KR20230154939A - 생리활성 유리 조성물 - Google Patents

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KR20230154939A
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치앙 푸
아이즈 리
휴 마이클 맥마혼
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

실리카-계 유리 조성물은 15-65 wt.% SiO2, 2.5-25 wt.% MgO, 1-30 wt.% P2O5, 및 15-50 wt.% CaO를 포함하여, 국제표준화기구 섹션 719(ISO 719)에 의해 측정되었을 때, 최대 3의 유리 그레인의 가수분해 저항성(HGB)을 갖고, 모의 체액에서 생리활성 결정 상을 형성한다.

Description

생리활성 유리 조성물
본 출원은 2021년 3월 4일자에 출원된 미국 가 특허출원 제63/156,530호의 우선권을 주장하고, 이들의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 소비자 및 치과 적용을 위한 생체적합성 무기 조성물에 관한 것이다.
생리활성(bioactive) 유리는 생체적합성(biocompatibility) 또는 생리활성도(bioactivity)를 나타낸 유리 및 유리 세라믹 물질의 그룹이며, 이는 그것들이 인간이나 동물의 생리(physiology) 안으로 혼입되는 것을 허용한다. 일반적으로 말하면, 생리활성 유리는 경조직 및 연조직과 결합할 수 있고, 이에 의하여 뼈 및 연골 세포의 성장을 발전시킨다. 더욱이, 생리활성 유리는 또한, 골형성 유전자의 발현을 활성화하고 혈관형성(angiogenesis)을 자극할 뿐만 아니라 혈관신생(vascularization), 상처 치유, 및 심장, 폐, 신경, 위장관, 요로 및 후두 조직 복구를 촉진하는, 이온 방출을 가능하게 할 수 있다.
현재 이용가능한 생리활성 유리는 인회석(apatite)으로 전환되는 능력에 대해 조사(investigate)되고 있으며; 그러나, 이들 전통적인 생리활성 유리의 낮은 화학적 내구성은 수성 환경(aqueous environments)에서 장기간 보관 시간(shelf times)이 필요한 조성물을 위하여 문제가 된다. 예를 들어, 45S5 Bioglass®는 치약 적용에 사용되는 유리 미립자를 위한 비-수성 환경의 개발이 필요하다. 다른 유리 조성물(예를 들어, 무-알칼리 유리)은 알칼리-함유 조성물의 생리활성도를 나타내지 않는다. 따라서, 수성 환경에서 화학적 내구성을 유지하면서 높은 생리활성도를 갖는 생리활성 유리 조성물에 대한 충족되지 않은 요구가 계속 존재하고 있다.
본 개시는 소비자 및 치과적 적용을 위한 개선된 생체적합성 무기 조성물을 제공한다.
몇몇 구현예에서, 실리카-계 유리 조성물은 15-65 wt.% SiO2, 2.5-25 wt.% MgO, 1-30 wt.% P2O5, 및 15-50 wt.% CaO를 포함하고, 여기서 상기 조성물은: 국제표준화기구 섹션 719 (ISO 719)에 의해 측정되었을 때, 최대 3의 유리 그레인(grain)의 가수분해 저항성(HGB)을 갖고, 및 모의 체액(simulated body fluid)에서 생리활성 결정 상을 형성한다.
다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0-5 wt.% F-를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0-10 wt.% Li2O, >0-10 wt.% Na2O, 또는 >0-10 wt.% K2O 중 하나를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0 내지 10 wt.% ZrO2를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 0-10 wt.% Al2O3, 0-10 wt.% SrO, 0-10 wt.% ZnO, 및 0-5 wt.% B2O3를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리는 15-50 wt.% MO, 및 0-30 wt.% R2O를 포함하며, 여기서 MO는 MgO, CaO, SrO, BeO, 및 BaO의 합이고, R2O는 Na2O, K2O, Li2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 생리활성 결정 상은 인회석(apatite)을 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, P2O5 및 CaO의 합은 25-65 wt.%이다.
몇몇 구현예에서, 실리카-계 유리 조성물은 30-50 wt.% SiO2, 10-20 wt.% MgO, 5-15 wt.% P2O5, 및 25-40 wt.% CaO,를 포함하며, 여기서 조성물은, 국제표준화기구 섹션 719(ISO 719)에 의해 측정되었을 때, 최대 3의 유리 그레인의 가수분해 저항성(HGB)을 갖고, 모의 체액에서 생리활성 결정 상을 형성한다.
다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0-3 wt.% F-를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0-10 wt.% Li2O, >0-10 wt.% Na2O, 또는 >0-10 wt.% K2O를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 >0 내지 10 wt.% ZrO2를 더욱 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 생리활성 결정 상은 인회석을 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, P2O5와 CaO의 합은 25-65 wt.%이다.
다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 매트릭스는 여기에 기재된 유리 조성물을 포함하고, 여기서 매트릭스는 치약, 구강 세정제, 린스, 스프레이, 연고(ointment), 새브(salve), 크림, 붕대, 폴리머 필름, 경구 제제, 알약, 캡슐, 또는 경피 제제 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 유리 조성물은 매트릭스에 부착되거나 매트릭스에 혼합된다. 다른 관점 또는 구현예 중 어느 것과 결합가능한 하나의 관점에서, 수성 환경은 여기에 기재된 유리 조성물을 포함한다.
본 개시는 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다:
도 1은 몇몇 구현예에 따른, ISO 719 표준 절차에 따라, 98℃에서 2시간 동안 물에서 테스트했을 때, 실시예 1, 2 및 비교예 1의 그램당 등가의(equivalent) 알칼리를 예시한다.
도 2a-2d는 몇몇 구현예에 따른, 실시예 1 및 2와 비교예 1의 유리 분말 샘플을 담근 후 인공 타액 용액에서 방출된 Na+ (도 2a), Ca2+ (도 2b), Si4+ (도 2c), 및 P5+ (도 2d) 이온 농도의 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석을 예시한다.
