KR20210017906A - A method for manufacturing gel-type synthetic bone graft material using uv cross-linking - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV cross-linking. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV cross-linking comprising the following steps: (1) manufacturing bone graft material particles in a spherical shape by using a spray drying method; (2) manufacturing a granular synthetic bone graft material by mixing and compressing the synthetic bone graft material particles manufactured in the spherical shape in the step (1) with polymethyl methacrylate (PMMA) and a binder; and (3) mixing the granular synthetic bone graft material manufactured in the step (2) with a collagen solution, and performing UV crosslinking in a liquid state to manufacture the gel-type synthetic bone graft material. According to the present invention, a bone graft material manufactured from the gel-type synthetic bone graft material can have excellent moldability and viscosity while not causing toxicity.

Description

UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법{A METHOD FOR MANUFACTURING GEL-TYPE SYNTHETIC BONE GRAFT MATERIAL USING UV CROSS-LINKING}Gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking {A METHOD FOR MANUFACTURING GEL-TYPE SYNTHETIC BONE GRAFT MATERIAL USING UV CROSS-LINKING}

본 발명은 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하되, 골이식재의 성형성 및 점도성이 우수하면서도 독성 유발 가능성이 없는 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking, and more specifically, to prepare a gel-type synthetic bone grafting material, but excellent in moldability and viscosity of the bone grafting material, but without the possibility of causing toxicity. It relates to a method for producing a gel-type synthetic bone graft material using crosslinking.

임플란트 식립의 성공률을 높이기 위해서는 골밀도가 충분해야 하는데, 고령이나 질병 또는 선천적인 요인 등에 의해 치조골의 골밀도가 낮거나, 심한 경우에는 골이 결손되어 있는 환자도 있다. 이 경우 골이식재를 사용하여 골밀도를 충분히 높인 후에 임플란트 식립이 이루어지는데, 골이식재는 골재생 과정에서 효과적으로 지지체 역할을 하며, 혈관, 조직 세포 및 골세포가 유기적이고 조직적으로 분열할 수 있도록 도와주게 된다.
In order to increase the success rate of implant placement, bone density must be sufficient. However, there are patients with low bone density of the alveolar bone due to age, disease, or congenital factors, or in severe cases with bone defects. In this case, implant placement is performed after sufficiently high bone density using a bone graft material, which effectively acts as a support in the process of bone regeneration, and helps blood vessels, tissue cells and bone cells to divide organically and systematically. .

즉, 임플란트 시술 시, 치주조직이 충분한 골밀도를 가지지 못할 경우 그 곳의 골밀도를 높이기 위해 골이식재가 사용되고 있으며, 특히 고령의 환자일수록 치주조직의 골밀도가 낮은 경우가 많아 임플란트 시술 시에 골이식재의 사용이 증가되고 있다. 이러한 골이식재의 경우 현재 가장 보편적으로 보급되는 것은 과립형 분말 형태이며, 과립형 분말 형태의 골이식재가 가지는 가장 큰 문제점은 성형성이 좋지 못한 부분에 있다. 즉, 분말 형태의 재료는 원하는 형태로 만들기도 힘들뿐더러 환부에 채워 넣을 때 분말의 비산이 생길 수 있으며, 식염수나 환자의 체액을 사용해서 점성이 생겨야 잘 채워 넣어지게 된다.
In other words, when the periodontal tissue does not have sufficient bone density during implant surgery, bone graft materials are used to increase the bone density there.Especially, the older patients have low bone density of the periodontal tissue, so the use of bone graft materials during the implant procedure. Is increasing. In the case of such a bone grafting material, the most commonly distributed form is in the form of a granular powder, and the biggest problem with the bone grafting material in the form of a granular powder is poor moldability. In other words, it is difficult to make a powdered material into a desired shape, and when it is filled in the affected area, the powder may be scattered, and only when it becomes viscous using saline or a patient's body fluid, it is well filled.

또한, 골이식재의 성형성의 문제를 해결하기 위한 제품으로, 기존의 분말 골이식재에 셀룰로오스(cellulose) 계열의 물질을 주로 점도제로 사용하여 제품을 만들고 있다. 이러한 기존의 겔 타입의 제품들은 점성을 형성하기 위하여 주로 셀룰로오스 계열의 물질이나 PLA, PLG, PLGA, Poloxamer 등 합성고분자를 사용하고 있으며, 콜라겐으로 제조된 기존 제품은 확인된 바 없다. 이는 단백질인 콜라겐이 유통과정에서 변성이 될 가능성이 높아 제품의 성능에 악영향을 끼치는 경우가 발생될 수 있기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 가교를 하여 콜라겐의 안정성을 확보해야 하는데 일반적으로 EDC를 사용하여 화학적 가교를 진행하고 있으며, 이는 수분이 존재하는 겔 타입에서는 가교 후 독성을 유발하는 EDC를 완벽하게 제거하기가 매우 어려운 문제가 있다. 즉, EDC는 일반적으로 생체 내에서 독성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 보통 콜라겐으로 제조된 치과용 차단막의 가교제로 EDC가 사용되고 있고, 이는 차단막과 같은 고체를 가교할 경우 세척 고정을 통해 어는 정도 제거가 되어 독성 유발 가능성을 낮출 수 있지만 겔 타입과 같은 수분이 존재하는 제품의 경우에는 EDC를 완벽히 제거하기 어려운 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1109431호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.In addition, as a product to solve the problem of moldability of bone grafting material, a product is made by mainly using a cellulose-based material as a viscosity agent in the existing powdered bone grafting material. These existing gel-type products mainly use cellulose-based materials or synthetic polymers such as PLA, PLG, PLGA, and Poloxamer to form viscosity, and existing products made of collagen have not been confirmed. This is because collagen, a protein, is highly likely to be denatured in the distribution process, so there may be cases that adversely affect the performance of the product. In order to solve this problem, it is necessary to crosslink to secure the stability of collagen.In general, EDC is used for chemical crosslinking, which is difficult to completely remove EDC that causes toxicity after crosslinking in a gel type with moisture. There is a very difficult problem. In other words, EDC is generally known to be toxic in vivo, and EDC is usually used as a crosslinking agent for dental barriers made of collagen, which is removed by washing and fixing when crosslinking a solid such as a barrier layer. Although the possibility of causing toxicity can be reduced, there is a problem in that it is difficult to completely remove EDC in the case of a product with moisture such as a gel type. Korean Registered Patent Publication No. 10-1109431 is disclosed as a prior art document.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 분무건조법을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하고, 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조한 후 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하도록 구성함으로써, 겔 타입의 합성 골이식재로 제조된 골이식재의 성형성 및 점도성이 우수하면서도 독성 유발 가능성이 없도록 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above problems of the previously proposed methods, and by using a spray drying method, synthetic bone grafting material particles are manufactured in a spherical shape, and the synthetic bone grafting material particles prepared in a spherical shape are PMMA (polymethylmeta). Acrylate) and a binder are mixed and compressed, heat-treated to prepare a granular synthetic bone graft material, and then a collagen solution is mixed, and UV crosslinking is performed in a liquid state to produce a gel-type synthetic bone graft material. It is an object of the present invention to provide a method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking, so that there is no possibility of causing toxicity while having excellent moldability and viscosity of a bone grafting material made of a type of synthetic bone grafting material.

