KR20190050025A - 치과용 티슈 확장기 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 개시 내용의 일 구체예에 따르면, 본 개시 내용은 투과도가 조절된 다공성 실리콘 멤브레인을 이용하여 치은 내 골 결손부의 재생능 및 편의성이 개선된 자가-팽창성 치과용 티슈 확장기 및 이의 제조방법이 개시된다.

Description

치과용 티슈 확장기 및 이의 제조방법{Tissue Expander for Dental Applications and Method for Fabricating the Same}

본 개시 내용은 치과용 티슈 확장기 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 투과도가 조절된 다공성 실리콘 멤브레인을 이용하여 치은 내 골 결손부의 재생능 및 편의성이 개선된 자가-팽창성 치과용 티슈 확장기 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

생활수준 향상에 따른 임플란트(implant) 시술 환자가 증가함에 따라, 구강 내 매식 재료 개발에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 치아 임플란트 시술은 대체적으로, 환자의 잇몸을 절개한 후, 그 속에 있는 치조골에 임플란트용 포스트를 삽입하고, 임플란트용 포스트에 인공치아(crown)를 결합함으로써 완성된다. 임플란트 시술을 하기 위하여는 픽스츄어(fixture)가 식립되는 치조골이 충분한 길이 및 폭을 가져야 하나, 뼈는 다른 조직에 흡수되거나 소실되는 경우가 많다.

임플란트 시술 시 구강 내 소실된 골의 재생 및 시술 방법으로는 주로 골 이식재(bone graft materials) 및 차폐막(barrier membrane)을 이용한 골유도 재생술(guided bone regeneration; GBR)이 시행되고 있다. 이러한 골유도 재생술은 골 결손부에 골 이식재를 주입한 후에 차폐막을 덮어 뼈가 자라도록 유도하는 시술로서 임플란트 이식 성공률을 결정하는 중요한 요소이다.

그러나, 임플란트 식립 전에 골량이 부족할 경우, 치아를 덮고 있는 치은이 퇴축되는 현상(즉, 잇몸이 치근 측으로 내려앉아 치근이 노출된 상태)이 발생하여 치조골의 재생에 요구되는 공간이 부족하게 된다. 특히, 수직적 골 결손 환자의 골재생 유도술에 있어서, 치은의 량이 충분하지 않을 경우에는 재료의 노출 발생 확률이 높기 때문에 시술의 성공률을 저하시킬 수 있다. 더 나아가, 치은 퇴축 현상이 일어날 경우, 치은 두께가 감소하므로 상대적으로 치아가 길게 보이며, 더 나아가 치아와 치아 사이의 공간에 트라이앵글이 형성되거나 더 커지게 된다.

따라서, 골 유도 재생술의 시술에 앞서 티슈 확장기를 이식시켜 퇴축된 치은을 확장시킴으로써 치조골 재생을 위한 충분한 공간을 확보하는 기술이 개발된 바 있다. 이러한 티슈 확장기는 치과 시술 시 조직 내에 일정 기간 동안 삽입되는 바, 기존 치은을 확장하고 새로운 치은이 생성되도록 성장을 유도하는 기구를 의미할 수 있다. 구체적으로, 티슈 확장기는 퇴축된 치은 하부에 삽입하여 이식되며, 수 주간에 걸친 팽윤 과정을 거친 후에 치은으로부터 제거된다.

이와 같이, 티슈 확장기는 이식 기간 동안 체적 팽윤이 일어남으로써 충분한 골 이식용 공간 및 연조직을 확보할 수 있고, 골 증대 시술의 편의성을 확보할 수 있도록 한다. 또한, 효과적인 수직적 골 증대 효과를 통하여 시술 성공률 높일 수 있고, 무절개 시술을 통하여 환자의 고통을 저감하는 기능을 한다.

이와 관련하여, 실리콘 막을 이용한 기술이 알려져 있는 바, 유사 체액을 주입하는 방식으로 균일한 체적 팽윤이 가능한 장점을 갖고 있다. 다만, 주입 포트를 이용하여 장기간에 걸쳐 유사 체액을 주입하여 체적을 조절해야 하고, 외력에 의한 보형물 파손 시 유사 체액이 유출되어 위험도를 증가시키는 단점을 갖는다.

한편, 자가 팽윤 특성을 갖는 하이드로겔을 기반으로 하는 티슈 확장기가 개발되었는데, 삼투압을 통하여 체액(조직 간 유체)을 흡수함으로써 확장되는 원리를 이용한다 이러한 타입의 티슈 확장기는 통상적으로 약 700 내지 1000%의 체적 팽윤을 나타내는 하이드로겔을 실리콘 멤브레인이 둘러싸는 형태로 이루어져 있는 바, 이때 실리콘 멤브레인은 삼투압에 의하여 체액을 이동시키는 경로를 제공함으로써 내부에 위치하는 하이드로겔이 팽윤되도록 한다. 상기 티슈 확장기는 시술 방법이 간단하고, 적용증에 따라 다양한 사이즈의 티슈 확장기를 사용할 수 있으며, 특히 치은 확장 용도에 특화된 성능을 제공할 수 있다.

최근에는 티슈 확장기의 시술 편의성 및 치은 내 고정성을 개선하는 기술 또는 조직 재생기능을 부가하는 기술을 중심으로 연구가 이루어지고 있다. 예를 들면, 국내특허번호 제1668679호는 티슈 확장기를 실린더형이 아닌 다각형으로 구성하여 치은 내 삽입 및 고정을 용이하게 할 수 있고, 또한 하이드로겔의 알칼리 처리를 통하여 하이드로겔의 팽창율을 조절하는 점을 개시하고 있다. 또한, 국내등록실용신안번호 제475611호 역시 하이드로겔을 실린더 형이 아닌 다각기둥형, 타원기둥형 또는 유선형으로 제작하여 시술 편의성을 개선하는 기술을 개시하고 있다. 한편, 조직 재생기능을 부가한 기술은 국내특허번호 제1446964호에 개시되어 있는 바, 하이드로겔에 특정 펩타이드 링커를 통하여 성장 인자를 연결시켜 조직 재건을 촉진한다.

그러나, 전술한 종래 기술의 경우, 시술 편의성을 어느 정도 개선할 수 있으나, 티슈 확장기의 가장 핵심적인 인자인 체액의 흡수능 및 팽윤도 면에서 개선 필요성이 있는 바, 여전히 티슈 확장기가 원하는 체적 수준으로 팽윤되는데 비교적 많은 시간이 소요된다. 또한, 하이드로겔을 둘러싸고 있는 실리콘 멤브레인의 경우, 내부의 하이드로겔이 필요 이상으로 팽윤되는 것을 물리적으로 억제하는 역할을 하나, 소수성을 나타내므로 티슈 확장기가 체액을 효과적으로 흡수하는데 장애 요소로 작용하는 경향을 갖는다.

소수성 실리콘 멤브레인에 의한 체액 이동 저하 문제점을 완화하기 방안으로 실리콘 멤브레인에 니들 펀칭 방식 등을 이용하여 약 0.3 내지 0.7 mm 사이즈를 갖는 다수의 홀을 형성하는 기술도 개발되었으나, 물리적 방식으로 복수의 홀을 균일하게 형성하기 곤란하고, 접촉 부위에 따라서는 불규칙하거나 불충분한 흡수 거동을 나타낸다. 더욱이, 물리적 방식으로 홀을 형성할 경우, 기계적 물성의 약화로 인하여 실리콘 멤브레인에 손상을 유발할 수 있기 때문에 내부의 하이드로겔이 유출되는 위험성도 존재한다.

따라서, 전술한 종래 기술의 한계를 극복하고, 보다 효과적인 체액 흡수능 및 팽윤 특성을 나타내는 치은 확장기의 제조 필요성이 존재한다.

본 개시 내용의 구체예에서는 치은 내에서 체액을 짧은 시간 내에 흡수할 수 있고, 외부 체액의 이동 속도에 대한 제어능을 제공하여 양호한 팽윤 특성을 나타내는 티슈 확장기 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 개시 내용의 다른 구체예에서는 종래에 외부로부터 체액을 이동하는 경로를 제공하는 것으로 인식된 실리콘 멤브레인이 체액을 흡수하고, 더 나아가 팽윤할 수 있도록 구성함으로써 추가적으로 개선된 흡수능을 발휘할 수 있는 티슈 확장기 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 개시 내용의 제1 면에 따르면,

치과용 티슈 확장기의 제조방법으로서,

a) 소정 형상을 갖는 자가 팽윤성 하이드로겔을 제조하는 단계;

b) 염침법에 의하여 1 내지 100 ㎛의 포어 사이즈를 갖는 다공성 실리콘 멤브레인을 제공하는 단계, 상기 다공성 실리콘 멤브레인은 상기 하이드로겔의 전체 외측 표면을 둘러쌀 수 있는 사이즈를 가짐을 가짐;

c) 상기 하이드로겔을 상기 다공성 실리콘 멤브레인으로 둘러쌈으로써 하이드로겔 코어 상에 다공성 실리콘 멤브레인 쉘이 형성된 코어-쉘 구조물을 형성하는 단계, 여기서 상기 티슈 확장기를 구강 내 치조골 또는 치은 조직에 고정하기 위하여 상기 코어-쉘 구조물은 이의 적어도 일 단부에 상기 다공성 실리콘 멤브레인이 연장 접합된 영역을 구비함;