도 3a-3c는 몇몇 구현예에 따른, 30일(도 3a), 47일(도 3b), 및 61일(도 3c) 동안 인공 타액(37℃에서 유지)에서 침지 후 실시예 1 및 비교예 1에 대해 분말 x-선 회절(XRD) 분석을 예시한다. XRD 분석 전에 샘플은 건조되고 분쇄되었다.
도 4a 및 4b는 몇몇 구현예에 따라 47일 동안 인공 타액(37℃에서 유지)에 침지 후의 비교예 1(도 4a) 및 실시예 1(도 4b)의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 예시한다. 샘플은 SEM 분석 전에 건조되었다.
다음 설명에서, 군(group)이 요소의 군 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 기재될 때마다, 군은 개별적으로 또는 서로 조합하여, 인용된 이들 요소의 임의의 수를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 유사하게, 군이 요소의 군 및 이들의 조합 중 적어도 하나로 이루어진 것으로 기재될 때마다, 군은 개별적으로 또는 서로 조합하여, 인용된 이들 요소의 임의의 수로 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 별도의 언급이 없는 한, 값의 범위는, 인용된 경우, 상기 범위의 상한 및 하한 둘다 뿐만 아니라 이들 사이의 어떤 범위를 포함한다.
본 명세서에서 상한값과 하한값을 포함하는 수치의 범위가 기재된 경우, 특정 상황에서 달리 명시되지 않는 한, 범위는 그 말단점, 및 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하도록 의도된다. 청구범위의 범주가, 범위를 정의할 때 기재된, 특정 값으로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 더욱이, 양, 농도, 또는 기타 값 또는 파라미터가 범위, 하나 이상의 바람직한 범위 또는 상한의 바람직한 값 및 하한의 바람직한 값의 리스트로서 주어지는 경우, 이는 임의의 상위 범위 한도 또는 바람직한 값 및 임의의 하위 범위 한도 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터, 이러한 쌍이 개별적으로 개시되는지와 관계없이, 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해될 것이다. 마지막으로, 용어 "약"이 범위의 값 또는 말단-점을 기재하는 데 사용되는 경우, 본 개시는 언급된 특정 값 또는 말단-점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 또는 범위의 말단-점이 "약"으로 기재되지 않은 경우, 수치 또는 범위의 말단-점은 두 가지 구현예, 즉 "약"으로 수식된 하나와 "약"으로 수식되지 않은 하나를 포함하도록 의도된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "약"은, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 기타 수량 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요는 없으며, 그러나 허용 오차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 및 이와 유사한 것, 및 통상의 기술자에게 알려진 기타 인자들을 반영하여, 원하는 것과, 대략적이거나 및/또는 더 크거나 작을 수 있음을 의미한다. 용어 "실질적으로"는, 임의의 정량적 비교, 값, 측정, 또는 기타 표현에 기인할 수 있는 불확실성의 내재적 정도를 나타내기 위해 여기에서 사용될 수 있다는 점에 유의한다. 이들 용어는 또한 문제가 되는 주제의 기본 기능을 변경하지 않으면서, 정량적 표현이 언급된 참조와 다를 수 있는 정도를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 따라서, 예를 들어 Al2O3가 "없는" 또는 "본질적으로 없는" 유리는 Al2O3가 유리에 적극적으로 첨가되지 않거나 뱃치(batch)되지 않지만, 오염 물질로서 매우 적은 양 (예를 들어: 500, 400, 300, 200 또는 100 이하의 백만분율(ppm)) 존재할 수 있다.
본 명세서에서, 유리 조성은 달리 명시하지 않는 한 산화물에 기초하여 거기에 포함된 특정 성분의 wt.% 양으로 표현된다. 하나 이상의 산화 상태를 갖는 임의의 성분은 임의의 산화 상태로 유리 조성물에 존재할 수 있다. 그러나, 이러한 성분의 농도는 달리 명시되지 않는 한, 이러한 성분이 가장 낮은 산화 상태에 있는 산화물의 면에서 표현된다.
구강 질환은 전 세계적으로 건강에 큰 부담을 주며 통증, 불편함, 외모 손상, 및 심지어 사망까지 초래한다. 인회석(apatite) 결정의 용해 및 치아로부터 칼슘, 인산염 및 기타 이온의 순 손실(즉, 탈광화(demineralization))은 치아 우식(dental caries) 형성을 초래한다. 우식(caries)은 재광화(remineralization) 과정을 통해 비-침습적으로 관리될 수 있고, 이 과정에서 칼슘 및 인산염 이온이 외부 소스로부터 치아로 공급되어 탈광화된 에나멜의 빈 공간에 결정이 침착되는 것을 촉진한다. 결정질 형태(브루사이트, β-인산삼칼슘, 인산팔칼슘, 수산화인회석, 플루오르인회석 및 에나멜 인회석) 및 비정질 형태 둘다에서 인산칼슘 상(phase)이 재광화 공정에 사용되었다. 재광화 공정에서 비정질 인산칼슘(예를 들어, 생리활성 유리)의 사용은 유망한 결과를 나타냈다. 치아 우식을 예방하거나 복구하기 위해 재광화 과정을 촉진하는 새로운 유리 조성물을 개발하려는 강한 열망이 있다
유리 조성물
생리활성 유리는 생체적합성 또는 생리활성도를 나타낸 유리 및 유리 세라믹 물질의 그룹으로, 이는 그것들이 인간이나 동물의 생리 안으로 포함되는 것을 허용한다. 여기에 기재된 유리 조성물에서, SiO2는 칼슘 및 인의 생리활성 산화물과 조합하여 주요 유리-형성 산화물로서 역할을 한다.
