KR20240035023A - 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뛰어난 위생성을 갖도록 하여 치아를 이용한 이식재의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이식재의 흡수 속도를 증가시켜 우수한 골형성능을 도모할 수 있는 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 골재를 소독재로 1차 소독하는 1차 소독 단계; 상기 1차 소독 단계에서 소독된 치아의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 상기 이물질이 제거된 치아를 컷팅하여 치아편(teeth piece)을 마련하는 치아 컷팅 단계; 상기 마련된 치아편을 수세하는 치아편 수세 단계; 상기 수세된 치아편을 건조시키는 치아편 건조 단계; 상기 건조된 치아편을 분쇄하여 치아 파우더를 얻는 치아편 분쇄 단계; 상기 치아 파우더를 수열 반응시키는 수열반응 처리 단계; 상기 수열반응 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 가온 처리하는 가온 처리 단계; 상기 가온 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 소독재로 2차 소독하고, 멸균 증류수로 세척하는 2차 소독 단계; 및 상기 2차 소독 단계를 거친 치아 파우더를 건조시키고 멸균 처리하여 이식재용 파우더를 완성하는 이식재 파우더 완성 단계;를 포함는 것을 특징으로 하는 치아골 이식재용 파우더 제조 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뛰어난 위생성을 갖도록 하여 치아를 이용한 이식재의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이식재의 흡수 속도를 증가시켜 우수한 골형성능을 도모할 수 있는 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 관한 것이다.
최근 골분말, 골칩, 골블록 등과 같은 골 이식재를 뼈의 재생이나 수복에 이용하는 기술이 발전되고 있다. 골이식재는 공간을 메워주고, 가교역할 및 골 치유에 중요한 역할을 하며, 또한 골 형성을 촉진시키는 골 형성 단백질(bone morphogenetic protein, BMP)을 포함하고 있어 치료를 촉진시키는 바, 정형외과, 신경외과 및 치과 등에서 사용된다.
특히, 치과 등에서는 임플란트 시술에 다양한 골 이식재가 이용되고 있다. 치아의 상실을 회복시키기 위한 치료법으로 가장 먼저 고려되는 치료가 임플란트를 이용하는 것인데, 임플란트의 성공에 영향을 미치는 인자는 다른 뼈 이식술의 성공에 영향을 미치는 인자들과 유사하게, 환자의 조건, 사용한 재료의 특성, 시술자의 기술에 의하여 영향을 받게 된다. 성공률에 영향을 미치는 환자의 조건으로는 환자의 연령, 전신 질환 유무, 환자의 습관 또는 잔존 치조골의 높이나 골질 등이 있다. 재료 인자로는 재료의 직경, 길이, 형태 및 표면 처리와 같은 요소가 성공률에 영향을 미치게 된다. 시술자의 기술도 시술의 성공에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 따라서 치과용 임플란트의 성공률을 높이기 위한 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 비록 환자의 신체적 조건이 임플란트 시술에 이상적인 조건을 제공하여 주지 못한다고 하여도 임플란트의 성공률을 재료를 중심으로 한 기술의 발전을 통하여 획기적으로 개선할 수 있다.
임플란트 표면은 뼈와 접촉하고 있는 주된 부위이므로, 임플란트 주위의 골 결손부에 대한 높은 골 형성률 및 뼈와 임플란트 사이의 긴밀한 접합이 성공적인 임플란트를 위한 전제 조건이다. 따라서, 어떠한 골 이식재를 사용하느냐에 따라 골 형성률 및 임플란트와 골간의 결합에 있어 차이가 나며, 임플란트 표면을 무엇으로 처리하느냐에 따라 조골 세포의 부착과 증식 등에 차이가 나게 되어, 임플란트와 주변의 뼈 사이의 긴밀한 접합이 빠르게 일어나는지 여부가 판가름나게 된다. 일반적으로, 수산화 인회석(hydroxyapatite, HA)은 뼈를 구성하는 주성분으로서 임플란트의 표면 처리를 위하여 많이 사용된다. 수산화 인회석에 의하여 코팅된 임플란트의 성공률에 대한 보고는 많이 나와있다. 특히, 수산화 인회석은 사람의 뼈 및 치아의 에나멜질과 동일한 성분으로 치아의 에나멜질의 결손부분에 대한 수복에 큰 효과가 있으며, 이 수복효과로 인해 치아의 원래 빛깔을 회복시켜주기 때문에 최근 치아 미백제로도 각광을 받고 있다.