을 포함하며,

상기 다공성 실리콘 멤브레인을 제공하는 단계는,

1 내지 100 ㎛ 범위의 입자 사이즈를 갖는 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인을 성형하는 단계, 상기 다공성 실리콘 멤브레인의 성형용 원료 분산물 기준으로 2 내지 9 중량%임; 및

상기 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인에 대하여 상기 염 파우더에 대한 용해능을 갖는 용매로 처리하여 상기 실리콘 멤브레인으로부터 염 파우더를 제거함으로써 포어를 형성하는 단계;

를 포함하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법이 제공된다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인을 성형하는 단계는 상기 염 파우더와 함께 고흡수성 고분자 파우더를 분산시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시 내용의 제2 면에 따르면,

치과용 티슈 확장기로서,

소정 형상을 갖는 자가 팽윤성 하이드로겔 코어;

상기 하이드로겔 코어를 둘러쌈으로써 코어-쉘 구조물을 형성하며, 염침법에 의하여 1 내지 100 ㎛의 포어 사이즈를 갖는 다공성 실리콘 멤브레인 쉘; 및

상기 티슈 확장기를 구강 내 치조골 또는 치은 조직에 고정하기 위하여 상기 코어-쉘 구조물의 적어도 일 단부 방향으로 형성된 실리콘 멤브레인 재질의 접합부;

를 포함하며,

여기서, 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘은 8 내지 35%의 공극율, 적어도 8.5 MPa의 인장 강도 및 적어도 700%의 신장율을 나타내는 치과용 티슈 확장기가 제공된다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘은 10 내지 200 ㎛의 사이즈를 갖는 초흡수성 고분자 입자를 더 포함하며, 상기 초흡수성 고분자 입자는 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘에 0.1 내지 5 중량%로 분산될 수 있다.

본 개시 내용의 구체예에 따르면 염침법을 통하여 제조된 다공성 실리콘 멤브레인을 이용하여 하이드로겔 코어-실리콘 멤브레인 쉘 형태의 치과용 티슈 확장기를 제조할 수 있는 바, 실리콘 멤브레인 쉘에 수분이동 통로를 제공하는 다수의 포어가 균일하게 분포됨으로써 티슈 확장기의 체액에 의한 팽윤 속도 및 흡수도를 높일 수 있기 때문에 종래기술에서 퇴축된 치은 내 조직을 확장하기 위하여 요구되는 팽윤 기간(약 4 내지 8주)에 비하여 짧은 시간(예를 들면, 약 2 내지 3주) 내에 높은 수준으로 팽윤될 수 있고, 이와 동시에 시술 과정 및/또는 구강 내 삽입 환경에서 견딜 수 있는 양호한 기계적 강도를 제공하여 실리콘 멤브레인 쉘의 두께를 저감할 수 있기 때문에 두께 감소에 따른 수분 흡수능의 증가 효과 역시 달성할 수 있다.

더 나아가, 실리콘 멤브레인에 초흡수성 고분자 입자를 추가적으로 도입함으로써 소수성의 실리콘 재질로 인한 낮은 흡수능을 개선할 수 있는 등, 치과용, 특히 임플란트 시술 과정에서 실시하는 골유도 재생술을 효과적으로 수행할 수 있다.

따라서, 향후 광범위한 상용화가 기대된다.

도 1a 내지 도 1b는 각각 본 개시 내용의 예시적 구체예에 따른 티슈 확장기의 개략적인 평면도 및 외관을 나타내는 사진이고;
도 2는 실시예 1에서 제조된 하이드로겔 코어의 형상을 나타내는 사진이고;
도 3은 실시예 1에서 염침법에 의하여 다공성이 형성된 실리콘 멤브레인 표면의 외관을 나타내는 사진이고;
도 4a 및 도 4b는 실시예 1에서 다공성 실리콘 멤브레인으로 하이드로겔 코어를 둘러싸고 접합하기 위한 접착 몰드 및 접합 후 절단 과정을 통하여 제작된 티슈 확장기의 외관을 나타내는 사진이고;
도 5a 및 도 5b 각각은 실시예 1 및 실시예 4 내지 6 각각에서 제작된 티슈 확장기에 있어서 다공성 실리콘 멤브레인 두께에 따른 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도 테스트 결과를 나타내는 그래프이고;
도 6a 및 도 6b 각각은 실시예 1, 그리고 비교예 1 및 2 각각에 있어서 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도 테스트 결과를 나타내는 그래프이고;
도 7a 및 도 7b 각각은 실시예 7에서 다공성 실리콘 멤브레인 제조 과정 중 고흡수성 고분자 입자를 분산시킨 멤브레인 및 이를 이용하여 제작된 티슈 확장기의 외관을 나타내는 사진이고; 그리고
도 8a 및 도 8b 각각은 실시예 7에서 다공성 실리콘 멤브레인 내에 고흡수 고분자 입자를 혼입함에 따른 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.

본 명세서에 있어서, "고분자"는 단일중합체 및 공중합체를 모두 포함하며, 공중합체는 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

"친수성"은 고분자, 재료 또는 관능기가 물에 대하여 친화성을 갖는 것을 의미할 수 있다.

"하이드로겔"은 다량의 물을 흡수할 수 있는 3차원적, 친수성 또는 양친매성 고분자 네트워크를 의미할 수 있는 바, 상기 고분자 네트워크는 단일중합체 또는 공중합체일 수 있고, 공유 화학적 또는 물리적(이온성, 소수성 상호작용, 얽힘 현상 등) 가교 연결의 존재로 인하여 불용성을 나타낸다. 이때, 가교 연결은 네트워크 구조 및 물리적 통합성을 제공하는 바, 하이드로겔은 수성 매질에서 팽윤시키는 수분 등의 매질과 열역학적 상용성을 나타낼 수 있다. 일반적으로, "겔"은 2 연속 상을 갖는 바, 하이드로겔은 액체 상이 물인 겔을 의미한다. 하이드로겔 내 네트워크의 사슬에는 포어가 존재할 수 있고, 상당한 비율의 포어가, 예를 들면 약 1 내지 1000 nm, 구체적으로 약 10 내지 500 nm, 보다 구체적으로 30 내지 100 nm의 치수를 갖는 방식으로 연결될 수 있다.

"가교된 고분자 네트워크"는 소수성 분자들, 친수성 분자들, 그리고 소수성 분자와 친수성 분자 간에 가교 결합이 형성되는 상호 연결(interconnected) 구조를 의미할 수 있다.

"실리콘(silicone)"은 광의로는 실리콘과 산소가 교대로 결합되어 있는 사슬을 포함하는 폴리오가노 실록산 고분자를 의미할 수 있는 바, 실리콘 원자에 부착된 다양한 유기 그룹으로 개질될 수 있다. 부착된 유기 그룹, 분자량 및 사슬 간 가교도에 따라 오일성 유체(또는 액상), 엘라스토머 또는 고체상 수지의 형태를 나타낼 수 있다. 또한, "실리콘 엘라스토머"는 경화 또는 가교된 실리콘 고분자를 의미할 수 있다.

"고흡수성 고분자"는 자체 중량의 약 200 내지 1500배, 구체적으로 약 500 내지 1000배, 보다 구체적으로 약 700 내지 900 배의 물을 흡수할 수 있는 고분자를 의미할 수 있다.

어떠한 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 별도의 언급이 없는 한, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

"상에" 또는 "상측에" 및 "하측에" 또는 "아래에"와 같은 용어는 구성 요소 또는 부재 간의 상대적인 위치 관계를 기술하는 것으로 이해될 수 있으며, "상측에 위치한다" 또는 "하측에 위치한다"는 용어는 특정 대상과 접촉된 상태뿐만 아니라 접촉되지 않은 상태에서 상대적인 위치 관계를 표현하는 것으로 이해될 수 있다.

도 1a 내지 도 1b는 각각 본 개시 내용의 예시적 구체예에 따른 티슈 확장기의 개략적인 평면도 및 외관을 나타낸다.

상기 도시된 구체예에 따르면, 티슈 확장기(10)는 크게 하이드로겔 코어(11), 다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12), 그리고 하이드로겔 코어(11)/다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12)의 코어-쉘 구조물의 일 단부 방향으로 연장 형성된 실리콘 재질의 접합부(13)를 포함한다. 이와 관련하여, 다공성 실리콘 멤브레인(12)은 소정 형상의 하이드로겔(11)을 둘러쌈으로써 코어-쉘 구조물을 형성한다. 이때, 다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12)은 삼투압에 의하여 체액이 이동되는 경로를 제공하여 외부 체액이 하이드로겔 코어(11)에 흡수되도록 하고, 또한 하이드로겔 코어(11)에 비하여 증가된 체적을 제공하여 내부의 하이드로겔 코어(11)의 팽윤 공간을 제공하면서도 지나치게 팽윤되는 것을 억제하는 기능을 갖는다. 예시적으로, 다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12) 내면이 하이드로겔 코어(11)의 표면 중 적어도 일부에 접한 상태일 수 있는 바, 이 경우 다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12)을 투과하여 도입된 체액이 효과적으로 하이드로겔 코어(11)로 전달될 수 있다.