몇몇 예에서, 유리는 SiO2, MgO, P2O5, 및 CaO의 조합을 포함한다. 몇몇 예에서, 유리는 Li2O, Na2O, K2O, F- 및/또는 ZrO2를 더욱 포함한다. 몇몇 예에서, 유리는 Al2O3, SrO, ZnO 및/또는 B2O3를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리는 wt.%으로 15 내지 65% SiO2, 2.5 내지 25% MgO, 1 내지 30% P2O5, 및 15 내지 50% CaO를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 wt.%로: 0 내지 10% Li2O, 0 내지 10% Na2O, 0 내지 10% K2O, 0 내지 5% F-, 및/또는 0 내지 10% ZrO2를 더욱 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 wt.%로 0 내지 10% Al2O3, 0 내지 10% SrO, 0 내지 10% ZnO, 및/또는 0 내지 5% B2O3를 더욱 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 wt.%로 15 내지 50 MO 및 0-30 R2O를 포함하며, 여기서 MO는 MgO, CaO, SrO, BeO, 및 BaO의 합이고 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이다. 여기에 개시된 실리케이트 유리는 소비자, 치과 또는 생리활성 적용 분야에 특히 적합하다.
구현된 유리의 주요 유리-형성 산화물 성분 역할을 하는 이산화규소(SiO2)는 고온 안정성 및 화학적 내구성을 제공하기 위해 포함될 수 있다. 여기에 개시된 유리의 경우, 과량의 SiO2(예를 들어, 60 wt.% 초과)를 포함하는 조성물은 감소된 생리활성도를 겪는다. 더욱이, 너무 많은 SiO2를 함유한 유리는 종종 너무 높은 용융 온도를 또한 갖는다(예를 들어 200 포이즈 온도 초과).
몇몇 구현예에서, 유리는 15-65 wt.% SiO2를 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 유리는 20-55 wt.% SiO2를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 15-65 wt.%, 또는 15-55 wt.%, 또는 20-55 wt.%, 또는 20-50 wt.%, 또는 25-50 wt.%, 또는 25-45 wt.%, 또는 30-45 wt.%, 또는 30-40 wt.%, 또는 그안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, or 65 wt.% SiO2, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함한다.
몇몇 예에서, 유리는 MgO를 포함한다. 몇몇 예에서, 유리는 2.5-25 wt.% MgO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 5-20 wt.% MgO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 2.5-25 wt.%, 또는 2.5-22.5 wt.%, 또는 5-22.5 wt.%, 또는 5-20 wt.%, 또는 7.5-20 wt.%, 또는 7.5-17.5 wt.%, 또는 10-17.5 wt.%, 또는 10-15 wt.% MgO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, or 25 wt.% MgO, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
오산화인(P2O5)은 또는 네트워크 형성제(network former)로서 역할을 한다. 게다가, 생리활성 유리의 표면으로 인산염 이온의 방출은 인회석의 형성에 기여한다. 인회석은 뼈 및 치아에서 무기 광물이며, 모의 체액(simulated body fluid)에서 인회석의 형성은 ASTM F1538-03 (2017)에 따르면 물질이 생체활성이 되는 한 가지 기준이다. 몇몇 예에서, 모의 체액은 나노-순수에서 HCl과 같은 산으로 pH 조정된 NaCl, NaHCO3, KCl, K2HPO4, MgCl2-6H2O, CaCl2, NaSO4, (CH2OH3)CNH2를 포함하는 염 용액을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 모의 체액은 인공 타액을 포함한다. 생리활성 유리에서 인산염 이온의 포함은 인회석 형성 속도 및 뼈 조직의 결합 능력을 증가시킨다. 게다가, P2O5는 유리의 점도를 증가시, 이는 결과적으로 작동 온도의 범위를 확장시키고, 따라서 유리의 제조 및 형성에 유리하다. 몇몇 예에서, 유리는 1-30 wt.% P2O5를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 5-25 wt.% P2O5를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 1-30 wt.%, 또는 3-30 wt.%, 또는 3-27 wt.%, 또는 5-27 wt.%, 또는 5-25 wt.%, 또는 7-25 wt.%, 또는 7-23 wt.% P2O5, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 wt.% P2O5, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 유리는 15-50 wt.% CaO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 25-45 wt.% CaO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 15-50 wt.%, 또는 20-50 wt.%, 또는 20-45 wt.%, 또는 25-45 wt.%, 또는 25-40 wt.% CaO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 wt.% CaO, 또는 여기에 개시된 말단을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
알칼리 토류 산화물은 영률 및 열팽창 계수에 영향을 미치는 것을 포함하여 물질의 다른 바람직한 특성을 향상시킬 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 15-50 wt.% MO를 포함하며, 여기서 MO는 MgO, CaO, SrO, BeO, 및 BaO의 합이다. 몇몇 예에서, 유리는 15-45 wt.%, 또는 20-45 wt.%, 또는 20-40 wt.%, 또는 25-40 wt.% MO, 또는 여기에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함한다. 몇몇 예에서, 유리는 약 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50 wt.% MO, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
2가 양이온 산화물(예: 알칼리 토류 산화물 및 ZnO)은 또한 유리의 용융 거동, 화학적 내구성 및 생리활성도를 향상시킨다. 특히, CaO는 모의 체액(SBF)에 또는 생체내에 침지될 때, P2O5와 반응하여 인회석을 형성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 유리의 표면으로부터 Ca2+ 이온의 방출은 인산칼슘이 풍부한 층의 형성에 기여한다. 따라서 P2O5 및 CaO의 조합은 생리활성 유리에 유리한 조성을 제공할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리 조성물은 25-65 wt.%, 또는 25-60 wt.%, 또는 30-60 wt.%, 또는 30-55 wt.%, 또는 35-55 wt.%, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위인 P2O5 및 CaO의 합과 함께 P2O5 및 CaO를 포함한다. 몇몇 예에서, 유리 조성물은 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 또는 65 wt.%, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위인 P2O5 및 CaO의 합과 함께 P2O5 및 CaO를 포함한다.