또한, 본 발명은, 종래의 파우더형 골이식재의 단점인 조작성의 불편을 최소화하고, 콜라겐의 UV 가교를 통해 겔 타입의 합성 골이식재를 제조함으로써, 임플란트 시술에 사용 시 안정적이면서도 형태 조작이 가능하여 시술의 사용 편의성이 향상될 수 있으며, 콜라겐의 EDC를 사용한 화학적 가교가 아닌 UV를 이용한 물리적 가교로 EDC에 의한 독성 없이 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 고가의 콜라겐의 사용으로도 합성 골이식재의 점성이 확보될 수 있도록 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention minimizes the inconvenience of operability, which is a disadvantage of the conventional powder-type bone grafting material, and manufactures a gel-type synthetic bone grafting material through UV crosslinking of collagen, so that it is stable and possible to manipulate its shape when used in an implant procedure. The convenience of use of the procedure can be improved, and the stability of collagen is improved without toxicity due to EDC by physical crosslinking using UV instead of chemical crosslinking using EDC of collagen, and the use of a small amount of expensive collagen can improve the stability of synthetic bone graft materials. Another object is to provide a gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking to ensure viscosity.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법은,Gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking according to the features of the present invention for achieving the above object,

UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법으로서,As a gel type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking

(1) 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계;(1) using a spray drying method (Spray Dryer) to prepare the synthetic bone grafting material particles in a spherical shape;

(2) 상기 단계 (1)에서 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계; 및(2) preparing a granular synthetic bone grafting material by mixing and compressing the synthetic bone grafting material particles prepared in a spherical shape in step (1) with PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder, and heat treatment; And

(2) 상기 단계 (2)에서 제조된 과립형의 합성 골이식재와 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
(2) mixing the granular synthetic bone graft material and the collagen solution prepared in step (2), and performing UV crosslinking in a liquid state to prepare a gel-type synthetic bone graft material. To do.

바람직하게는, 상기 단계 (1)에서는,Preferably, in step (1),

구형으로 제조되는 합성 골이식재 입자의 크기가 약 20㎛ 이하로 구성될 수 있다.
The size of the synthetic bone grafting material particles manufactured in a spherical shape may be composed of about 20 μm or less.

바람직하게는, 상기 단계 (1)에서,Preferably, in step (1),

합성 골이식재의 재료는 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 혼합한BCP(Biphasic Calcium Phosphate)로 이루어질 수 있다.
The material of the synthetic bone graft material may be made of BCP (Biphasic Calcium Phosphate), which is a mixture of HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate).

바람직하게는, 상기 단계 (1)에서는,Preferably, in step (1),

(1-1) HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(Tricalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하는 단계;(1-1) mixing HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (Tricalcium Phosphate) at a preset weight ratio;

(1-2) 상기 단계 (1-1)을 통해 미리 설정된 중량 비율로 혼합된 HA와 Beta-TCP의 혼합물을 분쇄 장비(Attrition mill)를 이용하여 슬러리 형태의 졸로 만드는 단계;(1-2) making a mixture of HA and Beta-TCP mixed at a predetermined weight ratio through step (1-1) into a slurry-type sol using an Attrition mill;

(1-3) 상기 단계 (1-2)를 통해 만든 HA와 Beta-TCP가 혼합된 졸을 분무건조 장비를 이용하여 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조하는 단계; 및(1-3) preparing the sol in which the HA and Beta-TCP made through the step (1-2) are mixed into spherical particles of 20 μm or less using a spray drying equipment; And

(1-4) 상기 단계 (1-3)을 통해 제조된 20㎛ 이하의 구형 입자를 전기로를 이용하여 열처리하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
(1-4) It may include the step of heat-treating the spherical particles of less than 20㎛ prepared through the step (1-3) using an electric furnace.

더욱 바람직하게는, 상기 단계 (1-1)에서는,More preferably, in the step (1-1),

HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하되, 상기 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)의 혼합 비율은 2:8 중량비율로 혼합될 수 있다.
HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) are mixed in a preset weight ratio, but the mixing ratio of the HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) may be mixed in a weight ratio of 2:8.