한편, 접합부(13)는 티슈 확장기(10)를 치조골 또는 치은 조직에 고정하기 위한 영역을 제공할 수 있는 바, 예를 들면 치은 조직 내에 삽입 시 고정 스크류로 접합부(13)을 관통시킨 형태로 적용할 수 있다. 이와 관련하여, 접합부(13)는, 예를 들면 날개 형상, 블레이드 형상, 반원 또는 반타원 형상, 지느러미 형상 등일 수 있으며, 전형적으로 실리콘 재질의 멤브레인이 압착된 형태일 수 있다. 또한, 도시된 구체예에서는 접합부(13)가 코어-쉘 구조물의 특정 방향의 일 단부에 연장 형성되어 있으나, 이에 대향하는 단부에도 연장 형성될 수 있다. 이와 함께, 코어-쉘 구조물의 다른 방향의 서로 대향하는 단부 중 적어도 하나에 돌출되거나 연장되는 형태로 접합 형성될 수도 있다.

하이드로겔 코어

예시적 구체예에 있어서, 하이드로겔(11)은 자가 팽윤성 고분자 하이드로겔로서 수분 또는 체액을 흡수하면서 체적 팽창, 즉 팽윤되는 특성을 나타낸다. 이러한 하이드로겔은 티슈 확장기 중 코어를 형성하는 바, 소정 형상을 갖는다. 대표적으로, 하이드로겔 코어(11)는 실린더 형일수 있으나, 치은 내에 삽입 가능하고 체액 흡수를 위한 접촉면을 제공할 수 있는 한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 타원형 등의 다양한 형상으로 변형 가능하다.

일반적으로, 하이드로겔은 고분자(예를 들면, 친수성 고분자)가 가교된 형태에 따라 크게 2가지 그룹으로 구분된다: (i) 고분자 상호 간에 공유결합으로 연결된 하이드로겔인 화학적 하이드로겔은 수분이 존재하는 환경에 노출될 경우, 평형에 도달할 때까지 수분에 의한 팽윤이 지속적으로 일어나고; 그리고 (ii) 물리적 하이드로겔로서 친수성 고분자가 화학적 결합인 아닌 물리적 결합(구체적으로, 정전기적 상호 작용, 수소결합, 소수성 상호작용 등)에 의하여 가교되어 있다.

상술한 가교 구조로 인하여 하이드로겔은 비용해성을 나타내는 바, 이러한 고분자 내 가교 결합없이는 용해되는 경향을 갖게 된다. 특히, 3차원 네트워크 구조는 가교 결합으로 기인하는데, 가교율(crosslinking ratio)을 증가시킴으로써 하이드로겔의 기계적 안정성을 증가시킬 수 있다. 다만, 기계적 안정성은 하이드로겔이 팽윤 상태에 있는 경우에는 감소하는 경향을 갖는다.

일 구체예에 따르면, 하이드로겔 코어(11)는 가급적 인체에 대한 유해성이 없는 고분자 재질일 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합하여 하이드로겔 고분자를 제조할 수 있는 바, 이러한 에틸렌성 불포화 단량체는 특별히 제한되지는 않으나 말단에 불포화 이중 결합을 갖는 단량체일 수 있다.

하이드로겔 고분자 제조용 단량체의 예로서 (i) 고리 내에 적어도 하나의 질소 원자를 함유하고 헤테로고리 내 질소에 인접하는 카르보닐 관능기를 함유하는 N-비닐 중합성 화합물, (ii) (메타)아크릴계 단량체, 또는 (iii) 이들의 조합을 들 수 있다.

단량체 (i)의 경우, 예를 들면 N-비닐 락탐으로서, N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone), N-비닐-2-피페리돈(N-vinyl-2-piperidone), N-비닐-카프로락탐(N-vinyl-2-caprolactam), N-비닐-3-메틸-피롤리돈(N-vinyl-3-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-3-methyl-2-piperidone), N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐(N-vinyl-3-methyl-2-caprolactam), N-비닐-4-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-4-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-4-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-4-methyl-2-piperidone), N-비닐--4-메틸-2-카프로락탐(N-vinyl-4-methyl-2-caprolactam), N-비닐-5-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-5-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-5-methyl-2-piperidone), N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-4,5-디메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-4,5-dimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5,5-디메틸-피롤리돈(N-vinyl-5,5-dimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3,3,5-트리메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3,3,5-trimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5-메틸-5-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-5-methyl-5-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3,4,5-트리메틸-3-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3,4,5-trimethyl-3-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-6-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-6-methyl-2-piperidone), 이의 유도체 또는 이의 조합일 수 있다. 구체적으로는, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-카프로락탐, 이의 유도체 또는 이의 조합일 수 있다. 보다 구체적으로는 N-비닐-2-피롤리돈 또는 이의 유도체일 수 있다.

단량체 (ii)의 경우, 예를 들면 N-부틸(메타)아크릴레이트(N-butyl(meth)acrylate), 메틸(메타)아크릴레이트(methyl(meth)acrylate), 에틸(메타)아크릴레이트(ethyl(meth)acrylate), 아이소보닐(메타)아크릴레이트(isobornyl(meth)acrylate), 사이클로헥실(메타)아크릴레이트(cyclohexyl(meth)acrylate), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 하이드록시에틸 메타아크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 하이드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 하이드록시프로필 메타아크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate), 하이드록시부틸 아크릴레이트(hydroxybutyl acrylate), 2-(2-메톡시에톡시)에틸 메타크릴레이트(2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate), 또는 이의 조합을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 또는 이의 조합을 사용할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 하이드로겔은 단량체 (i) 및 단량체 (ii)의 공중합체일 수 있는 바, 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 N-비닐-2-피롤리돈 및 하기 화학식 2로 표시된 메틸메타크릴레이트의 공중합체일 수 있다. 또한, 단량체 (i) : 단량체 (ii)의 중량 비는, 예를 들면 약 99:1 내지 약 30:70, 구체적으로 약 95:5 내지 약 50:50, 보다 구체적으로 약 90:10 내지 약 60:40 범위일 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

한편, 가교제(또는 가교성 단량체)로서 N,N'-메틸렌 비스(메타)아크릴 아미드, 에틸렌 글릴콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트 또는 이의 조합을 예시할 수 있으며, 구체적으로 하기 화학식 3으로 표시되는 N,N'-메틸렌 비스아크릴 아미드일 수 있다.

[화학식 3]

이때, 가교제의 사용량은 전술한 단량체(또는 단량체 혼합물) 중량 기준으로, 예를 들면 약 0.1 내지 3 중량%, 구체적으로 약 0.15 내지 2 중량%, 보다 구체적으로 약 0.2 내지 1 중량% 범위일 수 있다.

상기 나열된 하이드로겔을 구성하는 단량체 및 가교제의 종류, 그리고 함량 범위는 예시적 목적으로 제공되는 바, 본 개시 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 중합 반응 시 개시제로서 당업계에서 알려진 라디컬 개시제를 사용할 수 있는 바, 이러한 개시제의 대표적인 예는 열중합형 개시제로서, 전형적으로 아조 비스이소브티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조 비스(2,4-디메틸펜탄니트릴), 2,2'-아조 비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 벤조일 퍼옥사이드, 디(세크부틸)퍼옥시디 카보네이트, 이소프로필퍼옥시디카보네이트로 등을 사용할 수 있다. 상기 나열된 개시제는 예시적 목적으로 기재되며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 알려진 다른 개시제의 사용을 배제하는 것은 아니다. 이와 관련하여, 개시제의 사용량은 단량체 중량 기준으로, 예를 들면 약 0.05 내지 1 중량%, 구체적으로 약 0.08 내지 0.5 중량%, 보다 구체적으로 약 0.1 내지 0.3 중량% 범위일 수 있다.

또한, 중합 온도는 약 40 내지 120℃, 구체적으로 약 50 내지 100℃, 보다 구체적으로 약 60 내지 80℃ 범위일 수 있으나, 본 개시 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 하이드로겔 코어(11)는 소정 형상을 갖는 바, 이를 위하여 원하는 형상에 대응하는 몰드를 이용하여 하이드로겔을 합성할 수 있다. 구체적으로, 하이드로겔 제조용 혼합액(예를 들면, 단량체, 가교제 및 개시제를 포함하는 단량체 혼합물)을 몰드 내로 주입한다. 이때, 몰드는, 실리콘 등의 재질일 수 있다.

그 다음, 전술한 중합 온도 범위 내에서 중합 반응을 수행하는 바, 필요에 따라서는 가열을 수반할 수 있다. 중합 반응이 개시됨에 따라 가교된 고분자 형태의 하이드로겔이 합성되는 바, 이때 예시적인 반응 시간은, 예를 들면 약 1 내지 10 시간, 구체적으로 약 2 내지 8 시간, 보다 구체적으로 약 3 내지 6 시간 범위일 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 전술한 바와 같이 성형된 하이드로겔 생성물을 몰드로부터 분리한 후에 이를 알코올 또는 2종 이상의 알코올의 혼합물로 침지시킨다. 상기 알코올은, 전형적으로 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등일 수 있고, 보다 전형적으로는 에탄올일 수 있으며, 또한 고순도 알코올(예를 들면, 적어도 약 95%, 구체적으로 적어도 약 98%, 보다 구체적으로 적어도 약 99%의 농도)일 수 있다. 이러한 침지 과정은, 예를 들면 약 20 내지 50 ℃(구체적으로 약 25 내지 35 ℃)에서 약 5 내지 20 시간(구체적으로 약 7 내지 15 시간) 동안 수행될 수 있다. 이에 앞서, 선택적으로 침지 단계에서 앞서 세척 단계를 수행할 수 있는 바, 이러한 세척액의 전형적인 예는 물(증류수)일 수 있으며, 침지에 의하여 세척할 수 있다.