알칼리 산화물(Na2O, K2O, Li2O, Rb2O, 또는 Cs2O)은 낮은 용융 온도 및 낮은 액상선 온도를 달성하는 데 도움을 주는 역할을 한다. 한편, 알칼리 산화물의 첨가는 생리활성도을 향상시킬 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-30 wt.%의 조합된 Na2O, K2O, Li2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합계를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 wt.%의 Li2O 및/또는 Na2O 및/또는 K2O를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 >0-10 wt.% Li2O 및/또는 Na2O 및/또는 K2O를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 약 0, >0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 wt.% Li2O 및/또는 Na2O 및/또는 K2O, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
불소(F-)는 몇몇 구현예에서 존재할 수 있으며, 이러한 예에서, 유리는 0-5 wt.% F-를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 >0-5 wt.% F-를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-5 wt.%, >0-5 wt.%, >0-4 wt.%, >0-3 wt.%, >0-2.5 wt.%, >0-2 wt.%, F-, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 약 0, >0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 또는 5 wt.% F-, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. F-는 CaO 및 P2O5와 결합하여 플루오르인회석(fluorapatite)을 형성하여 본원에서 청구된 조성물의 생리활성도를 향상시킬 수 있다. 플루오르인회석은 치과 에나멜의 무기 광물(mineral)이다. 플루오르인회석을 형성하는 능력은 충치로 인한 에나멜 재생을 도울 수 있다.
이산화지르코늄(ZrO2)은 몇몇 구현예에서 존재할 수 있으며, 전구체 유리에서 네트워크 형성제 또는 중간체로서 기능할 뿐만 아니라, 형성 동안 유리 실투를 크게 줄이고 액상선 온도를 낮춤으로써 유리 열 안정성을 향상시키기 위한 핵심 산화물 역할을 한다. 특정 관점에서, ZrO2는 조성물에서 알루미나(Al2O3)와 유사한 역할을 할 수 있다. 알루미나는 유리의 구조에 영향을 미칠 수 있으며(즉, 안정화), 추가적으로, 액상선 온도와 열팽창 계수를 낮추거나, 변형점을 높일 수 있다. 네트워크 형성제로서의 역할에 더하여, Al2O3 (및 ZrO2)는, 독성 염려를 갖지 않으면서, 실리케이트 유리에서 화학적 내구성 및 기계적 특성을 향상시키는 데 도움이 된다. Al2O3 또는 ZrO2의 너무 높은 함량은 (예를 들어, >10wt.%) 일반적으로 용융물의 점도를 증가시키고 생리활성도를 감소시킨다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 wt.% ZrO2 및/또는 Al2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 wt.%, 0-8 wt.%, 0-6 wt.%, 0-4 wt.%, 0-2 wt.%, >0-10 wt.%, >0-8 wt.%, >0-6 wt.%, >0-4 wt.%, >0-2 wt.%, 1-10 wt.%, 1-8 wt.%, 1-6 wt.%, 1-4 wt.%, 1-2 wt.%, 3-8 wt.%, 3-6 wt.%, 3-10 wt.%, 5-8 wt.%, 5-10 wt.%, 7-10 wt.%, 또는 8-10 wt.% ZrO2 및/또는 Al2O3, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0, >0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 wt.% ZrO2 및/또는 Al2O3, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서 산화스트론튬(SrO)이 존재할 수 있으며, 그러한 예에서, 유리는 0-10 wt.% SrO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 >0-10 wt.% SrO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 3-10 wt.%, 5-10 wt.%, 5-8 wt.% SrO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 0-10 wt.%, 0-8 wt.%, 0-6 wt.%, 0-4 wt.%, 0-2 wt.%, >0-10 wt.%, >0-8 wt.%, >0-6 wt.%, >0-4 wt.%, >0-2 wt.%, 1-10 wt.%, 1-8 wt.%, 1-6 wt.%, 1-4 wt.%, 1-2 wt.%, 3-8 wt.%, 3-6 wt.%, 3-10 wt.%, 5-8 wt.%, 5-10 wt.%, 7-10 wt.%, 또는 8-10 wt.% SrO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 약 >0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 wt.% SrO, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 유리는 ZnO를 포함한다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 wt.% ZnO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-5 wt.% ZnO를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 >0-10 wt.%, 3-10 wt.%, 또는 3-8 wt.% ZnO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-10 wt.%, 0-8 wt.%, 0-6 wt.%, 0-4 wt.%, 0-2 wt.%, >0-10 wt.%, >0-8 wt.%, >0-6 wt.%, >0-4 wt.%, >0-2 wt.%,1-10 wt.%, 1-8 wt.%, 1-6 wt.%, 1-4 wt.%, 1-2 wt.%, 3-8 wt.%, 3-6 wt.%, 3-10 wt.%, 5-8 wt.%, 5-10 wt.%, 7-10 wt.%, 또는 8-10 wt.% ZnO, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 약 0, >0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 wt.% ZnO, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 유리는 0-5 wt.% B2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 >0-5 wt.% B2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0-5 wt.%, 또는 >0-5 wt.%, 또는 2-5 wt.% B2O3, 또는 그 안에 개시된 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0, >0, 1, 2, 3, 4, 또는 5 wt.% B2O3, 또는 여기에 개시된 말단점을 갖는 임의의 값 또는 범위를 포함할 수 있다.