더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2)에서는,More preferably, in the step (2),

(2-1) 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조된 BCP(Biphasic Calcium Phosphate)를 PMMA와 결합제를 혼합하는 단계;(2-1) mixing BCP (Biphasic Calcium Phosphate) made of spherical particles of 20 μm or less with PMMA and a binder;

(2-2) 상기 단계 (2-1)에서 BCP에 PMMA와 결합제가 혼합된 혼합물을 프레스 장비로 압착하고 열처리하는 단계; 및(2-2) compressing the mixture in which PMMA and a binder are mixed in BCP in step (2-1) with a press equipment and heat treatment; And

(2-3) 상기 (2-2)에서 압착 및 열처리된 블록을 분쇄하여 과립형 합성 골이식재로 제조하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
(2-3) It may include the step of pulverizing the compressed and heat-treated block in (2-2) to prepare a granular synthetic bone graft material.

더욱 더 바람직하게는, 상기 단계 (3)에서는,Even more preferably, in the step (3),

(3-1) 상기 단계 (2)에서 제조된 과립형 합성 골이식재에 콜라겐 용액을 혼합하는 단계; 및(3-1) mixing a collagen solution with the granular synthetic bone graft material prepared in step (2); And

(3-2) 상기 단계 (3-1)에서 콜라겐 용액과 과립형 합성 골이식재가 혼합된 혼합물에 대해 UV를 조사하여 가교하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
(3-2) In step (3-1), the mixture of the collagen solution and the granular synthetic bone graft material may be crosslinked by irradiating UV to the mixture.

더더욱 바람직하게는, 상기 콜라겐 용액은,Even more preferably, the collagen solution,

화학적 가교를 하지 않고 UV 가교를 이용하여 액체 상태에서 가교가 진행되어 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 콜라겐으로 점성이 확보될 수 있도록 하는 천연 고분자인 아텔로콜라겐일 수 있다.It may be a natural polymer, atelocollagen, that crosslinks in a liquid state by using UV crosslinking without chemical crosslinking to increase the stability of collagen and to secure viscosity with a small amount of collagen.

본 발명에서 제안하고 있는 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따르면, 분무건조법을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하고, 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조한 후 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하도록 구성함으로써, 겔 타입의 합성 골이식재로 제조된 골이식재의 성형성 및 점도성이 우수하면서도 독성 유발 가능성이 없도록 할 수 있다.
According to the method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking proposed in the present invention, synthetic bone grafting material particles are prepared in a spherical shape using a spray drying method, and the synthetic bone grafting material particles prepared in a spherical shape are used as PMMA (polymethylmeta). Acrylate) and a binder are mixed and compressed, heat-treated to prepare a granular synthetic bone graft material, and then a collagen solution is mixed, and UV crosslinking is performed in a liquid state to produce a gel-type synthetic bone graft material. The moldability and viscosity of a bone grafting material made of a type of synthetic bone grafting material can be excellent, but there is no possibility of causing toxicity.

또한, 본 발명의 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따르면, 종래의 파우더형 골이식재의 단점인 조작성의 불편을 최소화하고, 콜라겐의 UV 가교를 통해 겔 타입의 합성 골이식재를 제조함으로써, 임플란트 시술에 사용 시 안정적이면서도 형태 조작이 가능하여 시술의 사용 편의성이 향상될 수 있으며, 콜라겐의 EDC를 사용한 화학적 가교가 아닌 UV를 이용한 물리적 가교로 EDC에 의한 독성 없이 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 고가의 콜라겐의 사용으로도 합성 골이식재의 점성이 확보될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking of the present invention, the inconvenience of operability, which is a disadvantage of the conventional powder-type bone grafting material, is minimized, and a gel-type synthetic bone grafting material is prepared through UV cross-linking of collagen. As a result, when used in an implant procedure, it is possible to manipulate the shape while being stable, so that the convenience of use of the procedure can be improved, and physical crosslinking using UV rather than chemical crosslinking using EDC of collagen improves the stability of collagen without toxicity due to EDC, The viscosity of the synthetic bone graft material can be secured even with the use of a small amount of expensive collagen.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계 S110의 상세 흐름을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계 S120의 상세 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계 S130의 상세 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 BCP 입자 크기 및 균일성의 비교 일례를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 UV 가교한 콜라겐과 가교하지 않은 콜라겐의 비교 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 독성 시험의 비교 일례를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 UV 가교에 따른 점성의 비교 일례를 도시한 도면.1 is a view showing the flow of a gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing a detailed flow of the step S110 of manufacturing the synthetic bone grafting material particles in a spherical shape in the gel-type synthetic bone grafting material manufacturing method using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a detailed flow of step S120 of manufacturing a granular synthetic bone graft material in the gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing a detailed flow of step S130 of producing a gel-type synthetic bone graft material by performing UV cross-linking in the gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV cross-linking according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a comparative example of the BCP particle size and uniformity according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an example of comparison between UV-crosslinked collagen and non-crosslinked collagen according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a comparative example of the toxicity test according to the method for producing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a comparative example of viscosity according to UV cross-linking according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV cross-linking according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case that it is directly connected, but also the case that it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of certain components means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

일반적으로 골이식재는 골전도 및 골유도 과정을 통해 치조골을 수복하여 임플란트 식립 시 양질의 골을 얻을 수 있도록 한다. 이러한 골이식재의 종류에는 재료에 따라 자가골, 동종골, 이종골, 합성골로 분류가 되는데, 자가골은 환자 자신의 공여부에서 채취하여 만들어지며 면역반응이 없고 골유도, 골전도가 높다는 장점이 있으나, 채취를 위해서는 환자에게 부가적인 수술이 필요하며 채취량에 대한 한계가 있다는 단점이 있다. 동종골은 유전적으로 같은 종, 즉 타인에게서 골을 채취하므로 자가골과 유사한 장점이 있으나 타인의 병력, 질병 이력에 따라 전염의 위험이 따르는 단점이 있고, 이종골은 대부분 소에서 유래된 뼈를 이용하여 채취가 용이하고, 골전도와 골유도가 우수하나, 광우병에 대한 노출 위험과 면역반응을 일으킬 가능성이 있기 때문에 제조과정의 주의가 요구되며, 자가골이나 동종골에 비해 성능이 떨어진다는 단점이 있다.
In general, bone graft materials restore alveolar bone through bone conduction and bone induction processes so that high-quality bone can be obtained during implant placement. These types of bone graft materials are classified into autogenous bone, allogeneic bone, heterogeneous bone, and synthetic bone according to the material. Autogenous bone is made by collecting from the patient's own donor and has the advantage of having no immune response and high bone conduction and bone conduction. In order to do so, the patient needs additional surgery and there is a disadvantage in that there is a limit on the amount of collection. Allogeneic bones are genetically obtained from the same species, that is, other people, so they have similar advantages to autologous bones, but have the disadvantage of being infectious according to the medical history and disease history of others, and most of the heterogeneous bones are collected using bones derived from cows. It is easy to use, has excellent bone conduction and bone induction, but requires attention in the manufacturing process because there is a risk of exposure to mad cow disease and the possibility of causing an immune response, and has a disadvantage in that its performance is inferior to autogenous bone or allogeneic bone.