이와 같이, 침지를 통한 수화 과정 후에는 수화된 하이드로겔을 감압 하에서 건조시키는 단계를 수행할 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 건조는 복수 단계에 걸쳐 수행할 수 있는 바, 예를 들면 제1 건조 단계는 예를 들면 약 40 내지 90 ℃(구체적으로 약 50 내지 80 ℃)에서 약 40 내지 60 시간(구체적으로 약 45 내지 55 시간) 동안 수행되고, 제2 건조 단계는 예를 들면 약 90 내지 120℃(구체적으로 약 100 내지 110℃)에서 약 15 내지 40 시간(구체적으로 약 20 내지 30 시간) 동안 수행될 수 있다. 이때, 건조기 내부는 감압 조건으로 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 제조되는 하이드로겔은 후술하는 바와 같이 다공성 실리콘 멤브레인으로 둘러싸여 있는 경우에도 실리콘 멤브레인을 밀어 팽윤할 수 있는 구동력을 제공하는 것이 요구될 수 있는 만큼, 예를 들면 적어도 약 800%, 구체적으로 약 850 내지 1200%, 보다 구체적으로 약 900 내지 1100% 범위의 팽윤도를 나타낼 수 있다.

다공성 실리콘 멤브레인 쉘

본 개시 내용의 일 구체예에 따르면, 다공성 실리콘 멤브레인 쉘(12)은 염침법을 이용하여 멤브레인 전체에 걸쳐 균일한 포어를 형성한 것일 수 있다. 이를 위하여, 실리콘 멤브레인의 성형 공정 중 소정 량의 염 파우더를 첨가하여 멤브레인 전체에 걸쳐 균일하게 분산시키고, 이후 실리콘 멤브레인에 분산된 염 파우더를 제거함으로써 다공성 멤브레인을 제조할 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 이와 같은 염침법을 통하여 다공성 멤브레인 내에 다공성 네트워크(예를 들면, 3차원의 다공성 네트워크)를 형성함으로써 외부 체액을 내부의 하이드로겔 코어(11) 내로 이송하기 위한 효과적인 경로(또는 채널)를 제공할 수 있다.

전술한 실리콘 멤브레인은 전형적으로 캐스팅 방식으로 제조될 수 있으나, 본 구체예가 이에 한정되는 것은 아니며, 택일적으로 용융 압축, 캘린더링, 압출 등의 방식을 이용할 수도 있다.

이와 관련하여, 티슈 확장기(10)가 치은 내로 삽입되어 소정 기간 동안 인체 내에서 유지되어야 하므로 다공성 실리콘 멤브레인(12)의 재질은 생접합성을 나타내는 의료용 실리콘을 사용하는 것이 바람직한 바, 예를 들면 실리콘 엘라스토머일 수 있다.

전술한 의료용 실리콘은 멤브레인 형상으로 성형하기 적합한 종류, 예를 들면 실리콘(또는 실리콘 원료)을 함유하는 분산액(액상 매질 또는 용매 내에 분산되거나 혼합된 형태)으로 사용될 수 있으며, 경화 과정을 수반하는 성형 공정을 통하여 실리콘 엘라스토머의 멤브레인으로 제조될 수 있다. 일 예로서 실리콘 멤브레인 형성용 실리콘 원료는 2액형 원료 또는 분산물일 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 분산액 내 액상 매질 또는 용매의 함량은, 예를 들면 약 70 내지 90 중량%, 구체적으로 약 75 내지 85 중량% 범위 내에서 선정될 수 있다.

이때, 액상 매질 또는 용매로서, 예를 들면 자일렌, 헵탄, 헥산, 이의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 보다 전형적으로는 자일렌일 수 있다. 이러한 실리콘-함유 분산액에 염 파우더가 첨가된 혼합 분산물의 점도(ASTM D1084에 의하여 측정됨)는, 멤브레인 성형에 적합한 범위, 예를 들면 약 2000 내지 4000 cP, 구체적으로 약 2500 내지 3500 cP, 보다 구체적으로 약 2700 내지 3200 cP 범위 내일 수 있다.

실리콘 멤브레인 제조 시 원료(분산액) 내 실리콘 성분은, 예를 들면 실란아민계 성분, 실록산계 성분, 이의 조합 등일 수 있다.

일 예로서, 멤브레인을 형성하는 실리콘 엘라스토머(염 파우더를 함유하지 않은 상태)은 하기의 기계적 물성 중 적어도 1개의 물성(구체적으로 적어도 2개의 물성, 보다 구체적으로 3개의 물성 전부)를 충족하는 것을 선정할 수 있다:

- 인장 강도(ASTM D638에 의하여 측정됨): 예를 들면 약 10 내지 15 MPa, 구체적으로 약 11 내지 14 MPa, 구체적으로 약 11.5 내지 13 MPa;

- 신장율(ASTM D638에 의하여 측정됨): 예를 들면 약 750 내지 1300%, 구체적으로 약 800 내지 1200%, 보다 구체적으로 약 950 내지 1100%; 및

- 파단 강도(ASTM D624에 의하여 측정됨): 예를 들면 약 45 내지 65 kN/m, 구체적으로 약 47 내지 60 kN/m, 보다 구체적으로 약 50 내지 55 kN/m.

이와 같이, 일정 수준의 기계적 물성을 충족하는 것이 바람직한 이유는 멤브레인 형성 과정 중 염 파우더가 함유되더라도 하이드로겔 코어를 둘러싸는 과정 및/또는 시술 과정에서 멤브레인이 손상되는 것을 방지하고, 또한 염 파우더의 추출 제거에 의하여 적당한 포어 사이즈의 다공성을 확보하는데 유리하기 때문이다. 다만, 상기 범위는 예시적인 것으로 이해되어야 한다.

염 파우더는 실리콘 엘라스토머(또는 수지) 내에서는 용해되지 않은 상태로 존재하고, 추후 염의 제거용(또는 염 추출용) 용매에 의하여 용해될 수 있어야 한다. 이러한 염으로서 무기 염 및/또는 유기 염을 사용할 수 있는 바, 무기 염의 예로서 염화나트륨, 붕산나트륨, 탄산나트륨, 염화칼륨, 염화암모늄, 염화칼슘, 이의 조합 등을 들 수 있고, 유기 염의 예로서 초산나트륨, 포름산 나트륨, 이의 조합 등을 들 수 있다. 특정 구체예에서는 염화나트륨을 사용할 수 있는 바, 이는 염화나트륨이 후속 단계에서 용매에 의한 추출 제거를 통하여 포어 형성에 유리한 특성을 갖고 있기 때문이다.

염 파우더는, 예를 들면 약 1 내지 100 ㎛, 구체적으로 약 2 내지 50 ㎛, 보다 구체적으로 약 5 내지 40 ㎛ 범위의 입자 사이즈를 갖는 것일 수 있다. 이와 관련하여, 염 파우더의 입자 사이즈 조절을 통하여 멤브레인 내 포어의 특성(예를 들면, 포어의 사이즈 및 포어 간 네크워크 구조)에 영향을 미칠 수 있게 된다. 예를 들면, 염 파우더의 입자 사이즈가 지나치게 클 경우에는 과도한 체액의 유입으로 인하여 정절한 팽윤 속도를 유지하기 곤란할 수 있는 반면, 염 파우더의 입자 사이즈가 지나치게 작을 경우에는 멤브레인 내 포어 간에 상호 연결되는 네트워크 형성 정도가 낮아 원하는 체액(또는 수분)의 이동 경로를 제공하기 어려울 수 있다. 따라서, 전술한 입자 사이즈를 갖는 염 파우더를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

한편, 예시적 구체예에 따르면, 염 파우더의 함량은 염 종류에 따라 변화 가능하나, 다공성 실리콘 멤브레인 제조용 원료 혼합물(분산물) 기준으로 예를 들면 약 2 내지 9 중량%, 구체적으로 약 3 내지 8 중량%, 보다 구체적으로 약 4 내지 7 중량% 범위 내에서 선정될 수 있다. 이와 관련하여, 염 파우더 함량이 지나치게 높을 경우에는 최종 다공성 멤브레인의 기계적 물성, 구체적으로 인장 강도 및 신장율이 저하되어 하이드로겔 코어를 둘러싸거나, 또는 치은 내 삽입 및/또는 유지 과정에서 가해지는 외력에 의하여 손상될 위험성이 있는 반면, 지나치게 낮은 함량에서는 다공성이 미흡하여 원하는 수준의 체액 또는 수분의 이동 경로를 확보하기 곤란할 수 있다. 따라서, 전술한 범위 내에서 선정하는 것이 바람직할 수 있다.

일 구체예에 따르면, 실리콘 멤브레인의 성형 또는 제조 과정 중 실리콘 원료(구체적으로 실리콘-함유 분산액 또는 분산물)를 준비하고, 전술한 바와 같이 염 파우더를 첨가하여 실리콘 멤브레인 성형용 원료 혼합물(분산물 또는 분산액)을 제조한다. 이때, 성형용 원료 혼합물은 당업계에서 알려진 방법에 따라 균일하게 블렌딩되며, 가급적 염 파우더가 원료 혼합물 내에서 균일하게 분산될 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다.