추가 성분이 추가적인 이점을 제공하기 위해 유리에 포함될 수 있거나, 또는 상업적으로-제조된 유리에서 전형적으로 발견되는 오염물질로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 추가 성분이 착색제 또는 청징제로서(예를 들어, 유리를 생산하기 위해 사용된 용융된 뱃치 물질로부터 기체 함유물의 제거를 용이하게 하기 위해) 및/또는 기타 목적을 위해 첨가될 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 자외선 흡수제로서 유용한 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 3 wt.% 이하의 ZnO, TiO2, CeO, MnO, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Fe2O3, As2O3, Sb2O3, Cl, Br, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유리는 0 내지 약 3 wt.%, 0 내지 약 2 wt.%, 0 내지 약 1 wt.%, 0 내지 0.5 wt.%, 0 내지 0.1 wt.%, 0 내지 0.05 wt.%, 또는 0 내지 0.01 wt.% ZnO, TiO2, CeO, MnO, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Fe2O3, As2O3, Sb2O3, Cl, Br, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 예에 따르면, 유리는 또한 뱃치 물질과 관련된 및/또는 유리를 생산하는 데 사용되는 용융, 청징 및/또는 형성 장비에 의해 유리에 도입된 다양한 오염물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현예에서, 유리는 0 내지 약 3 wt.%, 0 내지 약 2 wt.%, 0 내지 약 1 wt.%, 0 내지 약 0.5 wt.%, 0 내지 약 0.1 wt.%, 0 내지 약 0.05 wt.%, 또는 0 내지 약 0.01 wt.% SnO2 또는 Fe2O3, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
실시예
여기에 기재된 구현예는 다음의 실시예에 의해 더욱 명확해질 것이다.
구현된 유리를 형성하기 위한 전구체 산화물의 양의 비-제한적인 예는 결과적으로 생성된 유리의 특성과 함께 표 1에 열거된다. 어닐링점(℃)은 빔 굽힘 점도계(ASTM C598-93)를 사용하여 측정될 수 있다.
산화물
(wt.%)		 비교예 1 1 2 3 4 5 6 7
SiO2 45 42.9 41.2 43.5 37.7 37.7 37.7 37.7
Al2O3 0 0 0 0 0 0 0 0
Li2O 0 0 0 0 5 0 0 0
Na2O 24.5 0 0 0 0 5 0 0
K2O 0 0 0 0 0 0 5 0
MgO 0 14.5 13.9 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5
CaO 24.5 32.4 31.2 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5
SrO 0 0 0 0 0 0 0 0
ZnO 0 0 0 0 0 0 0 0
F- 0 0.8 0.8 0 0.8 0.8 0.8 0.8
P2O5 6 9.5 9.1 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5
ZrO2 0 0 3.8 0 0 0 0 2
어닐링점(℃) 500 400 400 375 400 400 400 400
여기에 개시된 생리활성 유리 조성물은 높은 화학적 내구성 및 탁월한 생리활성도를 나타내며, 개시된 의료 및 치과 공정에 유용한 임의의 형태일 수 있다. 조성물은 예를 들어 입자, 분말, 미소구체, 섬유, 시트, 비드, 스캐폴드, 직조 섬유의 형태 또는 적용분야에 따라 다른 형태일 수 있다. 표 1의 조성물은 1300℃ 이하의 온도에서, 또는 1250℃ 이하의 온도에서, 또는 1200℃ 이하 온도에서 용융될 수 있고, 이에 의하여 상대적으로 작은 상업용 유리 탱크에서 용융시키는 것이 가능하다.
몇몇 구현예에서, 표 1의 조성물은 비교예 1(45S5 유리)에 비해 현저히 더 높은 화학적 내구성 및 생리활성도를 증명한다.
도 1은 몇몇 구현예에 따른 ISO 719 표준 절차에 따라 98℃에서 2시간 동안 물에서 테스트했을 때 실시예 1, 2 및 비교예 1의 그램당 등가의(equivalent) 알칼리를 예시한다. 다시 말하면, 도 1에서는 등가의(equivalent) 알칼리 방출은 ISO 719에 명시된 대로 98℃에서 2시간 동안 유리 그레인을 함유하는 DI 수(water) 50 mL의 적정 방법을 사용하여 측정되었다. 용액은 메틸 레드를 지시약으로 사용하여 0.01 M HCl로 적정되고, ISO 719에 설명된 대로 그레인의 그램 당 중화된 알칼리 μg으로 보고된다. 알칼리 방출이 높을수록 유리 조성물의 내수성(water durability)이 낮다는 것을 나타낸다. 따라서, 실시예 1 및 실시예 2로부터의 등가의 알칼리 방출이 비교예 1(45S5)로부터의 것의 약 1/5 내지 10분의 1이기 때문에, 비교예 1은 실시예 1 또는 실시예 2보다 낮은 내수성(water durability)을 갖는다. 실시예 1 및 2(및 더 나아가, 실시예 3-7)의 개선된 내가수분해성은 비교예 1과 비교하여 이들의 더 낮은 알칼리(즉, Na2O, K2O, Li2O) 함량 때문일 수 있다.
게다가, 도 1로부터, 실시예 1 및 2는 HGB 3 카테고리에 속하하는 한편, 비교예 1은 물에서의 ISO 719 테스트에 기초하면 HGB 5에 속한다. HGB는 끓는 물 테스트 하에서 유리 그레인의 내가수분해성을 나타낸다. ISO 719에 따르면, HGB의 숫자가 작을수록 더 높은 저항성(더 큰 내구성)을 가리킨다. 이것은 실시예 조성물에서 물 내구성의 현저한 개선을 시사한다.
도 1이 나타내는 것은, 더 높은 내구성을 갖는 유리 조성물일 수록 수용액에서 사용될 때 더 긴 보관 시간을 보장한다는 것이다. 비교예 1과 관련하여, 이 조성물을 사용하는 치과 적용은 현재 비-수성 용액으로 제형화된다. 향상된 물 내구성을 갖는 표 1의 현재 실시예는, 수성 및 비수성 용액 둘 다로 제형화하는 데 유연성을 허용하여, 이들을 치과 또는 구강 관리 또는 미용 제품 적용분야에서 더 나은 후보가 되게한다.