그러나 어떠한 골 이식재를 사용하는 것이 좋은지에 대해서는 의견이 아직도 분분하다. 골 이식재는 말 그대로 임플란트 시술 시 잇몸뼈가 부족하여 식립이 불가능한 부위에 골 이식재를 넣어 뼈의 형성을 유도 혹은 뼈를 늘리는 데 쓰인다. 이를 통해 잇몸뼈가 형성되면 시술자인 치과 의사들의 임플란트 수술을 돕게 된다.
골 이식재는 현재 동종골 이식재, 이종골 이식재, 합성골 이식재, 자가골 이식재 등으로 구분할 수 있다.
동종골 이식재란 동종의 다른 개체에서 얻은 골을 말하며, 보통 죽은 사람의 뼈에서 채취한다.
이종골 이식재란 다른 종의 동물에서 얻어진 골 조직을 채취하여 이식하는 것을 말하는 데, 주로 소나 송아지에서 추출한다.
합성골 이식재란 사람 혹은 다른 종의 동물들에게서 얻어진 것이 아닌 골 대체물과 합성물질을 이용해 만들어진 유기지질이 제거된 재료로서, 주로 바이오세라믹(bioceramic)으로 구성된다. 동종골 이식재와 이종골 이식재를 사용 시, 빠르게 굳어나가며 골질 또한 좋다는 장점이 있으나 바이러스 감염 등의 문제가 있다는 단점이 있다. 합성골 이식재를 사용 시, 구입이 간편하고 사용이 편리하다는 장점과 함께 굳어가는 속도가 느리고 골질 또한 좋지 않다는 단점을 가진다.
또한, 자가골 이식재란 어느 다른 개체가 아닌 수술을 받게 되는 환자 본인의 골을 말하며, 구강 내 공여부나 구강 외 공여부에서 채취한다. 특히, 최근에는 환자의 발치된 치아를 가공 처리하여 골 대체재로 이용할 수 있는 자가치아 골 이식재가 소개되어 임상에 활용되고 있다.
이러한 자가치아 골 이식재는 생체적 합성이 우수하면서 골 유도 및 골 전도에 의해 치유되고 일정기간 경과 후에는 흡수되는 양상을 보이며, 발치창 보존 혹은 재건술과 골 유도재생술에 이용되어 왔다.
자가치아 골이식재는 현재 다양한 주제로 임상연구 및 동물실험이 진행되어 왔고, 다른 골 대체재들과 비교하였을 때 어느 정도 유사한 결과를 보여주고 있다. 또한, 임상적 안정성에 대한 부분도 언급되었는데 이는 수술 후 빠른 골 치유와 창상 열 개가 관찰되어도 감염 등에 대한 저항성이 커서 효과적인 2차 치유가 가능하다는 것이었다.
다만, 자가치아를 골 이식재로 제작하는 과정 중에는 동종골과 마찬가지로 탈회 과정이 포함되는데, 이러한 탈회 과정은 무기질 성분을 상당부분 제거하여 비탈회시와 비교함에 있어서 골 형성의 조건을 상당부분 바꾸게 되고, 이러한 변경된 조건으로 인해 골이 형성되는 시기와 골량이 달라질 수 있어, 자가치아를 골 이식재로 사용하는 데 제약을 받고 있는 실정이다.
산 처리는 동종골의 경우에 있어서 무기질의 성분을 제거하고 골 형성 단백질 활성화를 촉진시킬 경우에 이용되며, 교원질과 비교원성 단백질만 남겨두고 무기질을 제거하게 된다. 만약 탈회를 시행하지 않는 경우는 냉동건조를 실시하여 멸균을 시행한 후 이식재로 사용하게 된다. 이러한 무기질의 탈회는 골이 재생되는 과정에서 버팀목을 하는 무기질이 제거되기 때문에 강도는 약하지만 흡수되는 시간을 절약할 수 있고 탈회하지 않는 경우에는 초기 강도는 강하지만 골 재생과정이 길어질 수 있다.
이와 같이 동종골의 경우 탈회의 정도나 방법에 따라서 골 이식재의 골 형성 능력이 다르다는 것을 확인하는 연구들이 있었고, 인간의 골과 무기질, 유기질 성분이 유사하고 골 형성 단백질이 있다고 알려진 자가치아 골 이식재에 있어서도 동일하게 적용이 가능한데, 기존 연구에서는 산의 종류에 따른 무기질의 탈회정도에 대한 자료가 없어 각 산에 대한 탈회 효율을 평가하기가 어려웠고, 이러한 점이 자가치아 골 이식재의 단점으로 지적되고 있다.