이후, 성형용 원료 혼합물을 멤브레인 또는 필름 성형용 몰드에 주입한다(캐스팅 성형 또는 압축 몰딩).

이와 같이, 염 파우더가 분산되어 있는 멤브레인 제조용 실리콘 원료 혼합물(분산물 또는 분산액)는, 예를 들면 약 65 내지 170℃, 구체적으로 약 70 내지 160℃, 보다 구체적으로 약 80 내지 150℃의 온도 범위 내에서 사용되는 실리콘의 종류 등을 고려하여 경화시키면서 멤브레인으로 성형될 수 있다. 또한, 경화 시간은 사용되는 실리콘 원료의 종류, 성형 온도 등을 고려하여 정하여 질 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전형적으로 약 2 내지 5시간, 보다 전형적으로는 약 2.5 내지 4 시간 범위 내에서 선정될 수 있다.

실리콘 멤브레인의 성형 공정은 복수 단계로 수행될 수도 있는 바, 일 예로서 예를 들면 약 65 내지 80℃(구체적으로 약 70 내지 75℃)에서 약 30 내지 60분(구체적으로 약 40 내지 50분) 동안 반경화시키고(제1 경화 단계), 이후 승온하여 예를 들면 약 140 내지 170℃(구체적으로, 약 150 내지 160℃)에서 약 100 내지 180분(구체적으로 약 120 내지 150분)에 걸쳐 완전 경화시키는 방식으로 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 실리콘 멤브레인이 성형된 후, 멤브레인 내에 함유되어 있는 염 파우더를 제거하여 다공성을 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 이러한 염 파우더의 제거는 전형적으로 용매에 침지시켜 추출하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 용매로서 염 파우더에 대하여 용해능을 갖는 용매를 사용할 수 있는 바, 예를 들면 물, 알코올(예를 들면, 에탄올), 이의 조합(예를 들면, 약 30 내지 70% 농도의 에탄올) 등을 사용할 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 염 파우더의 침지 또는 추출은, 예를 들면 약 20 내지 45℃, 구체적으로 약 25 내지 40℃, 보다 구체적으로 약 30 내지 35℃의 온도 조건에서 수행 가능하다. 이때, 염 파우더의 추출 제거 효과를 높이기 위하여 전술한 침지 또는 추출 단계는 교반 또는 초음파 교반 조건 하에서 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이 염 파우더를 제거한 후, 실리콘 멤브레인은 염 파우더의 제거 영역에 포어가 형성되는 바, 그 결과 다수의 포어과 멤브레인 전반에 걸쳐 형성된 다공성을 나타난다. 이때, 염 파우더가 제거되어 형성된 포어의 사이즈는 멤브레인 제조 과정에서 경우에 따라서는 염 파우더의 사이즈에 비하여 증가될 수도 있다.

예시적 구체예에 따르면, 염침법에 의하여 형성된 포어의 사이즈는, 예를 들면 약 1 내지 100 ㎛, 구체적으로 약 3 내지 60 ㎛, 보다 구체적으로 약 7 내지 50 ㎛ 범위 내일 수 있는 바, 사용되는 염 파우더 입자 사이즈, 멤브레인 성형 공정 등에 따라 포어 사이즈는 변화 가능하다 또한, 멤브레인 전체에 걸쳐 포어가 형성되기는 하나, 규칙적 또는 불규칙하게 분포될 수도 있다. 이와 같이 형성된 다수의 포어는 전술한 바와 같이 멤브레인 표면뿐만 아니라 두께 방향으로 포어 간 상호 연결되는 네트워크를 형성할 수 있기 때문에 멤브레인 외측의 체액 또는 수분이 하이드로겔 코어 측으로 효과적으로 이동할 수 있도록 한다.

예시적 구체예에 따르면, 염 파우더는 가급적 전량 제거되는 것이 유리할 수 있으며, 일부 미량이 잔류하더라도, 예를 들면 약 200 ppm 이하, 구체적으로 약 100 ppm 이하, 보다 구체적으로 약 80 ppm 이하로 조절하는 것이 바람직하다.

예시적 구체예에 따르면, 다공성 실리콘 멤브레인은 하기의 기계적 물성을 나타낼 수 있다:

- 공극율: 예를 들면 약 8 내지 35%, 구체적으로 약 10 내지 30%, 보다 구체적으로 약 15 내지 25%;

- 인장 강도(ASTM D638에 의하여 측정됨): 예를 들면 적어도 약 8.5 MPa, 구체적으로 약 9 내지 12 MPa, 구체적으로 약 9.5 내지 11 MPa; 및

- 신장율(ASTM D638에 의하여 측정됨): 예를 들면 적어도 약 700%, 구체적으로 약 800 내지 1100%, 보다 구체적으로 약 850 내지 1000%.

한편, 제조된 다공성 실리콘 멤브레인은 건조시켜 보관하거나, 또는 후술하는 바와 같이 하이드로겔과 함께 티슈 확장기를 제조하는데 사용할 수 있다.

다른 구체예에 따르면, 다공성 실리콘 멤브레인은 멤브레인 내에 초흡수성 고분자 입자를 더 포함할 수 있다. 이러한 고흡수성 고분자는 탄소 원자로 이루어진 고분자 주쇄에 친수성 이온 분자를 부착하는 방식으로 합성될 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 이온 분자의 도입만으로는 흡수성이 불충분하므로 탄소 사슬을 교차시켜 망 구조를 형성한 후에 친수성 이온이 물을 흡수하고 그 내부에 수분을 보유할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 고흡수성 고분자의 예로서 중합 가능한 불포화 산기를 함유하는 단량체를 중합하여 제조할 수 있다. 이러한 단량체로서 음이온성 단량체(수성 매질 내 이온화되는 경우에 음전하 이온을 형성할 수 있는 작용기를 함유하는 단량체)를 예시할 수 있다.

음이온성 단량체 내 작용기의 예로서 카르복시기(carboxyl groups), 설폰화기(sulfonate groups), 황산화기(sulphate groups), 아황산화기(sulfite groups) 및/또는 인산기(phosphate groups)를 들 수 있으며, 구체적으로 카르복시기일 수 있다. 음이온성 단량체의 예는 폴리(메타)아크릴산, 가수분해된 폴리아크릴아미드, 폴리비닐아세트산, 폴리비닐설폰산, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 등일 수 있다. 음이온성 단량체 내 작용기는 중화될 수 있는 바, 이를 위하여 수산화나트륨과 같은 알칼리 금속 함유 중화제를 사용할 수 있다. 예시적으로 약 60 몰%까지, 구체적으로 약 50 몰%까

특정 구체예에 따르면, 전술한 고흡수성 고분자는 아크릴계 고분자일 수 있고, 이때 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 이의 조합 등일 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 용매(예를 들면, 물), 단량체 및 가교제를 포함하는 단량체 혼합물을 사용하여 고흡수성 중합체를 제조할 수 있다. 상기 가교제는 전술한 단량체와 함께 중합될 수 있는 것으로, 적어도 2개의 에틸렌계 불포화기 이중 결합 또는 단일 에틸렌계 불포화기 이중 결합과 단량체 내 중합가능한 불포화 함유 단량체의 산과 반응성이 있는 적어도 하나의 작용기 또는 가교 성분일 수 있다. 이러한 가교제로서, 지방족 불포화된 아미드(예를 들면, 메틸렌비스아크릴아미드, 메틸렌비스메타크릴아미드 또는 에틸렌비스아크릴아미드) 등을 예시할 수 있다. 이때, 가교제 성분은, 단량체 중량 기준으로, 예를 들면 약 0.001 내지 5 중량%, 구체적으로 약 0.01 내지 4 중량%, 보다 구체적으로 약 0.2 내지 3 중량% 범위일 수 있다. 상기 단량체 혼합물은 추가적으로 개시제를 함유할 수 있는 바, 단량체 중량 기준으로, 약 30 내지 1500 ppm, 구체적으로 약 50 내지 1000 ppm 범위로 사용 가능하다. 이러한 개시제로서, 과황산염; 과산화물; 과산화에스테르, 알킬아조 화합물, 아조 화합물 등을 포함할 수 있다.

고흡수성 고분자의 합성을 위한 중합 반응은, 예를 들면 약 60 내지 100℃, 구체적으로 약 65 내지 90℃, 보다 구체적으로 약 70 내지 80℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있다.