도 2a-2d는 실시예 1, 2 및 비교예 1의 유리 분말 샘플을 인공 타액 용액에 담근 후 인공 타액 용액에서 방출된 Na+ (도 2a), Ca2+ (도 2b), Si4+ (도 2c), 및 P5+ (도 2d) 이온 농도의 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석을 예시한다. ICP 분석은 인공 타액 내 이온 농도을 분석하기 위해 Agilent 5800 ICP-OES 장비를 이용하여 수행되었다. 도 2a로부터, ICP 데이터는, 훨씬 낮은 Na+ 이온 농도가 비교예 1 경우보다 실시예 1 및 2경우에서 검출되었다는 것을, 확인해 준다. 유사하게, 도 2c로부터, 훨씬 더 낮은 Si4+ 이온 농도가 비교예 1 경우보다 실시예 1 및 2 경우에서 검출되었으며, 이는 이산화규소가 테스트된 유리의 주요 유리-형성 산화물 성분으로서 작용한다는 점을 고려하면, 신규 조성물이 45S5 유리보다 물 부식에에 대해 더 높은 저항성을 나타낸다는 것을을 시사한다. 더 높은 Ca2+ 이온 농도가 비교예 1에서보다 실시예 1 및 2에서 측정되었으며, 이는 45S5에서보다 이들 실시예에서 더 높은 CaO 함량과 일치한다. 다시 말하면, 유리 조성물에서 칼슘 함량이 높을수록 더 높은 방출된 Ca 양을 결과적으로 초래할 수 있다. 실시예 1, 2 및 비교예 1의 경우, 모든 칼슘이 인과 결합하여 인회석을 형성하는 것은 아니다. 더 높은 CaO 조성에서 ICP에 의해 감지된 바와 같이, 타액에서 과량의 방출된 칼슘이 존재한다. 도 2d로부터, 타액에는 측정 가능한 P5+가 없으며, 이는 인과 칼슘이 반응하여 인회석을 형성함을 시사한다. 이러한 결과는 45S4 유리에 비해 예시된 조성물의 향상된 내구성의 추가적인 뒷받침을 제공한다. 도 3a-3c에서 XRD에 의해 확인된 바와 같이, 더 높은 인회석이 실시예 조성물에서 형성되었다(높은 피크 강도와 더 날카로운 피크는 더 많은 양의 인회석을 나타냄).
도 3a-3c는 30일(도 3a), 47일(도 3b), 및 61일(도 3c) 동안 인공 타액(37℃에서 유지)에서 침지 후 실시예 1 및 비교예 1에 대한 분말 x-선 회절(XRD) 분석을 예시한다. 샘플은 XRD 분석 전에 건조되고 분쇄되었다. 샘플은 Rocklabs 링 밀을 사용하여 미세한 분말로 분쇄하여 XRD 분석을 위해 준비되었다. 그 다음에, 분말은 LynxEyeTM 실리콘 스트립 검출기가 장착된 Bruker D4 Endeavour 장치를 사용하여 분석되었다. X-선 스캐닝이 데이터 수집을 위해 5°부터 80°(2θ)까지 수행되었다. 앞서 설명한 바와 같이, 인회석은 뼈와 치아에 존재하는 무기 광물이며, 모의 체액 내에서 이의 형성은 물질이 생리활성을 갖는 하나의 기준이다. 도 3a-3c의 XRD 데이터는, 결정 상이 실시예 1 또는 비교예 1(45S5 유리)에서 인공타액에서 30일 후(도 3a) 검출되지 않았으나, 인회석이 실시예 1에서 47일 후(도 3b) 확인되었고, 61일에는 피크가 더욱 뚜렷해졌다(도 3c)는 것을 나타낸다. 이에 반해, 비교예 1의 경우, 61일 이후 인공타액에 침지한 후에도, 잘-발달된 인회석 상이 검출되지 않았다. 이것은 실시예 1이 비교예 1보다 더 높은 결정도 및 더 우수한 생리활성도를 갖는다는 것을 시사한다. 칼슘은 인회석에서 핵심 성분이기 때문에, CaO 농도가 높을수록 인회석 형성이 더 빨라진다. 실시예 1은 비교예 1보다 더 높은 CaO 농도를 갖는다.
도 4a 및 도 4b는 비교예 1(도 4a) 및 실시예 1(도 4b)의 인공 타액(37℃에서 유지)에서 47일 동안 침지시킨 후의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 샘플은 SEM 분석 전에 건조되었다. 전도성 탄소 코팅이 표면 전하를 줄이기 위해 유리 분말에 적용된 다음, Zeiss Gemini 500 SEM에서 관찰되었다. SEM 이미지는 비교예 1의 구형 핵에 비교하여 실시예 1의 표면에서 바늘-유사 인회석 상에 대한 추가적인 증거를 제공한다. XRD 및 SEM으로부터의 결과는 45S5 유리에서보다 예시된 조성물에서 더 높은 생리활성도의 추가적인 뒷받침을 제공한다.
유리 생리활성도(Glass Bioactivity)
관점들은 구현화된 생리활성 유리 조성물을 함유하는 조성물 또는 매트릭스, 및 의학적 상태(medical conditions)를 치료(treat)하기 위해 매트릭스를 사용하는 방법에 관한 것이다. 매트릭스는 치약, 구강 세정제, 린스, 스프레이, 연고(ointment), 새브(salve), 크림, 붕대, 폴리머 필름, 경구 제제, 알약, 캡슐, 경피 제제 등일 수 있다. 청구된 생리활성 유리 조성물은 매트릭스 또는 기타 매트릭스 성분에 물리적으로 또는 화학적으로 부착되거나 또는 그 안에 간단히 혼합될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 생리활성 유리는 입자, 비드, 미립자, 단섬유, 장섬유 또는 모직 메쉬를 포함하여, 적용 분야에서 작동하는 임의의 형태일 수 있다. 의학적 상태를 치료하기 위해 유리-함유 매트릭스를 사용하는 방법은 일반적으로 적용되는 매트릭스의 사용과 단순히 유사할 수 있다.
