comprises adding 0.7 to 2.5 parts by weight, preferably 0.8 to 2.3 parts by weight, more preferably 0.9 to 2.1 parts by weight of collagen, 0.02 to 0.06 part by weight of hydrogen chloride, , Preferably 0.03 to 0.05 part by weight, more preferably 0.035 to 0.045 part by weight of the collagen mixture is added to the collagen mixture. If the amount of hydrogen chloride is less than the above range, the solubility of collagen is not sufficient and the collagen in the amount described above can not be completely dissolved. On the other hand, if the amount exceeds the above range, high acidity results in deleterious effects on the human body.

이처럼 콜라겐 혼합액이 조제되면 혼합액 중의 콜라겐을 용해시켜 콜라겐 수용액을 제조하게 된다. 이어서 상기 콜라겐 수용액 40 내지 70 중량%, 바람직하게는 45 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 60 중량%, 및 인산칼슘 화합물 30 내지 60 중량%, 바람직하게는 35 내지 55 중량%, 보다 바람직하게는 40 내지 50 중량%를 혼합하여 대체골용 혼합물을 제조한다.When the collagen mixture solution is prepared as described above, collagen in the mixture solution is dissolved to prepare an aqueous collagen solution. And more preferably 40 to 70 wt%, preferably 45 to 65 wt%, more preferably 50 to 60 wt%, and calcium phosphate compound 30 to 60 wt%, preferably 35 to 55 wt%, of the above collagen aqueous solution 40 to 50% by weight are mixed to prepare an alternative ointment mixture.

상기 인산칼슘 화합물은 인산칼슘 화합물 미립자를 분무건조한 후 소결시켜 상기 미립자들을 서로 뭉치게 함으로써 거대입자화할 수 있다.The calcium phosphate compound can be macerated by spraying and drying the calcium phosphate compound fine particles and sintering the fine particles to aggregate them.

인산칼슘 화합물에 대한 콜라겐의 상대적인 함량이 상기 범위 미만이면 전술한 바와 같이, 그래뉼 응집체를 손으로 문질러 전단력을 부여했을 때 쉽게 부스러지기 때문에 응집체를 조심해서 다루어야 하고 이는 시술자의 작업성을 현저히 떨어뜨리는 문제점으로 작용한다. 반대로, 상대적인 함량이 상기 범위를 초과하면 전술한 바와 같이 과량의 콜라겐으로 인해 인산칼슘 화합물과 혼합한 혼합액의 점도가 지나치게 상승하여 대체골의 균일한 분산이 곤란한 문제점이 있다.If the relative content of the collagen to the calcium phosphate compound is less than the above range, the aggregate should be handled with care since the granule aggregate is easily rubbed when the shear force is applied by hand rubbing as described above, Lt; / RTI > On the other hand, when the relative content exceeds the above range, the viscosity of the mixed solution mixed with the calcium phosphate compound due to excessive collagen is excessively increased as described above, which makes it difficult to uniformly disperse the alternative bone.

인산칼슘 화합물과 콜라겐을 혼합한 상기 대체골용 혼합물은 그 다음 동결시키고 이후 동결건조함으로써 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하게 된다. 상기 동결건조는 -90 내지 -50 ℃, 바람직하게는 -80 내지 -60 ℃, 보다 바람직하게는 -75 내지 -65 ℃에서 이루어질 수 있는데, 상기 범위 이내일 때 지나친 경제성 하락을 억제하면서도 건조시간이 과도하게 늘어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 동결건조는 24 내지 96 시간, 바람직하게는 30 내지 84 시간, 보다 바람직하게는 36 내지 72 시간 동안 이루어질 수 있는데, 상기 범위 이내일 때 지나친 경제성 하락을 억제하면서도 그래뉼 응집체의 완전한 건조가 가능해진다.The alternate osseous mixture, which is a mixture of calcium phosphate compound and collagen, is then frozen and then lyophilized to produce the alternate bone granulation aggregate of the present invention. The freeze-drying can be performed at -90 to -50 캜, preferably -80 to -60 캜, more preferably -75 to -65 캜. When the temperature is within the above range, It is possible to prevent excessive stretching. The lyophilization may be performed for 24 to 96 hours, preferably 30 to 84 hours, more preferably 36 to 72 hours. When the amount is within the above range, the granular aggregate can be completely dried while suppressing excessive economic drop It becomes.