이와 같이 중합 반응 후, 세정, 건조 등의 후처리 과정을 거쳐 파우더 형태의 고흡수성 고분자를 수득할 수 있다. 예시적으로, 상기 고흡수성 고분자 입자의 사이즈(예를 들면, 평균 입자 직경, 구체적으로 중량 입자 직경)는, 예를 들면 약 10 내지 100 ㎛, 구체적으로 약 20 내지 80 ㎛, 보다 구체적으로 약 30 내지 60 ㎛ 범위일 수 있다. 고흡수성 고분자 입자의 사이즈가 증가할수록 멤브레인의 기계적 물성(인장 강도 등)에 영향을 미칠 수 있는 만큼, 소정 입자 사이즈 이하로 한정하는 것이 유리할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 고흡수성 고분자 파우더 또는 입자는 다공성 실리콘 멤브레인의 제조 과정 중 성형 전에 도입될 수 있는 바, 가급적 다공성 실리콘 멤브레인 전체에 균일하게 분산 또는 분포할 수 있도록, 예를 들면 염 파우더의 첨가와 함께, 또는 염 파우더의 첨가 전/후에 혼입될 수 있다. 이때, 고흡수성 고분자 파우더의 함량은, 다공성 실리콘 멤브레인 성형용 원료 분산물 기준으로, 예를 들면 약 0.1 내지 5 중량%, 구체적으로 약 0.5 내지 4 중량%, 보다 구체적으로 약 1 내지 3 중량% 범위일 수 있다. 고흡수성 고분자 입자의 함량이 증가함에 따라 멤브레인의 인장 강도 및 신장율(또는 신장율)이 낮아지는 경향을 나타낼 수 있으므로 전술한 함량 범위 내에서 선택하여 혼입하는 것이 유리할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 다공성 실리콘 멤브레인(12)의 두께는 내부에 위치하는 하이드로겔의 조성, 원하는 팽윤도 및/또는 수분 흡수도, 기계적 물성 등을 고려하여 정하여질 수 있는 바, 예를 들면 약 100 내지 400 ㎛, 구체적으로 약 130 내지 220 ㎛, 보다 구체적으로 약 150 내지 200 ㎛ 범위일 수 있다. 멤브레인이 얇을수록 티슈 확장기의 팽윤도 및 수분 흡수도가 증가하는 경향을 나타내는 반면, 기계적 물성이 저하될 수 있기 때문에 전술한 범위 내에서 적절히 조절하는 것이 유리할 수도 있다.

티슈 확장기의 제작

전술한 바와 같이 소정 형상의 하이드로겔 및 다공성 실리콘 멤브레인을 각각 제조한 후에는 다공성 실리콘 멤브레인으로 하이드로겔을 둘러싸는 단계를 수행한다.

예시적 구체예에 따르면, 몰드 내에 다공성 실리콘 멤브레인을 도입하고, 하이드로겔을 그 위에 위치시킨 다음, 접착제, 구체적으로 당업계에서 공지된 실리콘계 접착제를 하이드로겔 주변에 도포한다. 이러한 실리콘계 접착제는 흐름성이 양호하고, 생접합성 및 내습성을 나타내며, 또한 후속 가열 단계에서 화학적으로 분해되지 않도록 내성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 온화한 온도(예를 들면, 상온)에서 작업 가능하고, 가급적 낮은 모듈러스를 갖고 있어 접착 후에 박리되는 것을 억제할 수 있는 종류를 선택하는 것이 유리하다.

다공성 실리콘 멤브레인이 하이드로겔을 둘러싸도록 한 다음, 이를 가열하여 경화시키는 단계를 수행한다. 이때, 접착제 경화를 위한 가열 온도는, 예시적으로 약 80 내지 200℃, 구체적으로 약 120 내지 170℃, 보다 구체적으로 약 140 내지 160℃ 범위일 수 있으나, 이는 접착제의 종류에 따라 변화 가능하다.

다공성 실리콘 멤브레인으로 하이드로겔을 둘러싸는 단계가 완료되면, 절단용 지지대, 예를 들면 절단용 지그에 해당 구조물을 위치시킨 후에 원하는 형상의 접합부를 형성하도록 절단한다. 후속 단계로서 감마선을 이용한 멸균, 포장 과정 등과 같은 통상의 절차를 수행할 수 있다.

티슈 확장기의 적용 또는 시술

전술한 바와 같이 소정 형상을 갖는 티슈 확장기가 제조되면, 하이드로 겔을 감싸고 있는 다공성 실리콘 멤브레인의 돌출된 부위, 즉 접합부를 이용하여 치은 내부의 결손 영역에 삽입한다. 예시적으로, 고정 스크류를 이용하여 접합부에 형성된 관통공에 삽입하여 치은 조직에 고정시킬 수 있다. 이에 부가적으로 또는 택일적으로, 치은 조직에 밀착시키기 위하여 봉합사를 이용하여 티슈 확장기의 접합부와 치은 조직을 봉합하는 방식을 이용할 수도 있다.

구체적으로, 티슈 확장기를 치은 조직 내에 이식하는 과정은 하기에서 예시되는 절차를 통하여 수행될 수 있다.

먼저, 시술 기구(expander template)를 이용하여 삽입 전 절개 부위의 크기를 측정하고 치은 조직을 절개한 후에 공간을 확보한다. 그 다음, 전술한 바와 같이 제작된 티슈 확장기의 접합부의 소정 부위에 스크류를 관통시킨 후에 절개 공간에 삽입하여 치조골에 고정할 수 있다. 그 다음, 선택적으로 봉합사, 구체적으로 비흡수성 봉합사를 이용하여 티슈 확장기의 접합부와 치은 조직을 봉합한 후에 소정 시간 경과 후 봉합사를 제거하고 삽입된 티슈 확장기가 팽창되도록 한다.

전술한 바와 같이, 일 구체예에 따라 제작된 티슈 확장기는 염침법에 의하여 형성된 다공성을 부여하고, 더 나아가 추가적으로 고흡수성 고분자 입자를 실리콘 멤브레인 내에 혼입함으로써 현저한 소수성의 실리콘 멤브레인이 용이하게 체액 또는 수분을 흡수하도록 하고, 멤브레인 내에 형성된 다공성을 이용한 수분 이동 경로를 제공함으로써 팽창 기간을 획기적으로 감소시킬 수 있으므로 종래 기술에서 단순히 실리콘 멤브레인만을 사용하거나, 필요 시 니들(needle)에 의한 펀칭 방식으로 포어를 형성하는 경우에 비하여 시술 기간을 감소시킬 수 있는 장점을 제공한다.

이와 같이, 치은 조직 내에 골 유도 재생술을 실시하기 위한 치조골 재생 공간이 확보되면 티슈 확장기를 제거하고, 골 조직 재생을 위한 블록 본(block bone)을 이식한 후에 봉합하게 된다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

하이드로겔의 제조

50ml 유리 광구병에 마그네틱바를 넣어 준비하고, VP(N-vinyl-2-pyrrolidinone) 24.3ml(25.272g) 및 MMA(Methyl methacrylate) 3ml(2.808g)을 자동 피펫(Auto-pipet)을 사용하여 유리 광구병에 순서대로 투입하였다(VP : MMA(중량 기준)는 약 9 : 1)).

그 다음, 가교제로서 N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드 (N,N'-Methylenebisacrylamide) 0.06g(VP 및 MMA 혼합물의 중량 기준으로 0.2 중량%) 및 AIBN 0.03g(VP 및 MMA 혼합물의 중량 기준으로 0.1 중량%) 각각을 전자 저울로 측량한 후, VP/MMA 혼합물이 투입된 광구병에 넣고, 파라 필름 및 알루미늄 호일로 2중 밀봉한 다음, 온도 센서를 넣고 40℃로 설정한 후에 1시간 동안 교반하였다(교반 속도: 400rpm).

교반이 완료된 하이드로겔 제조용 혼합물을 1회용 시린지로 충진시킨 다음, 1회용 시린지 니들이 실리콘 몰드의 바닥에 완전히 접촉하도록 위치시켰고, 기포가 생기지 않도록 실리콘 몰드에 천천히 주입하였다.

하이드로겔 제조용 혼합물이 주입된 실리콘 몰드를 소독된 트레이에 올려 오븐에 넣고, 70℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응 완료 후, 실온에서 트레이를 꺼내고, 실리콘 몰드로부터 합성된 하이드로겔을 분리하였다. 이후, 생성된 하이드로겔의 외관으로부터 주입구에 해당하는 돌출 부위를 절단기로 절단하여 마무리 처리하였다. 상기 마무리 처리된 하이드로겔의 중량을 측정하여 10g 당 1ℓ의 증류수를 투입하고 48시간 동안 4회에 걸쳐 세척하였다. 세척이 완료된 하이드로겔을 에탄올에 침지시켜 10시간 이상 2차 세척하였다. 2차 세척이 완료된 하이드로겔을 사각 트레이에 넣고 덮개를 닫은 다음, 70℃로 승온된 오븐 내에서 48시간 동안 1차 건조를 하였다. 1차 건조 완료 후 진공오븐에 넣고 105℃에서 24시간 동안 감압상태에서 2차 건조를 수행하였다.

제조된 하이드로겔 코어의 외관을 도 2에 나타내었는 바, 도시된 바와 같이 실린더 형상의 하이드로겔이 성공적으로 제조되었음을 확인할 수 있다.

다공성 실리콘 멤브레인의 제조

본 실시예에서는 다공성 실리콘 멤브레인 제조를 위하여 2액형 실리콘 원료(A액 및 B액)를 이용하였다.

A액으로서 디메틸실리콘 엘라스토머 분산액(매질: 자일렌, 비휘발성 성분의 함량: 20%), 그리고 B액으로서 PDMS(매질: 자일렌, Pt 경화)를 사용하였으며, A액 : B액을 동일한 중량 비율로 비이커에 투입한 다음, 다공성 실리콘 멤브레인 성형용 원료 혼합물 기준으로 2 중량%에 상당하는 량으로 염화나트륨 파우더(입자 사이즈 분포 범위: 1 내지 40 ㎛)를 실리콘 혼합 분산액이 함유된 비이커에 첨가하였다.