유리 제조 공정
표 1에 열거된 산화물 함량을 갖는 유리는 전통적인 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 예에서, 전구체 유리가 균질한 용융물을 확보하기 위해 필요한 뱃치 물질을 완전히 혼합(예를 들어, 관형 믹서를 사용하여)하고, 이어서 실리카 및/또는 백금 도가니에 배치함으로써 형성될 수 있다. 도가니는 퍼니스 안에 배치되고, 유리 뱃치를 용융되며, 1100℃ 내지 1400℃ 범위의 온도에서 약 6시간 내지 24시간 범위의 기간 동안 유지될 수 있다. 그 후 용융물은 강철 몰드에 부어져 유리 슬래브를 생산할 수 있다. 후속적으로, 이 슬래브는 약 400℃ 내지 700℃에서 작동하는 어닐러로 즉시 이송될 수 있으며, 여기서 유리는 약 0.5시간 내지 3시간 동안 온도가 유지된 후 밤새 냉각된다. 다른 비제한적인 예에서, 전구체 유리는 재료를 완전히 혼합하기에 충분한 시간 동안 적절한 산화물과 광물 공급원을 건식 혼합하여 제조된다. 유리는 약 1100℃ 내지 1400℃ 범위의 온도에서 백금 도가니에서 용융되고, 약 6시간 내지 16시간 동안 그 온도에서 유지된다. 그 다음에, 생성된 유리 용융물은 강철 테이블 위에 부어져 냉각된다. 그 다음에, 전구체 유리는 적절한 온도에서 어닐링된다.
구현화된 유리 조성물은 에어젯 밀링 또는 단섬유에 의해 1-10 마이크론(㎛) 범위의 미세 입자로 분쇄될 수 있다. 입자 크기는 유리 프릿의 어트리션 밀링 또는 볼 밀링을 사용하여 1-100 ㎛ 범위에서 다양할 수 있다. 게다가, 이러한 유리는 다른 방법들을 사용하여 단섬유, 비드, 시트 또는 3차원 스캐폴드로 가공될 수 있다. 단섬유는 용융 방사(spinning) 또는 전기 방사에 의해 만들어지고; 비드는 유리 입자를 고온 수직 퍼니스 또는 화염 토치를 통해 흐르게 하여 생산될 수 있으며; 시트는 얇은 롤링, 플로트 또는 융합-인발 공정을 사용하여 제조될 수 있고; 스캐폴드는 신속한 프로토타이핑, 폴리머 폼 복제 및 입자 소결을 사용하여 를 생산될 수 있다. 원하는 형태의 유리가 세포 성장, 연조직 및 경조직 재생, 유전자 발현의 자극 또는 혈관형성을 지원하는데 사용될 수 있다.
연속 섬유는 당해 분야에 공지된 공정을 사용하여 청구된 조성물로부터 쉽게 인발될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 직접 가열된(전기가 직접 통과하는) 백금 부싱(bushing)을 사용하여 형성될 수 있다. 유리 파유리(glass cullet)는 부싱 안에 적재되고, 유리가 용융될 수 있을 때까지 가열된다. 온도가 부싱의 오리피스에 드립(drip)이 형성될 수 있도록 원하는 유리 점도(일반적으로 <1000 포이즈)를 달성하기 위해 설정된다(부싱 크기는 가능한 섬유 직경 범위에 영향을 미치는 제한을 생성시키기 위해 선택된다). 드립은 손으로 당겨져서(pull) 섬유를 형성하기 시작한다. 섬유가 일단 형성되면, 그것은 회전하는 당김/수집 드럼에 연결되어 일정한 속도로 당김 과정을 계속한다. 드럼 속도(또는 분당 회전수 RPM)와 유리 점도를 사용하여, 섬유 직경은 조작될 수 있고, 일반적으로 당김 속도가 빠를수록 섬유 직경은 작아진다. 1~100μm 범위의 직경을 가진 유리 섬유는 유리 용융물로부터 연속적으로 인발될 수 있다. 섬유는 또한 업드로우 공정을 사용하여 생성될 수 있다. 이 공정에서, 섬유는 박스 퍼니스에 있는 유리 용융물 표면으로부터 당겨질(pull) 수 있다. 유리의 점도를 조절함으로써, 석영 막대가 사용되어 용융물 표면으로부터 유리를 당겨 섬유를 형성한다. 섬유는 섬유 길이를 증가시키기 위해 지속적으로 위쪽으로 당겨질 수 있다. 막대가 위로 당겨지는 속도는 유리의 점도와 함께 섬유 두께를 결정한다.
따라서, 여기에 제시된 바와 같이, 소비자 및 치과 적용을 위한 생체적합성 무기 조성물은 수성 환경에서 개선된 생리활성도 및 화학적 내구성의 조합을 갖는 것으로 기술된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "및/또는"은, 둘 이상의 항목의 목록에서 사용될 때, 열거된 항목 중 어느 하나가 그 자체로 사용될 수 있거나, 또는 열거된 항목 중 둘 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B 및/또는 C를 함유하는 것으로 기재되면, 조성물은 A만; B만; C만; A와 B의 조합; A와 C의 조합; B와 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 함유할 수 있다.
요소의 위치(예를 들어, "상부", "하부", "위", "아래", "제1", "제2" 등)에 대한 여기에서의 참조는 단지 도면에서 다양한 구성요소의 방향을 설명하기 위해 사용된다. 다양한 구성요소의 방향은 다른 예시적인 구현예에 따라 다를 수 있으며, 이러한 변경은 본 개시에 의해 포함되도록 의도된다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 이러한 관계 용어는, 이러한 독립체 또는 행위 사이의 어떠한 실제 이러한 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고, 하나의 독립체 또는 행위를 다른 독립체 또는 행위와 구별하기 위해서만 사용된다.