반면, 합성골은 산호와 같은 천연물에서 채취하거나 금속, 석고, 인산칼슘 화합물(HA-Hydroxyapatite, TCP-Tricalcium phosphate, BCP-Biphasic calcium phosphate) 등을 합성하여 얻는다. 따라서 재료 크기의 제한이 없고 가공의 자유도가 높아 맞춤형 성형 및 대량 합성이 가능하여 저비용으로 생산 가능하다는 장점이 있다. 또한, 면역반응이 없으며, 감염 및 전염의 위험성이 아주 낮다는 장점을 보유하고 있다. 자가골, 동종골 및 이종골은 사용상의 제약이 많아 실제 골과 유사한 합성골에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있는 추세이다. 이하에서는 본 발명에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
On the other hand, synthetic bone is obtained from natural products such as coral or by synthesizing metals, gypsum, and calcium phosphate compounds (HA-Hydroxyapatite, TCP-Tricalcium phosphate, BCP-Biphasic calcium phosphate). Therefore, there is no limitation on the size of the material and the high degree of freedom of processing has the advantage of being able to produce customized molding and mass synthesis at low cost. In addition, it has the advantage that there is no immune response and the risk of infection and transmission is very low. Autogenous, allogeneic, and heterogeneous bones have many restrictions on their use, and thus, research on synthetic bones similar to actual bones is continuing. Hereinafter, a method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법의 흐름을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계 S110의 상세 흐름을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계 S120의 상세 흐름을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에서, UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계 S130의 상세 흐름을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법은, 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계(S110), 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계(S120), 및 과립형의 합성 골이식재와 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.
1 is a view showing the flow of a gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a gel-type synthesis using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention In the bone grafting material manufacturing method, a view showing the detailed flow of step S110 of manufacturing the synthetic bone grafting material particles in a spherical shape, Figure 3 is a gel-type synthetic bone grafting material manufacturing method using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention , It is a view showing the detailed flow of step S120 for preparing a granular synthetic bone graft material, Figure 4 is a gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV cross-linking according to an embodiment of the present invention, performing UV cross-linking It is a view showing the detailed flow of step S130 for producing a gel-type synthetic bone graft material. As shown in Figure 1, the method for producing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention includes the step of preparing the synthetic bone graft material particles in a spherical shape using a spray dryer ( S110), the step of preparing a granular synthetic bone grafting material by mixing and compressing the synthetic bone grafting material particles with PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder, and heat treatment (S120), and a granular synthetic bone grafting material and a collagen solution And performing UV crosslinking in a liquid state to prepare a gel-type synthetic bone graft material (S130).

단계 S110에서는, 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조한다. 이러한 단계 S110에서 사용되는 합성 골이식재의 재료는 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 혼합한BCP(Biphasic Calcium Phosphate)로 이루어질 수 있다. 여기서, HA와 Beta-TCP를 혼합한 BCP는 뼈를 구성하는 물질과 동일한 성분으로 구성된 세라믹 계열의 무기물로서, 합성 골이식재 재료로 사용될 수 있다.
In step S110, the synthetic bone grafting material particles are manufactured in a spherical shape by using a spray drying method. The material of the synthetic bone grafting material used in this step S110 may be made of a mixture of HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) in BCP (Biphasic Calcium Phosphate). Here, BCP, which is a mixture of HA and Beta-TCP, is a ceramic-based inorganic material composed of the same components as the material constituting bone, and can be used as a synthetic bone graft material.

또한, 단계 S110에서는 구형으로 제조되는 합성 골이식재 입자의 크기가 약 20㎛ 이하로 구성될 수 있다.
In addition, in step S110, the size of the synthetic bone grafting material particles manufactured in a spherical shape may be configured to be about 20 μm or less.

또한, 단계 S110에서는 도 2에 도시된 바와 같이, HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하는 단계(S111)와, 단계 S111을 통해 미리 설정된 중량 비율로 혼합된 HA와 Beta-TCP의 혼합물을 분쇄 장비(Attrition mill)를 이용하여 슬러리 형태의 졸로 만드는 단계(S112)와, 단계 S112)를 통해 만든 HA와 Beta-TCP가 혼합된 졸을 분무건조 장비를 이용하여 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조하는 단계(S113)와, 단계 S113을 통해 제조된 20㎛ 이하의 구형 입자를 전기로를 이용하여 열처리하는 단계(S114)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 단계 S111에서는 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하되, HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)의 혼합 비율은 2:8 중량비율로 혼합될 수 있다.
In addition, in step S110, as shown in FIG. 2, mixing HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) at a preset weight ratio (S111) and mixed at a preset weight ratio through step S111 The mixture of HA and Beta-TCP is made into a slurry-type sol using an Attrition mill (S112), and the mixed sol of HA and Beta-TCP made through the step S112 is spray dried. It may include a step (S113) of manufacturing the spherical particles of 20㎛ or less, and the step of heat-treating the spherical particles of 20㎛ or less manufactured through the step S113 using an electric furnace (S114). Here, in step S111, HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) are mixed in a preset weight ratio, but the mixing ratio of HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) is 2:8 to be mixed in a weight ratio. I can.