본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법은 또한 상기 동결 단계 이전에 상기 대체골용 혼합물을 압출용기에 충전(充塡)하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 동결건조 후에는 멸균하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 멸균은 본 발명이 속한 기술분야에서 사용할 수 있는 멸균방법이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 감마선을 이용한 멸균일 수 있다.The method for manufacturing an alternative bone graft aggregate according to the present invention may further comprise the step of filling the extruded container with the alternative bone mixture before the freezing step, . The sterilization can be used without limitation as long as it is a sterilization method that can be used in the technical field of the present invention, for example, sterilization using gamma rays.

한편, 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체는 상기 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the alternative bone grains aggregate for replacement of the present invention is characterized by being manufactured by the above-mentioned production method.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

실시예Example

실시예Example 1: 대체골용 그래뉼 응집체 1: Alternative bone grains for alternate bone grafting

0.5 N HCl 7 ㎖를 첨가한 증류수 500 ㎖에 콜라겐 분말 (COLLAGEN SOLUTIONS, 네델란드) 10 g을 첨가하고 충분히 용해시켜 콜라겐 수용액을 제조했다. 평균입경 70 nm의 β-트리칼슘포스페이트 미립자를 600 ℃에서 90 분 동안 소결하여 제조한 평균입경 500 ㎛ 및 평균표면적 3.5 mm2의 β-트리칼슘포스페이트 그래뉼 5 g에 상기 콜라겐 수용액 5 g을 혼합한 후 압출용기에 충전(充塡)하였다. 상기 충전물을 동결시킨 후 -75 ℃에서 60 시간 동안 동결건조시켜 본 발명의 대체골용 그래뉼 응집체를 수득하였다. 상기 그래뉼 응집체의 점탄성을 점탄성 측정기 (Malvern, 영국)로 측정하고, 전단력 저항지수를 계산하여 다음 표 1에 나타내었다.10 g of collagen powder (COLLAGEN SOLUTIONS, the Netherlands) was added to 500 mL of distilled water to which 7 mL of 0.5 N HCl had been added and sufficiently dissolved to prepare an aqueous collagen solution. 5 g of the above-mentioned collagen aqueous solution was mixed with 5 g of beta -tricalcium phosphate granules having an average particle size of 500 mu m and an average surface area of 3.5 mm < 2 > prepared by sintering the beta -tricalcium phosphate fine particles having an average particle size of 70 nm at 600 DEG C for 90 minutes And then filled in the extrusion container. The packing was frozen and lyophilized at -75 [deg.] C for 60 hours to obtain alternate bone granulation aggregates of the present invention. The viscoelasticity of the granular aggregates was measured with a viscoelasticity meter (Malvern, UK) and the shear resistance index was calculated and shown in Table 1 below.

실시예 2: 하이드록시아파타이트Example 2: Hydroxyapatite

실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 상기 β-트리칼슘포스페이트 대신 하이드록시아파타이트 (시지바이오, 한국)를 사용하였다. 이렇게 제조한 그래뉼 응집체의 점탄성 및 전단력 저항지수는 다음 표 1에 나타내었다.The same procedure as in Example 1 was carried out, and hydroxyapatite (CisioBio, Korea) was used in place of? -Tricalcium phosphate. The viscoelastic and shear resistance indexes of the thus-prepared granular aggregates are shown in Table 1 below.

실시예 3: 골형성 촉진인자의 추가Example 3: Addition of an osteogenesis promoting factor

실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 상기 증류수에 BMP-2 (대웅제약, 한국) 0.25 mg을 추가하였다. 이렇게 제조한 그래뉼 응집체의 점탄성 및 전단력 저항지수는 다음 표 1에 나타내었다.The same procedure as in Example 1 was followed, and 0.25 mg of BMP-2 (Daewoong Pharm, Korea) was added to the distilled water. The viscoelastic and shear resistance indexes of the thus-prepared granular aggregates are shown in Table 1 below.