동종골 이식재를 이용하는 종래 기술로서 대한민국 등록특허공보 제10-1382067호에서 제안된 자가 치아 이식재는 지지력이 약한 루트부만이 사용되어 치조골 주변의 연조직이 골결손 부위에 채워지거나, 치아 이식재의 뼈가 생성되기 이전에 인체에 흡수되어 치조골의 형성이 원활하지 않은 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 뛰어난 위생성을 갖도록 하여 치아를 이용한 이식재의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이식재의 흡수 속도를 증가시켜 우수한 골형성능을 도모할 수 있는 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 자가골, 자가치아골, 동종골, 이종골 및 합성골의 이식재용 골재 중에서 선택된 이식재용 골재를 이용한 이차골 이식재용 파우더 제조 방법으로서, 골재를 소독재로 1차 소독하는 1차 소독 단계; 상기 1차 소독 단계에서 소독된 치아의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 상기 이물질이 제거된 치아를 컷팅하여 치아편(teeth piece)을 마련하는 치아 컷팅 단계; 상기 마련된 치아편을 수세하는 치아편 수세 단계; 상기 수세된 치아편을 건조시키는 치아편 건조 단계; 상기 건조된 치아편을 분쇄하여 치아 파우더를 얻는 치아편 분쇄 단계; 상기 치아 파우더를 수열 반응시키는 수열반응 처리 단계; 상기 수열반응 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 가온 처리하는 가온 처리 단계; 상기 가온 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 소독재로 2차 소독하고, 멸균 증류수로 세척하는 2차 소독 단계; 및 상기 2차 소독 단계를 거친 치아 파우더를 건조시키고 멸균 처리하여 이식재용 파우더를 완성하는 이식재 파우더 완성 단계;를 포함하고, 상기 이물질 제거 단계는 치아의 우식과 치수 조직을 제거하는 것으로 이루어지고, 상기 치아편 수세 단계는, 치아편을 수산화나트륨 용액으로 12시간 수세하는 것으로 이루어지며, 상기 수열반응 처리 단계는, 스테인레스 용기에 치아 파우더를 넣고, 100℃~200℃에서 6시간 수열반응시킨 다음, 수열반응시킨 치아 파우더를 증류수로 세척하고 상온 건조하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 치아골 이식재용 파우더 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 1차 소독 단계는, 에틸알코올 또는 과산화수소에 20℃~30℃ 온도 환경에서 15분~25분간 침지시키는 것으로 이루어지고, 상기 치아 컷팅 단계는, 이물질이 제거된 치아를 5:3:2 비율를 갖는 크기의 치아편으로 컷팅하고, 상기 치아편 건조 단계는, 상기 수세된 치아편을 열풍건조기를 이용하여 40℃ ~ 60℃에서 40분 ~ 80분간 열풍 건조시키는 것으로 이루어지고, 상기 치아편 분쇄 단계는 500㎛~600㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제1 치아 파우더와, 600㎛~700㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제2 치아 파우더, 및 700㎛~850㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제3 치아 파우더를 얻도록 분쇄하고, 상기 제1 치아 파우더와 제2 치아 파우더 및 제3 치아 파우더는 4:4:2의 비율로 마련되도록 이루어지며, 상기 2차 소독 단계는, 치아 파우더를 과산화수소에 넣고, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분간 시행한 후 멸균증류수로 반복 세척한 다음, 다시 치아 파우더를 pH 5.0~6.5의 미산성차아염소산수(HOCL) 또는 에틸알코올에 넣고, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분간 시행한 후 멸균증류수로 반복 세척하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 가온 처리 단계는 상기 수열반응 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 가열기에 넣고 승온속도 1℃/min으로 900℃까지 올린 뒤, 2시간 동안 유지시킨 다음, 다시 1200℃까지 승온속도 5℃/min로 1~2시간 동안 유지시킨 후, 서서히 온도를 내려서 가온 처리된 치아 파우더를 얻도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 이식재 파우더 완성 단계는 영하 80℃의 초저온 냉동고에서 잔존물이 제거된 베이스 파우더를 30분 내지 1시간 냉동 후 진공동결건조로 건조시킨 다음, 건조된 베이스 파우더를 EO가스 농도 450-1200mg/l로 멸균하거나 감마선 조사량 15~25kGy로 멸균처리하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 치아편 분쇄 단계 이후, 상기 수열반응 처리 단계 이전에, 치아 파우더에 0.6N 염산을 혼합한 다음, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 10℃에서 10분간 시행한 후 인산완충식염수(PBS: Phosphate Buffered Saline)로 pH 7.0~7.2를 유지시켜서 소독된 치아편을 얻는 치아편 소독 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 2차 소독 단계 이후, 상기 이식재 파우더 완성 단계 이전에, 1℃~10℃의 저온 원심분리기를 이용하여 5000rpm~7000rpm으로 3분간 시행하여 2차 소독된 치아 파우더에 잔존하는 소독 잔존물 및 분순물을 제거하는 잔존물 제거 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 의해 제조된 치아골 이색재용 파우더가 제공된다.