즉, 합성 골이식재의 재료는 각 순도 98% 이상의 HA와 Beta-TCP를 2:8 중량비율로 혼합하여 제조된 BCP일 수 있다. 종래 사용하던 합성 골이식재 재료는 순도 95% 이하가 대부분이었는데, 이는 순수 HA 및 Beta-TCP에 비해 골재생력이 떨어지는 단점이 있었다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 합성 골이식재의 재료는 순도 98% 이상의 HA와 Beta-TCP를 혼합하여 슬러리 상태의 졸로 만들고, 혼합된 졸을 분무건조 장비를 이용하여 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조한 후, 전기로를 이용하여 열처리하는 과정을 통해 합성 골이식재의 입자를 구형으로 제조함으로써, 합성된 BCP의 골형성능(혈액의 침투, 신생혈관 형성 등)을 가장 극대화하고 사용에 최적화시킬 수 있다.
That is, the material of the synthetic bone graft material may be BCP prepared by mixing HA and Beta-TCP having a purity of 98% or higher in a weight ratio of 2:8. Most of the synthetic bone graft materials used in the past had a purity of 95% or less, which had a disadvantage of lowering bone regeneration ability compared to pure HA and Beta-TCP. Therefore, the material of the synthetic bone graft material according to an embodiment of the present invention is made into a slurry state sol by mixing HA and Beta-TCP having a purity of 98% or higher, and the mixed sol is made into spherical particles of 20 μm or less using a spray drying equipment. After manufacturing, by making the particles of the synthetic bone graft material into a spherical shape through the process of heat treatment using an electric furnace, the bone-forming ability of the synthesized BCP (blood penetration, new blood vessel formation, etc.) can be maximized and optimized for use. .

단계 S120에서는, 단계 S110에서 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조한다. 이러한 단계 S120에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조된 BCP(Biphasic Calcium Phosphate)를 PMMA와 결합제를 혼합하는 단계(S121)와, 단계 S121에서 BCP에 PMMA와 결합제가 혼합된 혼합물을 프레스 장비로 압착하고 열처리하는 단계(S122)와, 단계 S122에서 압착 및 열처리된 블록을 분쇄하여 과립형 합성 골이식재로 제조하는 단계(S123)를 포함하여 이루어질 수 있다.
In step S120, the synthetic bone grafting material particles prepared in a spherical shape in step S110 are compressed by mixing PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder, and heat treated to prepare a granular synthetic bone grafting material. In this step S120, as shown in FIG. 3, mixing the BCP (Biphasic Calcium Phosphate) made of spherical particles of 20 μm or less with the PMMA and the binder (S121), and in step S121, the PMMA and the binder are mixed with the BCP. It may include a step (S122) of compressing and heat-treating the resulting mixture with a press equipment, and a step (S123) of pulverizing the compressed and heat-treated block in step S122 into a granular synthetic bone graft material (S123).