비교예 1: 콜라겐의 과량 사용Comparative Example 1: Excessive use of collagen

실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 상기 콜라겐 분말을 20 g 사용하였다. 이렇게 제조한 그래뉼 응집체의 점탄성 및 전단력 저항지수는 다음 표 1에 나타내었다. 본 발명의 범위를 초과하는 양의 콜라겐을 포함한 결과 점탄성이 지나치게 상승하고 (측정값은 낮아지고), 전단력 저항지수 역시 본 발명의 범위를 벗어났다. 그리고, 지나친 점탄성으로 인해 인산칼슘 화합물과 혼합한 혼합액의 점도가 너무 높아져 대체골의 균일한 분산이 곤란한 문제점이 나타났다.The procedure of Example 1 was followed and 20 g of the collagen powder was used. The viscoelastic and shear resistance indexes of the thus-prepared granular aggregates are shown in Table 1 below. Including collagen in quantities exceeding the scope of the present invention resulted in an excessively high viscoelasticity (measured values were reduced) and shear resistance index was also outside the scope of the present invention. Further, the viscosity of the mixture solution mixed with the calcium phosphate compound becomes too high due to the excessive viscoelasticity, and it is difficult to uniformly disperse the alternative bone.

비교예 2: 콜라겐의 미량 사용Comparative Example 2: Using a trace amount of collagen

실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 상기 콜라겐 분말을 1 g 사용하였다. 이렇게 제조한 그래뉼 응집체의 점탄성 및 전단력 저항지수는 다음 표 1에 나타내었다. 본 발명의 범위에 못미치는 양의 콜라겐을 포함한 결과 점탄성이 지나치게 낮고 (측정값은 높아지고), 전단력 저항지수 역시 본 발명의 범위를 벗어났다. 그리고, 현저히 낮은 점탄성으로 인해 그래뉼 응집체를 손으로 문질러 전단력을 부여했을 때 쉽게 부스러지기 때문에 응집체를 조심해서 다루어야 했고 이는 시술자의 작업성을 현저히 떨어뜨리는 문제점으로 나타났다.The same procedure as in Example 1 was carried out, and 1 g of the collagen powder was used. The viscoelastic and shear resistance indexes of the thus-prepared granular aggregates are shown in Table 1 below. As a result of including collagen in an amount that is less than the range of the present invention, the resultant viscoelasticity is too low (the measured value is high) and the shear resistance index is out of the scope of the present invention. And, because of the remarkably low viscoelasticity, when the granule agglomerate is rubbed by the hand, it is easily broken when the shear force is applied, so the agglomerate has to be treated with care, which is a problem that the workability of the practitioner is significantly lowered.

점탄성 (°)Viscoelasticity (°) 전단력 저항지수 (×10-9)Shear resistance index (× 10 -9 ) 실시예 1Example 1 4.24.2 536536 실시예 2Example 2 4.34.3 515515 실시예 3Example 3 4.54.5 427427 비교예 1Comparative Example 1 0.80.8 48524852 비교예 2Comparative Example 2 9.29.2 1616

시험예 1 및 2: 흡수성Test Examples 1 and 2: Absorbency

상기 실시예 1의 대체골용 그래뉼 응집체와 시판 중인 종래 인산칼슘 화합물 응집체 (한스바이오메드, 한국)의 흡수성을 측정하고 이를 도 8 및 도 9에 나타내었다. 상기 흡수성은 청색 액체에 대한 응집체의 흡수 정도를 사진 촬영하여 측정하였으며, 도 8은 실시예 1의 응집체를 촬영한 사진이고, 도 9는 시판 중인 응집체를 촬영한 사진이다. 상기 도 8 및 도 9로부터 본원발명의 흡수성이 종래기술에 비해 월등함을 알 수 있으며, 이러한 높은 흡수성은 혈액을 통한 물질전달을 활성화시켜 골 재생속도를 높이고, 혈액에 대해 대체골이 밀려나는 문제점을 해결하게 된다.The absorbency of the alternate bone granule aggregate of Example 1 and the commercially available conventional calcium phosphate compound agglomerate (Hans BioMed, Korea) was measured and shown in FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a photograph of the aggregate of Example 1, and FIG. 9 is a photograph of a commercially available aggregate. FIG. 8 and 9, it can be seen that the absorbability of the present invention is superior to that of the prior art. Such a high absorbability enhances the bone regeneration rate by activating mass transfer through the blood, .