본 개시의 수정은 통상의 기술자 및 본 개시를 만들거나 사용하는 자들에게 일어날 것이다. 따라서, 도면에 나타내고 위에서 설명된 구현예는 단지 예시 목적을 위한 것이며, 균등론을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되는, 하기의 특허청구범위에 의해 정의되는, 본 개시의 범주를 제하는 것으로 의도되지 않는다.
설명된 개시의 구성 및 다른 성분이 어떠한 특정 물질로 제한되지 않는다는 것이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 여기에 개시된 개시의 다른 예시적인 구현예는 여기에서 달리 설명되지 않는 한 다양한 물질로부터 형성될 수 있다.
여기에 사용되는 바와 같이, 용어 "대략", "약", "실질적으로", 및 유사한 용어는 본 개시의 주제와 관련된 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적이고 허용되는 용법과 조화를 이루는 넓은 의미를 갖는 것으로 의도된다. 본 개시를 검토하는 통상의 기술자는, 이들 용어가, 제공된 정확한 수치 범위로 이들 특징의 범위를 제한하지 않으면서, 기재되고 청구된 특정 특징의 설명을 허용하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 기재되고 청구된 주제의 대단찮은 또는 중요하지 않은 수정 또는 변경은 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 나타내는 것으로 이들 용어는 해석되어야 한다.
여기에 사용되는 바와 같이, "선택적(optional)", "선택적으로" 등은 이후에 설명되는 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생할 수 없으며, 설명은 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함하는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어들의 단수는, 별도의 언급이 없는 한, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다. 또한, 명세서와 도면에 개시된 다양한 특징은 임의의 그리고 모든 조합으로 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
여기에서 실질적으로 어느 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 통상의 기술자는 문맥 및/또는 적용에 적절한 대로 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수 순열이 명료함을 위해서 여기에 명시적으로 설명될 수 있다.
달리 명시하지 않는 한, 모든 조성물은 뱃치되었을 때의 중량%(wt.%)로 표시된다. 통상의 기술자에 의해 이해하는 바와 같이, 다양한 용융 구성분(예를 들어, 규소, 알칼리-계 또는 알칼리토-계, 붕소 등)은 구성분의 용융 동안 상이한 수준의 휘발(예를 들어 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수로서)을 겪을 수 있다. 이와 같이, 이러한 구성분과 관련하여 사용된 뱃치되었을 때의 중량% 값은 최종, 용융되었을 때의 물품에서 이들 구성분의 ±0.5 중량% 이내의 값을 포함하도록 의도된다. 전술한 내용을 염두에 두고, 최종 물품과 뱃치되었을 때의 조성물 사이의 실질적인 조성물 동등성이 예상된다.
다양한 변경 및 변화가 청구된 주제의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 만들어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서 청구된 주제는 첨부된 청구범위 및 그 균등물을 고려하여 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims (17)

  1. 실리카-계 유리 조성물이며,
    15-65 wt.% SiO2,
    2.5-25 wt.% MgO,
    1-30 wt.% P2O5, 및
    15-50 wt.% CaO를 포함하고,
    여기서 상기 조성물은:
    국제표준화기구 섹션 719(ISO 719)에 의해 측정되었을 때, 최대 3의 유리 그레인의 가수분해 저항성(HGB)을 갖고, 및
    모의 체액에서 생리활성 결정 상을 형성하는, 유리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 조성물은 >0-5 wt.% F-를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    >0-10 wt.% Li2O,
    >0-10 wt.% Na2O, 또는
    >0-10 wt.% K2O; 중 하나를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    >0 내지 10 wt.% ZrO2를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    0-10 wt.% Al2O3,
    0-10 wt.% SrO,
    0-10 wt.% ZnO, 및
    0-5 wt.% B2O3를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    유리는:
    15-50 wt.% MO, 및
    0-30 wt.% R2O를 포함하고,
    여기서 MO는 MgO, CaO, SrO, BeO, 및 BaO의 합이고,
    R2O는 Na2O, K2O, Li2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합인, 유리 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생리활성 결정 상은 인회석(apatite)을 포함하는, 유리 조성물.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    P2O5와 CaO의 합은 25-65 wt.%인, 유리 조성물.
  9. 실리카-계 유리 조성물이며,
    30-50 wt.% SiO2,
    10-20 wt.% MgO,
    5-15 wt.% P2O5, 및
    25-40 wt.% CaO를 포함하고,
    여기서 상기 조성물은:
    국제표준화기구 섹션 719(ISO 719)에 의해 측정되었을 때, 최대 3의 유리 그레인의 가수분해 저항성(HGB)을 갖고, 및
    모의 체액에서 생리활성 결정 상을 형성하는, 유리 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유리 조성물은 >0-3 wt.% F-를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 유리 조성물은:
    >0-10 wt.% Li2O,
    >0-10 wt.% Na2O, 또는
    >0-10 wt.% K2O 중
    하나를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  12. 청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 >0 내지 10 wt.% ZrO2를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  13. 청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생리활성 결정 상은 인회석을 포함하는, 유리 조성물.
  14. 청구항 9 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    P2O5와 CaO의 합은 25-65 wt.%인, 유리 조성물.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항의 유리 조성물을 포함하는 매트릭스로서,
    상기 매트릭스는 치약, 구강 세정제, 린스, 스프레이, 연고(ointment), 새브(salve), 크림, 붕대, 폴리머 필름, 경구 제제, 알약, 캡슐 또는 경피 제제 중 적어도 하나를 포함하는, 매트릭스.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리 조성물은 매트릭스에 부착되거나 매트릭스 안에 혼합되는, 매트릭스.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 유리 조성물을 포함하는 수성 환경.
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