단계 S130에서는, 단계 S120에서 제조된 과립형의 합성 골이식재와 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조한다. 이러한 단계 S130에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 단계 S120에서 제조된 과립형 합성 골이식재에 콜라겐 용액을 혼합하는 단계(S131)와, 단계 S131에서 콜라겐 용액과 과립형 합성 골이식재가 혼합된 혼합물에 대해 UV를 조사하여 가교하는 단계(S132)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 콜라겐 용액은 화학적 가교를 하지 않고 UV 가교를 이용하여 액체 상태에서 가교가 진행되어 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 콜라겐으로 점성이 확보될 수 있도록 하는 천연 고분자인 아텔로콜라겐일 수 있다.
In step S130, the granular synthetic bone graft material and the collagen solution prepared in step S120 are mixed, and UV crosslinking is performed in a liquid state to prepare a gel-type synthetic bone graft material. In this step S130, as shown in FIG. 4, in the step of mixing the collagen solution with the granular synthetic bone graft material prepared in step S120 (S131), and in the mixture in which the collagen solution and the granular synthetic bone graft material are mixed in step S131 It may be made including the step of crosslinking by irradiating UV light (S132). Here, the collagen solution may be atelocollagen, which is a natural polymer that does not undergo chemical crosslinking but undergoes crosslinking in a liquid state using UV crosslinking, thereby increasing the stability of collagen and ensuring viscosity with a small amount of collagen.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 BCP 입자 크기 및 균일성의 비교 일례를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기존의 자사의 방법으로 제조한 BCP와 본 발명에 따라 제조된 분무건조법으로 제조한 BCP의 입자 크기 및 균일성의 차이를 확인할 수 있다. 즉, 기존의 방법으로는 균일한 입자 크기의 나노에서 수십 의 BCP 입자를 구현하기가 매우 어려운 과정이었으나, 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 BCP를 제조한 결과 도 5에 도시된 바와 같이, 매우 균일한 크기와 겔 타입에 적합한 크기의 BCP 입자를 구현할 수 있었다.
5 is a view showing a comparative example of the BCP particle size and uniformity according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the difference in particle size and uniformity of the BCP manufactured by the conventional BCP manufactured by the company's method and the BCP manufactured by the spray drying method manufactured according to the present invention can be confirmed. That is, it was a very difficult process to implement tens of BCP particles from nano nanoparticles of uniform particle size with the conventional method, but as a result of manufacturing BCP using a spray dryer, as shown in FIG. BCP particles of uniform size and size suitable for gel type could be implemented.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 UV 가교한 콜라겐과 가교하지 않은 콜라겐의 비교 일례를 도시한 도면이다. 콜라겐과 같은 세포외 기질의 단백질이 합성 골이식재에 코팅(coating) 또는 혼합(blending) 되어 있는 제품은 찾아보기 어려울 뿐만 아니라, 있다고 하더라도 단순히 콜라겐을 흡착시킨 형태여서, 생체 내에 삽입되었을 때 너무 빠른 속도로 흡수되기 때문에 콜라겐의 기능을 다 하지 못하고, 콜라겐이 함유되어 있다는 이유만으로 가격이 매우 높아 시장성 및 가격경쟁력이 없었다. 본 발명의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 콜라겐이 생체 내 이식되었을 때 급속히 분해 또는 용해되지 않도록, 물리적으로 UV 가교하여 안정화된 콜라겐이 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 EDC를 사용한 화학적 가교를 하지 않고 UV를 이용하여 액체 상태에서 가교를 진행하여 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 콜라겐으로 점성을 확보할 수 있도록 할 수 있으며, UV 가교를 실시하게 되면 도 6에 도시된 바와 같이, 일정한 패턴의 표면 형상을 가지게 되고, 이는 기존 화학적 가교를 한 것과 같이 온도와 같은 주위 환경에 의한 변성이 방지될 수 있게 된다.
6 is a view showing an example of comparison between UV-crosslinked collagen and non-crosslinked collagen according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention. Products in which extracellular matrix proteins such as collagen are coated or blended with synthetic bone graft materials are not only difficult to find, but even if they exist, they are simply in the form of adsorbing collagen, which is too fast when inserted into the body. Because it is absorbed as collagen, it cannot perform its function, and the price is very high just because it contains collagen, so there is no marketability and price competitiveness. In the case of the present invention, as shown in FIG. 6, so that collagen is not rapidly decomposed or dissolved when implanted in vivo, collagen stabilized by physically UV crosslinking may be used. In other words, in the present invention, it is possible to increase the stability of collagen by performing crosslinking in a liquid state using UV without chemical crosslinking using EDC, and to secure viscosity with a small amount of collagen, and to perform UV crosslinking. Then, as shown in FIG. 6, it has a surface shape of a certain pattern, which can be prevented from being denatured by the surrounding environment, such as temperature, as in conventional chemical crosslinking.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 독성 시험의 비교 일례를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법에 따른 UV 가교에 따른 점성의 비교 일례를 도시한 도면이다. 도 7은 EDC의 화학적 가교와 UV 가교의 비화화적 가교에 따른 독성시험(Rat를 이용한 피하이식 시험)을 나타내고 있다. 또한, 도 8은 콜라겐 가교를 하지 않은 합성 골이식재와, 콜라겐 UV 가교를 한 합성 골이식재의 점성의 변화를 나타내고 있다. 실제 액체 상태에서의 UV 조사 상태를 인디케이터를 통하여 확인해 본 결과, 일정 거리까지 UV가 조사되고 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 액체 내에서는 UV에 노출된 수직 방향이 아닌 액체 속 난반사로 인하여 UV가 간접적으로 조사됨을 확인할 수 있었다.
7 is a view showing a comparative example of the toxicity test according to the method for producing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a UV crosslinking according to an embodiment of the present invention It is a view showing a comparative example of viscosity according to the UV crosslinking according to the method of manufacturing a gel-type synthetic bone graft material used. 7 shows a toxicity test (a skin test using Rat) according to chemical crosslinking of EDC and non-inflammable crosslinking of UV crosslinking. In addition, Fig. 8 shows the change in viscosity of the synthetic bone graft material without collagen crosslinking and the synthetic bone graft material with collagen UV crosslinking. As a result of checking the UV irradiation state in the actual liquid state through the indicator, it was confirmed that UV was irradiated up to a certain distance. In particular, it was confirmed that UV was indirectly irradiated in the liquid due to diffuse reflection in the liquid, not in the vertical direction exposed to UV.

콜라겐 가교의 경우, 일반적으로 EDC를 사용하여 화학적 가교를 진행하는 경우가 대부분인데, EDC는 생체 내에서 독성을 나타내므로 사용 후 제거되어야 한다. 콜라겐으로 제조된 치과용 차단막의 경우, 가교제로서 EDC가 사용될 수 있는데, 이는 차단막과 같은 고체를 가교할 경우 세척 공정을 통해 EDC가 제거가 될 수 있으므로, 독성 유발 가능성을 낮출 수 있기 때문이다. 이와 달리, 겔 타입과 같이 수분이 존재하는 제품의 경우에는 EDC를 완벽히 제거하기 어려운바, 본 발명의 경우, EDC를 사용한 화학적 가교를 대신하여, UV를 이용한 콜라겐의 물리적인 가교를 진행함으로써, 콜라겐의 안정성을 높이면서도, 적은 양의 콜라겐으로 점성을 확보할 수 있었으며, UV 가교를 실시하여 안정성을 확보하면서도 기존의 화학적 가교를 한 것과 같이 온도 등의 주위 환경에 의한 변성을 방지할 수 있음을 확인할 수 있었다.
In the case of collagen crosslinking, in most cases, chemical crosslinking is performed using EDC. EDC is toxic in vivo and must be removed after use. In the case of a dental barrier made of collagen, EDC may be used as a crosslinking agent. This is because EDC may be removed through a washing process when a solid such as a barrier layer is crosslinked, thereby reducing the possibility of causing toxicity. In contrast, in the case of a product with moisture such as a gel type, it is difficult to completely remove EDC.In the case of the present invention, instead of chemical crosslinking using EDC, physical crosslinking of collagen using UV is performed, thereby It has been confirmed that the viscosity of the product was increased with a small amount of collagen while securing viscosity, and it was possible to prevent degeneration due to the surrounding environment such as temperature, as with conventional chemical crosslinking, while securing stability by performing UV crosslinking. Could