제조예 1: 대체골용 그래뉼 응집체 (1)Preparation Example 1: Alternative bone graft aggregates (1)

0.5 N HCl 7 ㎖를 첨가한 증류수 500 ㎖에 콜라겐 분말 (COLLAGEN SOLUTIONS, 네델란드) 10 g을 첨가하고 충분히 용해시켜 콜라겐 수용액을 제조했다. 평균입경 70 nm의 β-트리칼슘포스페이트 미립자를 600 ℃에서 90 분 동안 소결하여 제조한 평균입경 500 ㎛ 및 평균표면적 32 mm2의 β-트리칼슘포스페이트 그래뉼 5 g에 상기 콜라겐 수용액 5 g을 혼합한 후 압출용기에 충전(充塡)하였다. 상기 충전물을 동결시킨 후 -75 ℃에서 60 시간 동안 동결건조시켜 대체골용 그래뉼 응집체를 수득하였다. 10 g of collagen powder (COLLAGEN SOLUTIONS, the Netherlands) was added to 500 mL of distilled water to which 7 mL of 0.5 N HCl had been added and sufficiently dissolved to prepare an aqueous collagen solution. 5 g of the above-mentioned collagen aqueous solution was mixed with 5 g of beta -tricalcium phosphate granules having an average particle size of 500 mu m and an average surface area of 32 mm < 2 > prepared by sintering the beta -tricalcium phosphate fine particles having an average particle size of 70 nm at 600 DEG C for 90 minutes And then filled in the extrusion container. The packing was frozen and lyophilized at -75 ° C for 60 hours to obtain alternate bone granulation aggregates.

제조예 2: 대체골용 그래뉼 응집체 (2)Preparation Example 2: Alternative bone graft substitute (2)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 평균표면적이 0.03 mm2인 β-트리칼슘포스페이트 그래뉼을 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out to prepare an alternative bone grains aggregate for granulation using β-tricalcium phosphate granules having an average surface area of 0.03 mm 2 .

제조예 3: 대체골용 그래뉼 응집체 (3)Preparation Example 3: Alternative bone graft substitute (3)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 평균입경이 0.01 mm인 β-트리칼슘포스페이트 그래뉼을 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out to prepare an alternate bone grains aggregate for granulation using β-tricalcium phosphate granules having an average particle diameter of 0.01 mm.

제조예 4: 대체골용 그래뉼 응집체 (4)Preparation Example 4: Alternate bone graft aggregate (4)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 평균입경이 5 mm인 β-트리칼슘포스페이트 그래뉼을 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The procedure of Preparation Example 1 was followed and β-tricalcium phosphate granules having an average particle diameter of 5 mm were used to prepare alternate bone granule aggregates.

제조예 5: 대체골용 그래뉼 응집체 (5)Preparation Example 5: Alternative bone graft aggregates (5)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 평균입경이 3 nm인 β-트리칼슘포스페이트 미립자를 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedures as in Preparation Example 1 were carried out to prepare alternate bone grains for alternate bone grains using β-tricalcium phosphate fine particles having an average particle size of 3 nm.

제조예 6: 대체골용 그래뉼 응집체 (6)Preparation Example 6: Alternate bone graft aggregate (6)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 평균입경이 10 ㎛인 β-트리칼슘포스페이트 미립자를 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedures as in Preparation Example 1 were carried out to prepare alternate bone grains for alternate bone grains using β-tricalcium phosphate microparticles having an average particle diameter of 10 μm.