그 다음, 기계식 교반기(50 rpm)의 속도로 2시간 동안 혼합한 후에, 시린지를 이용하여 필름 성형용 금형몰드(40 mm × 40mm × 1mm)에 2.1 ml 주입하였다. 필름성형 금형 몰드에서 30분 동안 실온에서 탈포시킨 후, 건조 오븐에 넣고 75℃에서 1시간 30분 동안 반-경화시킨 후, 150℃에서 2시간 30분 동안 추가적으로 완전경화시켰다. 경화 완료 후, 실온까지 금형 몰드를 냉각시킨 다음, 성형된 실리콘 멤브레인을 탈영(demoulding)하여 실리콘 멤브레인(2 중량%의 염화나트륨을 함유함)을 제조하였다.

실리콘 멤브레인에 함유되어 있는 2 중량%의 염화나트륨 입자를 제거하기 위하여, 에탄올 및 초순수(DI water)가 50:50의 체적 비로 혼합된 용액이 들어있는 비이커에 투입하였고, 10분 간격으로 3회에 걸쳐 초음파 세척하여 실리콘 멤브레인 내에 존재하는 염화나트륨 입자를 제거하였다.

세척 완료 후 사각 디쉬에 넣은 다음, 후드 내에서 실온 상태로 약 1일(24시간) 동안 건조하여 다공성 실리콘 멤브레인 쉘을 제조하였다(두께: 200 ㎛).

제조된 다공성 실리콘 멤브레인의 표면 외관을 도 3에 나타내었다. 도시된 바와 같이, 다수의 포어가 실리콘 멤브레인에 형성되었음을 확인할 수 있다.

티슈 확장기의 제작

전술한 절차를 통하여 제조된 하이드로겔 및 실리콘 멤브레인을 이용하여 하기의 절차에 따라 티슈 확장기를 제작하였다.

실리콘 멤브레인을 도 4a에 도시된 접착용 압축 몰드 내에 위치시킨 다음, 건조된 하이드로겔을 넣고 의료용 실리콘 접착제(Nusil사의 1,3-Diethenyl-1,3-dimethyl-1,3-diphenyldisiloxane)로 하이드로겔이 위치한 다공성 실리콘 쉘 부위를 제외한 주변 부위에 도포하였고, 다공성 실리콘 멤브레인을 반으로 접어 하이드로겔 주위에 접착제가 충분히 퍼지도록 하였다. 그 다음, 압축 몰드에 넣은 상태 그대로 건조 오븐에 넣고 150℃ 온도 하에서 1시간 30분 동안 실리콘접착제를 경화시켰고, 서서히 냉각시켰다. 이와 같이 실리콘 접착제를 이용한 접착 과정이 완료된 후, 절단용 지그에 경화 구조물을 위치시킨 후에 순간적인 힘을 가하여 압축하여 블레이드 형상을 갖도록 절단하였다.

절단 과정을 통하여 제작된 티슈 확장기의 외관을 도 4b에 나타내었다. 이때, 티슈 확장기의 치수는 하기와 같다.

- 하이드로겔 사이즈: φ 4 × 10 mm

- 다공성 실리콘 쉘 사이즈: φ 5 × 15 mm

실시예 2 및 3

실시예 1에서와 동일한 방법으로 4 중량 및 10 중량%의 염화나트륨을 각각 혼입한 후에 제거하여 다공성 실리콘 멤브레인을 제조하였고, 이를 이용하여 티슈 확장기를 각각 제작하였다.

비교예 1

염침법에 의한 다공성 형성을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실리콘 멤브레인을 제작하였다. 구체적으로, A액으로서 디메틸실리콘 엘라스토머 분산액(매질: 자일렌, 비휘발성 성분의 함량: 20%), 그리고 B액으로서 PDMS(매질: 자일렌, Pt 경화)를 사용하였으며, A액 : B액을 50 : 50(중량 기준)의 비율로 비이커에 투입한 다음, 기계식 교반기(50 rpm)의 속도로 2시간 동안 혼합하였다. 그 다음, 시린지를 이용하여 필름 성형용 금형몰드(40 mm × 40 mm × 1 mm)에 2.1 ml 주입하였다.

필름성형 금형 몰드에서 30분 동안 실온에서 탈포시킨 후, 건조 오븐에 넣고 75℃에서 1시간 30분 동안 반-경화시킨 후, 150℃에서 2시간 30분 동안 추가적으로 완전경화시켰다.

경화 완료 후, 실온까지 금형 몰드를 냉각시킨 다음, 성형된 실리콘 멤브레인을 탈영(demoulding)하여 200 ㎛의 실리콘 멤브레인을 제조하였다.

그 다음, 상기와 같이 제조된 실리콘 멤브레인을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방식으로 티슈 확장기를 제작하였다.

실리콘 멤브레인의 물성 측정

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 다공성 실리콘 멤브레인의 물리적 특성을 하기와 같이 평가하였다.

- 공극율

다공성 실리콘 멤브레인의 공극율을 측정하기 위하여 하기 수학식 1을 이용하여 공극율을 산출하였다.

[수학식 1]

공극율(%)=실리콘 멤브레인 중량(g)/(실리콘 멤브레인 중량(g)-다공성 실리콘 멤브레인 중량(g)) × 100

- 인장강도 및 신장율

인장강도 및 신장율은 ASTM D638에 따라 평가하였다. 이때, 측정 시편을 가로 25 mm 및 세로 100 mm의 사이즈로 절단한 후, Vernier calipers로 두께를 측정하였다. Grip간 거리를 50 mm로 설정한 다음, 측정 시편을 Grip에 파지하였다. 시편의 인장시험 속도는 50 mm/min으로 설정 후 인장강도 및 신장율(파단 신율)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

No.	시료	공극율 (%)	인장강도 (MPa)	신장율 (%)
1	비교예 1	0	11.7	960
2	실시예 1(2wt% 염화나트륨)	8.2%	10.4	840
3	실시예 2(4wt% 염화나트륨)	17.6%	9.9	816
4	실시예 3(10wt% 염화나트륨)	36.2%	8.4	685

티슈 확장기의 팽윤 특성 평가

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 각각 제작된 티슈 확장기를 37℃로 유지되는 인큐베이터 내에서 생리 식염수 내에 21일 동안 침지하여 팽윤시켰다. 하기 수학식 2에 따라 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽창율을 측정하였다.

[수학식 2]

팽창율(%) = 팽윤된 하이드로겔 체적(ml)/건조된 하이드로겔 체적(ml) × 100

전술한 팽창율의 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시료	팽윤전 체적 (ml)	21일 후 팽윤 체적(ml)	팽창율(%)
비교예 1	0.12	0.16	1.3
실시예 1(2wt% 염화나트륨)	0.12	0.17	1.4
실시예 2(4wt% 염화나트륨)	0.12	0.24	2.0
실시예 3(10wt% 염화나트륨)	0.12	0.50	4.2

상기 실험을 통하여 21일 동안 생리식염수에 침지하였을 때 실리콘 멤브레인 쉘의 공극율에 따라 동일 조성의 하이드로겔의 팽창율이 달라지는 것을 확인하였으며, 다공성 실리콘 멤브레인 쉘을 이용하여 제작된 티슈 확장기를 치은 아래에 삽입할 경우에는 21일 동안 최대 팽창시킬 수 있음을 확인하였다.

실시예 4 내지 6

실시예 1과 동일한 방식으로 다공성 실리콘 멤브레인(2중량%의 염화나트륨 파우더를 이용한 염침법)을 제조하되, 멤브레인의 두께를 각각 100 ㎛, 150 ㎛ 및 350 ㎛으로 변화시켜 티슈 확장기 제작 시 사용하였다. 실시예 1 내지 4에서 제작된 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도는 하기와 같이 계산하였다.

- 팽윤도(체적 팽윤도)

0.9% 염화나트륨 수용액이 투입된 튜브에 팽윤 전 체적을 측정한 티슈 확장기를 넣고 21일까지 37℃로 유지되는 오븐 내에서 팽윤시켰다. 하기 수학식 3에 따라 팽윤된 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도를 산출하였다.

[수학식 3]

팽윤도(%)=(팽윤 후 체적(ml)-팽윤 전 체적(ml))/팽윤 전 체적(ml) × 100

- 흡수도(EN 13726-1:2002 Test methods for primary wound dressings - Part 1: Aspects of absorbency)

0.9% 염화나트륨 수용액이 투입된 튜브에 팽윤 전 소수점 넷째 자리 저울로 중량을 측정한 티슈 확장기를 넣고 21일까지 37℃로 유지되는 오븐 내에서 팽윤시켰다. 팽윤 후 티슈 확장기의 중량을 측정한 후에 하기 수학식 4에 따라 흡수도를 산출하였다.

[수학식 4]

흡수도(%)=(팽윤 전 중량(g)-팽윤 후 중량(g))/팽윤 전 중량(g) × 100

다공성 실리콘 멤브레인의 두께에 따른 팽윤도 및 흡수도의 변화 결과를 도 5a 및 도 5b에 각각 나타내었다.

상기 도면에 따르면, 일정 범위의 두께를 갖는 다공성 실리콘 멤브레인을 사용함에 있어서, 다공성 실리콘 멤브레인의 두께가 감소할수록 측정 시간에서의 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도가 증가하는 경향을 나타낸다. 다만, 전술한 바와 같이 염침법에 의하여 다공성을 부여할 경우, 기계적 물성은 낮아지는 경향이 있는 만큼, 일정 두께 미만의 다공성 실리콘 멤브레인을 사용할 경우에는 파손 등의 위험성이 있음을 고려할 필요가 있다.