특히, 같은 양의 콜라겐을 사용하더라도 적절히 UV 가교를 하게 되면 점성이 우수해질 수 있으므로, 제품별 적합한 점성을 가지도록 또는 적합한 흡수 기간을 가지도록 콜라겐을 제조할 수 있고, 적은 양의 콜라겐을 사용하여 겔 타입의 골이식재를 개발할 수 있어, 제조 단가를 낮추고 환자의 경제적인 부담을 감소시킬 수 있게 된다. 이와 같은 콜라겐 가교 진행을 위한 UV 조사는 액체 상태의 콜라겐 내에서 UV가 난반사 되어, 간접적으로 조사되도록 할 수 있으며, 이는 액체 내에서 UV에 노출된 수직 방향이 아니라, 액체 속 난반사로 인하여 UV가 간접적으로 조사되도록 할 수 있다. 콜라겐 가교를 위한 UV 주요 인자로서 가교 시에, 조사 시간과 조사 거리 및 조사 강도(intensity)의 적절한 조건을 통해 겔 형태의 합성 골이식재의 제조가 가능하게 된다.
In particular, even if the same amount of collagen is used, the viscosity can be excellent if appropriate UV crosslinking is performed. Therefore, collagen can be prepared to have a suitable viscosity for each product or to have a suitable absorption period, and a small amount of collagen can be used. A gel-type bone graft material can be developed, thereby lowering the manufacturing cost and reducing the patient's economic burden. Such UV irradiation for collagen crosslinking can cause the UV to be diffusely reflected in the liquid collagen and be indirectly irradiated. This is not the vertical direction exposed to UV in the liquid, but UV is indirect due to the diffuse reflection in the liquid. Can be investigated. In the case of crosslinking as a major UV factor for collagen crosslinking, it is possible to prepare a gel-like synthetic bone graft material through appropriate conditions of irradiation time, irradiation distance, and irradiation intensity.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법은, 분무건조법을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하고, 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조한 후 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하도록 구성함으로써, 겔 타입의 합성 골이식재로 제조된 골이식재의 성형성 및 점도성이 우수하면서도 독성 유발 가능성이 없도록 할 수 있으며, 특히, 종래의 파우더형 골이식재의 단점인 조작성의 불편을 최소화하고, 콜라겐의 UV 가교를 통해 겔 타입의 합성 골이식재를 제조함으로써, 임플란트 시술에 사용 시 안정적이면서도 형태 조작이 가능하여 시술의 사용 편의성이 향상될 수 있으며, 콜라겐의 EDC를 사용한 화학적 가교가 아닌 UV를 이용한 물리적 가교로 EDC에 의한 독성 없이 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 고가의 콜라겐의 사용으로도 합성 골이식재의 점성이 확보될 수 있도록 할 수 있게 된다.
As described above, the method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking according to an embodiment of the present invention is to prepare a synthetic bone grafting material particle in a spherical shape using a spray drying method, and the synthetic bone grafting material particle produced in a spherical shape PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder are mixed, compressed, and heat treated to prepare a granular synthetic bone grafting material, and then the collagen solution is mixed, and UV crosslinking is performed in a liquid state to obtain a gel-type synthetic bone grafting material. By configuring to manufacture, the moldability and viscosity of the bone grafting material made of the gel-type synthetic bone grafting material can be excellent, and there is no possibility of causing toxicity, and in particular, the inconvenience of operability, which is a disadvantage of the conventional powder type bone grafting material, is minimized And, by producing a gel-type synthetic bone graft material through UV crosslinking of collagen, it is stable and can manipulate the shape when used for implantation, so that the convenience of use of the procedure can be improved. The physical crosslinking of the collagen enhances the stability of collagen without toxicity due to EDC, and the viscosity of the synthetic bone graft material can be secured even with the use of a small amount of expensive collagen.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be modified or applied in various ways by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the scope of the technical idea according to the present invention should be determined by the following claims.

S110: 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계
S111: HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하는 단계
S112: 혼합된 HA와 Beta-TCP의 혼합물을 분쇄 장비(Attrition mill)를 이용하여 슬러리 형태의 졸로 만드는 단계
S113: HA와 Beta-TCP가 혼합된 졸을 분무건조 장비를 이용하여 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조하는 단계
S114: 20㎛ 이하의 구형 입자를 전기로를 이용하여 열처리하는 단계
S120: 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계
S121: BCP(Biphasic Calcium Phosphate)를 PMMA와 결합제를 혼합하는 단계
S122: BCP에 PMMA와 결합제가 혼합된 혼합물을 프레스 장비로 압착하고 열처리하는 단계
S123: 압착 및 열처리된 블록을 분쇄하여 과립형 합성 골이식재로 제조하는 단계
S130: 과립형의 합성 골이식재와 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계
S131: 과립형 합성 골이식재에 콜라겐 용액을 혼합하는 단계
S132: 콜라겐 용액과 과립형 합성 골이식재가 혼합된 혼합물에 대해 UV를 조사하여 가교하는 단계S110: Step of manufacturing synthetic bone grafting material particles in a spherical shape using a spray drying method (Spray Dryer)
S111: Step of mixing HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) at a preset weight ratio
S112: Step of making a mixture of HA and Beta-TCP into a slurry-type sol using an Attrition mill
S113: preparing a sol in which HA and Beta-TCP are mixed into spherical particles of 20 μm or less using a spray drying equipment
S114: Step of heat-treating spherical particles of 20 μm or less using an electric furnace
S120: Step of preparing a granular synthetic bone graft material by compressing the synthetic bone graft particles by mixing PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder, and heat treatment
S121: Mixing BCP (Biphasic Calcium Phosphate) with PMMA and a binder
S122: Step of compressing the mixture of PMMA and binder in BCP with a press equipment and heat treatment
S123: pulverizing the compressed and heat-treated block to prepare a granular synthetic bone graft material
S130: Mixing the granular synthetic bone graft material and the collagen solution, and performing UV crosslinking in a liquid state to prepare a gel-type synthetic bone graft material
S131: Step of mixing the collagen solution in the granular synthetic bone graft material
S132: crosslinking by irradiating UV on the mixture of the collagen solution and the granular synthetic bone graft material