제조예 7: 대체골용 그래뉼 응집체 (7)Preparation Example 7: Alternative bone graft substitute (7)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 소결온도를 400 ℃로 하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedures as in Production Example 1 were carried out, and the sintering temperature was set to 400 ° C to prepare alternate granule granules for bone grafting.

제조예 8: 대체골용 그래뉼 응집체 (8)Preparation Example 8: Alternate bone graft aggregate (8)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 소결온도를 1100 ℃로 하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out, and the sintering temperature was changed to 1100 ° C to prepare an alternative aggregate granule aggregate.

제조예 9: 대체골용 그래뉼 응집체 (9)Preparation Example 9: Alternate bone graft aggregate (9)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 소결시간을 30 분으로 하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedures as in Preparation Example 1 were carried out, and a sintering time of 30 minutes was used to prepare an alternative aggregate granule aggregate.

제조예 10: 대체골용 그래뉼 응집체 (10)Preparation Example 10: Alternate bone graft aggregate (10)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 소결시간을 2 시간으로 하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The procedure of Preparation Example 1 was followed, and a sintering time of 2 hours was used to prepare an alternative aggregate granule aggregate.

제조예 11: 대체골용 그래뉼 응집체 (11)Preparation Example 11: Alternative bone graft aggregates (11)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 0.1 N HCl을 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 1 was carried out to prepare an alternative bone grains aggregate for granulation using 0.1 N HCl.

제조예 12: 대체골용 그래뉼 응집체 (12)Preparation Example 12: Alternate bone graft aggregate (12)

제조예 1과 동일한 과정을 거치되, 5 N HCl을 사용하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하였다.The same procedures as in Preparation Example 1 were carried out, and alternate bone granulation aggregates were prepared using 5 N HCl.

시험예 3 내지 14: 점탄성 및 전단력 저항지수Test Examples 3 to 14: Viscoelastic and Shear Resistance Index

상기 제조예 1 내지 12에서 제조된 그래뉼 응집체의 점탄성을 점탄성 측정기 (Malvern, 영국)로 측정하고, 전단력 저항지수를 계산하여 다음 표 2에 나타내었다.The viscoelastic properties of the granular aggregates prepared in Preparation Examples 1 to 12 were measured by a viscoelasticity meter (Malvern, UK), and shear resistance indexes were calculated and shown in Table 2 below.

점탄성 (°)Viscoelasticity (°) 전단력 저항지수 (×10-9)Shear resistance index (× 10 -9 ) 시험예 3Test Example 3 10.510.5 88 시험예 4Test Example 4 2.32.3 27742774 시험예 5Test Example 5 1.61.6 34163416 시험예 6Test Example 6 12.712.7 55 시험예 7Test Example 7 1.91.9 31963196 시험예 8Test Example 8 11.311.3 66 시험예 9Test Example 9 8.88.8 2121 시험예 10Test Example 10 2.42.4 26572657 시험예 11Test Example 11 9.19.1 1717 시험예 12Test Example 12 2.22.2 28432843 시험예 13Test Example 13 8.68.6 3232 시험예 14Test Example 14 2.62.6 24812481

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course it is possible. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the following claims.

1 : 몸체 2 : 밀대
3 : 가스켓 4 : 뚜껑
1: Body 2:
3: gasket 4: lid

Claims (8)