비교예 2

염침법에 의하여 실리콘 멤브레인에 다공성을 부여함에 있어 염화나트륨의 혼입량을 0.5 중량%로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 다공성 실리콘 멤브레인을 제조하였으며, 이를 이용하여 티슈 확장기를 제작하였다. 상기 제작된 티슈 확장기 내 하이드로겔의 팽윤도 및 흡수도를 측정한 결과를 실시예 1, 그리고 비교예 1 및 2와 대비하여 도 6a 및 도 6b에 각각 나타내었다.

상기 도면에 따르면, 염화나트륨의 혼입량이 증가할수록 팽윤도 및 흡수율은 증가하였다. 다만, 실시예 1 및 비교예 2 간에 팽창율에 비하여 흡수율의 차이가 현저하였는 바, 이는 일정 함량 이상의 염화나트륨을 혼입시킬 경우, 유의미한 흡수도 개선 효과를 도출할 수 있음을 뒷받침한다.

실시예 7

다공성 실리콘 멤브레인의 제조 시 염화나트륨과 함께 고흡수성 고분자 파우더(제품명 TPY-1000; 최대 입자 직경 최대 25 ㎛)를 다공성 실리콘 멤브레인 성형용 원료 분산물 기준으로 2 중량%에 상당하는 량으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 고흡수성 고분자 입자를 함유한 다공성 실리콘 멤브레인을 제조하였으며, 이를 이용하여 티슈 확장기를 제작하였다. 고흡수성 고분자 입자를 함유한 다공성 실리콘 멤브레인 및 이를 이용하여 제작된 티슈 확장기의 외관을 각각 도 7a 및 도 7b에 나타내었다.

또한, 본 실시예에서 제작된 티슈 확장기 및 비교예 1에 따른 티슈 확장기 각각에 대하여 팽윤도 및 흡수도를 평가하였으며, 그 결과를 도 8a 및 도 8b에 각각 나타내었다.

상기 도면에 따르면, 고흡수성 고분자 입자를 다공성 실리콘 멤브레인에 혼입함으로써 팽윤도 및 흡수도가 개선되었음을 알 수 있다. 특히, 흡수도의 개선 효과가 두드러진다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (25)

1. 치과용 티슈 확장기의 제조방법으로서,
   a) 소정 형상을 갖는 자가 팽윤성 하이드로겔을 제조하는 단계;
   b) 염침법에 의하여 1 내지 100 ㎛의 포어 사이즈를 갖는 다공성 실리콘 멤브레인을 제공하는 단계, 상기 다공성 실리콘 멤브레인은 상기 하이드로겔의 전체 외측 표면을 둘러쌀 수 있는 사이즈를 가짐을 가짐;
   c) 상기 하이드로겔을 상기 다공성 실리콘 멤브레인으로 둘러쌈으로써 하이드로겔 코어 상에 다공성 실리콘 멤브레인 쉘이 형성된 코어-쉘 구조물을 형성하는 단계, 여기서 상기 티슈 확장기를 구강 내 치조골 또는 치은 조직에 고정하기 위하여 상기 코어-쉘 구조물은 이의 적어도 일 단부에 상기 다공성 실리콘 멤브레인이 연장 접합된 영역을 구비함;
   을 포함하며,
   상기 다공성 실리콘 멤브레인을 제공하는 단계는,
   1 내지 100 ㎛ 범위의 입자 사이즈를 갖는 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인을 성형하는 단계, 상기 염 파우더의 함량은 상기 다공성 실리콘 멤브레인의 성형용 원료 분산물 기준으로 2 내지 9 중량%임; 및
   상기 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인에 대하여 상기 염 파우더에 대한 용해능을 갖는 용매로 처리하여 상기 실리콘 멤브레인으로부터 염 파우더를 제거함으로써 포어를 형성하는 단계;
   를 포함하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 단계 a)에서 자가 팽윤성 하이드로겔은,
   (i) 고리 내에 적어도 하나의 질소 원자를 함유하고 헤테로고리 내 질소에 인접하는 카르보닐 관능기를 함유하는 N-비닐 중합성 화합물, (ii) (메타)아크릴계 단량체, 또는 (iii) 이의 조합인 단량체를 가교제의 존재 하에서 중합 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 단량체는 단량체 (i) 및 단량체 (ii)의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 단량체 (i)은 N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2-pyrrolidone), N-비닐-2-피페리돈(N-vinyl-2-piperidone), N-비닐-카프로락탐(N-vinyl-2-caprolactam), N-비닐-3-메틸-피롤리돈(N-vinyl-3-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-3-methyl-2-piperidone), N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐(N-vinyl-3-methyl-2-caprolactam), N-비닐-4-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-4-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-4-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-4-methyl-2-piperidone), N-비닐--4-메틸-2-카프로락탐(N-vinyl-4-methyl-2-caprolactam), N-비닐-5-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-5-methyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5-메틸-2-피페리돈(N-vinyl-5-methyl-2-piperidone), N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-4,5-디메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-4,5-dimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5,5-디메틸-피롤리돈(N-vinyl-5,5-dimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3,3,5-트리메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3,3,5-trimethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-5-메틸-5-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-5-methyl-5-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-3,4,5-트리메틸-3-에틸-2-피롤리돈(N-vinyl-3,4,5-trimethyl-3-ethyl-2-pyrrolidone), N-비닐-6-메틸-2-피롤리돈(N-vinyl-6-methyl-2-piperidone), 이의 유도체 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 단량체 (ii)는 N-부틸(메타)아크릴레이트(N-butyl(meth)acrylate), 메틸(메타)아크릴레이트(methyl(meth)acrylate), 에틸(메타)아크릴레이트(ethyl(meth)acrylate), 아이소보닐(메타)아크릴레이트(isobornyl(meth)acrylate), 사이클로헥실(메타)아크릴레이트(cyclohexyl(meth)acrylate), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 하이드록시에틸 메타아크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 하이드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 하이드록시프로필 메타아크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate), 하이드록시부틸 아크릴레이트(hydroxybutyl acrylate), 2-(2-메톡시에톡시)에틸 메타크릴레이트(2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate), 또는 이의 조합을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
6. 제3항에 있어서, 단량체 (i) : 단량체 (ii)의 중량 비는 99:1 내지 30:70의 범위인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 가교제는 N,N'-메틸렌 비스(메타)아크릴 아미드, 에틸렌 글릴콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 가교제는 상기 단량체의 중량 기준으로 0.1 내지 3 중량% 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
9. 제2항에 있어서, 상기 중합 반응은 40 내지 120℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인을 성형하는 단계는,
    실리콘 원료 및 염 파우더가 함유된 분산물을 65 내지 170℃의 승온 조건 하에서 경화시키면서 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더는 무기 염으로서 염화나트륨, 붕산나트륨, 탄산나트륨, 염화칼륨, 염화암모늄, 염화칼슘 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더는 유기 염으로서 초산나트륨, 포름산 나트륨 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
13. 제10항에 있어서, 상기 분산물의 액상 매질은 자일렌, 헵탄, 헥산 또는 이의 혼합물인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 실리콘 원료 및 염 파우더가 함유된 분산물은 2000 내지 4000 cP 범위의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
15. 제10항에 있어서, 상기 분산물 내 실리콘 원료는 실란아민, 실록산 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더에 대한 용해능을 갖는 용매는 물, 에탄올 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더가 제거된 다공성 실리콘 멤브레인 내 염 농도는 200 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 다공성 실리콘 멤브레인은, 8 내지 35%의 공극율, 적어도 8.5 MPa의 인장 강도 및 적어도 700%의 신장율을 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 염 파우더가 분산된 실리콘 멤브레인을 성형하는 단계는 상기 염 파우더와 함께 고흡수성 고분자 파우더를 분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 고흡수성 고분자 파우더의 함량은, 상기 실리콘 원료 및 염 파우더가 함유된 분산물 기준으로, 0.1 내지 5 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 고흡수성 고분자는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
22. 제19항에 있어서, 상기 고흡수성 고분자 입자의 사이즈는 10 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
23. 제1항에 있어서, 상기 다공성 실리콘 멤브레인의 두께는 100 내지 400 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기의 제조방법.
24. 치과용 티슈 확장기로서,
    소정 형상을 갖는 자가 팽윤성 하이드로겔 코어;
    상기 하이드로겔 코어를 둘러쌈으로써 코어-쉘 구조물을 형성하며, 염침법에 의하여 1 내지 100 ㎛의 포어 사이즈를 갖는 다공성 실리콘 멤브레인 쉘; 및
    상기 티슈 확장기를 구강 내 치조골 또는 치은 조직에 고정하기 위하여 상기 코어-쉘 구조물의 적어도 일 단부 방향으로 형성된 실리콘 멤브레인 재질의 접합부;
    를 포함하며,
    여기서, 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘은 8 내지 35%의 공극율, 적어도 8.5 MPa의 인장 강도 및 적어도 700%의 신장율을 나타내는 치과용 티슈 확장기.
25. 제24항에 있어서, 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘은 상기 다공성 실리콘 멤브레인 쉘은 10 내지 100 ㎛의 사이즈를 갖는 초흡수성 고분자 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 티슈 확장기.

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