Claims (8)

UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법으로서,
(1) 분무건조법(Spray Dryer)을 이용하여 합성 골이식재 입자를 구형으로 제조하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 구형으로 제조된 합성 골이식재 입자를 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)와 결합제를 혼합하여 압착하고, 열처리하여 과립형의 합성 골이식재를 제조하는 단계; 및
(2) 상기 단계 (2)에서 제조된 과립형의 합성 골이식재와 콜라겐 용액을 혼합하고, 액체 상태로 UV 가교를 수행하여 겔 타입의 합성 골이식재를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.As a method for producing a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking,
(1) using a spray drying method (Spray Dryer) to prepare the synthetic bone grafting material particles in a spherical shape;
(2) preparing a granular synthetic bone grafting material by mixing and compressing the synthetic bone grafting material particles prepared in a spherical shape in step (1) with PMMA (polymethyl methacrylate) and a binder, and heat treatment; And
(2) Mixing the granular synthetic bone grafting material and the collagen solution prepared in step (2), and performing UV crosslinking in a liquid state to prepare a gel-type synthetic bone grafting material, Gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,
구형으로 제조되는 합성 골이식재 입자의 크기가 약 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 1, wherein in step (1),
A method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking, characterized in that the size of the synthetic bone grafting material particles produced in a spherical shape is about 20 μm or less. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)에서,
합성 골이식재의 재료는 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 혼합한BCP(Biphasic Calcium Phosphate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 1, wherein in step (1),
The material of the synthetic bone graft material is a gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking, characterized in that it is made of BCP (Biphasic Calcium Phosphate) mixed with HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,
(1-1) HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하는 단계;
(1-2) 상기 단계 (1-1)을 통해 미리 설정된 중량 비율로 혼합된 HA와 Beta-TCP의 혼합물을 분쇄 장비(Attrition mill)를 이용하여 슬러리 형태의 졸로 만드는 단계;
(1-3) 상기 단계 (1-2)를 통해 만든 HA와 Beta-TCP가 혼합된 졸을 분무건조 장비를 이용하여 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조하는 단계; 및
(1-4) 상기 단계 (1-3)을 통해 제조된 20㎛ 이하의 구형 입자를 전기로를 이용하여 열처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step (1),
(1-1) mixing HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) at a preset weight ratio;
(1-2) making a mixture of HA and Beta-TCP mixed at a predetermined weight ratio through step (1-1) into a slurry-type sol using an Attrition mill;
(1-3) preparing the sol in which the HA and Beta-TCP made through the step (1-2) are mixed into spherical particles of 20 μm or less using a spray drying equipment; And
(1-4) Preparation of a gel-type synthetic bone graft material using UV crosslinking, characterized in that comprising the step of heat-treating the spherical particles of 20 μm or less prepared through the above step (1-3) using an electric furnace Way. 제4항에 있어서, 상기 단계 (1-1)에서는,
HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)를 미리 설정된 중량 비율로 혼합하되, 상기 HA(Hydroxyapatite)와 Beta-TCP(TriCalcium Phosphate)의 혼합 비율은 2:8 중량 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 4, wherein in the step (1-1),
HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) are mixed in a preset weight ratio, but the mixing ratio of the HA (Hydroxyapatite) and Beta-TCP (TriCalcium Phosphate) is mixed in a 2:8 weight ratio. , Gel-type synthetic bone graft manufacturing method using UV crosslinking. 제4항에 있어서, 상기 단계 (2)에서는,
(2-1) 20㎛ 이하의 구형 입자로 제조된 BCP(Biphasic Calcium Phosphate)를 PMMA와 결합제를 혼합하는 단계;
(2-2) 상기 단계 (2-1)에서 BCP에 PMMA와 결합제가 혼합된 혼합물을 프레스 장비로 압착하고 열처리하는 단계; 및
(2-3) 상기 (2-2)에서 압착 및 열처리된 블록을 분쇄하여 과립형 합성 골이식재로 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 4, wherein in step (2),
(2-1) mixing BCP (Biphasic Calcium Phosphate) made of spherical particles of 20 μm or less with PMMA and a binder;
(2-2) compressing a mixture of PMMA and a binder in BCP in step (2-1) with a press equipment and heat treatment; And
(2-3) A method for producing a gel-type synthetic bone grafting material using UV crosslinking, comprising the step of pulverizing the compressed and heat-treated block in (2-2) to prepare a granular synthetic bone grafting material . 제5항에 있어서, 상기 단계 (3)에서는,
(3-1) 상기 단계 (2)에서 제조된 과립형 합성 골이식재에 콜라겐 용액을 혼합하는 단계; 및
(3-2) 상기 단계 (3-1)에서 콜라겐 용액과 과립형 합성 골이식재가 혼합된 혼합물에 대해 UV를 조사하여 가교하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 5, wherein in the step (3),
(3-1) mixing a collagen solution with the granular synthetic bone graft prepared in step (2); And
(3-2) A gel type using UV crosslinking, characterized in that it comprises the step of crosslinking by irradiating UV on the mixture of the collagen solution and the granular synthetic bone graft material in step (3-1). Synthetic bone graft manufacturing method. 제7항에 있어서, 상기 콜라겐 용액은,
화학적 가교를 하지 않고 UV 가교를 이용하여 액체 상태에서 가교가 진행되어 콜라겐의 안정성을 높이고, 적은 양의 콜라겐으로 점성이 확보될 수 있도록 하는 천연 고분자인 아텔로콜라겐인 것을 특징으로 하는, UV 가교를 이용한 겔 타입의 합성 골이식재 제조 방법.The method of claim 7, wherein the collagen solution,
UV crosslinking, characterized in that it is a natural polymer atelocollagen, which increases the stability of collagen and secures viscosity with a small amount of collagen by crosslinking in a liquid state using UV crosslinking without chemical crosslinking. Gel-type synthetic bone graft manufacturing method using.
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