인산칼슘 화합물 100 중량부, 및
콜라겐 0.5 내지 3 중량부
를 포함하는 대체골용 그래뉼 응집체.
100 parts by weight of a calcium phosphate compound, and
0.5 to 3 parts by weight of collagen
≪ / RTI >
청구항 1에 있어서,
골형성 촉진인자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 대체골용 그래뉼 응집체.
The method according to claim 1,
≪ RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > further comprising an osteogenesis promoting factor.
청구항 1에 있어서,
상기 인산칼슘 화합물은 트리칼슘포스페이트, β-트리칼슘포스페이트, 모노칼슘포스페이트, 2상(biphasic) 칼슘포스페이트, 헵타칼슘포스페이트, 테트라칼슘포스페이트, 옥타칼슘포스페이트, 칼슘파이로포스페이트, 칼슘메타포스페이트, 카르보네이티드아파타이트(칼슘결핍하이드록시아파타이트), 하이드록시아파타이드, 옥시아파타이드 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 대체골용 그래뉼 응집체.
The method according to claim 1,
Wherein the calcium phosphate compound is selected from the group consisting of calcium phosphate,? -Triccium phosphate, monocalcium phosphate, biphasic calcium phosphate, hepta calcium phosphate, tetra calcium phosphate, octacalcium phosphate, calcium pyrophosphate, calcium methaphosphate, (Calcium deficient hydroxyapatite), hydroxyapatite, oxyapatite, and mixtures thereof. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 골형성 촉진인자는 전환 성장인자(transforming growth factor-beta, TGF-β), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 골 형태발생 단백질(bone morphogenic protein, BMP), 혈관내피 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 표피 성장인자(epidermal growth factor, EGF), 인슐린-유사 성장인자(insulin-like growth factor, IGF), 혈소판-유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 신경 성장인자(nerve growth factor, NGF), 간세포 성장인자(hepatocyte growth factor, HGF), 태반 성장인자 (placental growth factor, PGF), 과립구 콜로니 자극인자(granulocyte colony stimulating factor, G-CSF), 아스코르베이트 2-포스페이트(ascorbate 2-phosphate), 액티빈(activin), 인히빈(inhibin) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 대체골용 그래뉼 응집체.
The method according to claim 1,
The bone formation promoting factors include transforming growth factor-beta (TGF-beta), fibroblast growth factor (FGF), bone morphogenic protein (BMP), vascular endothelial growth factor vascular endothelial growth factor (VEGF), epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor (IGF), platelet-derived growth factor (NGF), hepatocyte growth factor (HGF), placental growth factor (PGF), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), ascorbate Wherein the granule is selected from the group consisting of ascorbate 2-phosphate, activin, inhibin, and mixtures thereof.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항의 대체골용 그래뉼 응집체를 수용한 압출용기.An extrusion container containing an alternate bone grains aggregate of any one of claims 1 to 4. 청구항 5에 있어서,
상기 압출용기는 주사기인 것을 특징으로 하는 압출용기.
The method of claim 5,
Wherein the extrusion vessel is a syringe.
(A) 물 100 중량부에
콜라겐 0.7 내지 2.5 중량부, 및
염화수소 0.02 내지 0.06 중량부를 첨가하여 콜라겐 혼합액을 제조하는 단계,
(B) 상기 콜라겐 혼합액에서 콜라겐을 용해시켜 콜라겐 수용액을 제조하는 단계,
(C) 상기 콜라겐 수용액 40 내지 70 중량%, 및 인산칼슘 화합물 30 내지 60 중량%를 혼합하여 대체골용 혼합물을 제조하는 단계,
(D) 상기 대체골용 혼합물을 동결시키는 단계, 및
(E) 상기 동결된 대체골용 혼합물을 동결건조하여 대체골용 그래뉼 응집체를 제조하는 단계를 포함하는 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법.
(A) 100 parts by weight of water
0.7 to 2.5 parts by weight of collagen, and
Adding 0.02 to 0.06 part by weight of hydrogen chloride to prepare a collagen mixture,
(B) dissolving collagen in the collagen mixture to prepare an aqueous collagen solution,
(C) mixing 40 to 70% by weight of the collagen aqueous solution and 30 to 60% by weight of a calcium phosphate compound to prepare a bone substitute mixture,
(D) freezing the alternative bone-marrow mixture, and
(E) lyophilizing said frozen alternate bone-filling mixture to produce alternate bone grains for alternate bone grains.
청구항 7에 있어서,
상기 단계 (C) 이후 단계 (D) 이전에 상기 대체골용 혼합물을 압출용기에 충전(充塡)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 대체골용 그래뉼 응집체의 제조방법.
The method of claim 7,
Further comprising filling the alternate osseous mixture into an extrusion vessel after step (C) and after step (D). ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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