본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 특정의 처리를 통해 위생성을 향상시켜 치아를 이용한 이식재의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 이식재의 흡수 속도를 증가시켜 우수한 골형성능을 도모할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 수요자의 요구에 따라 페이트스(paste) 형태, 입자 형태, 블록 형태, 및 판상 형태 등 다양한 형태로 변형할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 포함되는 치아 컷팅 과정에서 컷팅한 치아편들을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 통해 제조된 차이골 이식재용 파우더를 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 포함되는 치아 컷팅 과정에서 컷팅한 치아편들을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 통해 제조된 차이골 이식재용 파우더를 촬영한 사진이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 나타내는 플로차트이고, 도 2는 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 포함되는 치아 컷팅 과정에서 3가지 형태로 컷팅한 치아편들을 촬영한 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 통해 제조된 차이골 이식재용 파우더를 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법은, 자가골, 자가치아골, 동종골, 이종골 및 합성골의 이식재용 골재 중에서 선택된 이식재용 골재를 이용한 이차골 이식재용 파우더 제조 방법으로서, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 크게 1차 소독 단계(S100); 이물질 제거 단계(S200); 치아 컷팅 단계(S300); 치아편 수세 단계(S400); 치아편 건조 단계(S500); 치아편 분쇄 단계(S600); 수열반응 처리 단계(S700); 가온 처리 단계(S800); 2차 소독 단계(S900); 및 이식재 파우더 완성 단계(S1000);를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법은, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 자가골, 자가치아골, 동종골, 이종골 및 합성골의 이식재용 골재 중에서 선택된 이식재용 골재를 이용한 이차골 이식재용 파우더 제조 방법으로서, 골재를 1차 소독재로 1차 소독하는 1차 소독 단계(S100); 상기 1차 소독 단계(S100)에서 소독된 치아의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계(S200); 상기 이물질 제거 단계(S200)에서 이물질이 제거된 치아를 소정 사이즈로 컷팅(cutting)하여 치아편(teeth piece)을 마련하는 치아 컷팅 단계(S300); 상기 치아 컷팅 단계(S300)에서 마련된 치아편을 수세하는 치아편 수세 단계(S400); 상기 치아편 수세 단계(S400)에서 수세된 치아편을 건조시키는 치아편 건조 단계(S500); 상기 치아편 건조 단계(S500)에서 건조된 치아편을 소정 사이즈로 분쇄하여 치아 파우더(teeth powder)를 얻는 치아편 분쇄 단계(S600); 상기 치아편 분쇄 단계(S600)에서 분쇄된 치아 파우더를 수열 반응시키는 수열반응 처리 단계(S700); 상기 수열반응 처리 단계(S700)에서 처리된 치아 파우더를 소정 온도에서 가온 처리하는 가온 처리 단계(S800); 상기 가온 처리 단계(S800)에서 처리된 치아 파우더를 2차 소독재로 2차 소독하고, 멸균 증류수로 세척하는 2차 소독 단계(S900); 및 상기 2차 소독 단계(S900)를 거친 치아 파우더를 건조시키고 멸균 처리하여 이식재용 파우더를 완성하는 이식재 파우더 완성 단계(S1000);를 포함한다.
상기 1차 소독 단계(S100)는, 자가골, 자가치아골, 동종골, 이종골 및 합성골의 이식재용 골재 중에서 선택된 이식재용 골재를 1차 소독재로 1차 소독하는 과정으로, 에틸알코올(ethanol)(바람직하게는 70%의 에틸알코올) 또는 과산화수소(바람직하게, 70%의 과산화수소)에 침지시켜 소독하는 것으로 이루어지며, 보다 구체적으로는 70% 에틸알코올 또는 70% 과산화수소에 20℃~30℃(바람직하게는, 25℃)의 온도 환경에서 15분~25분간(바람직하게는, 20분간) 침지시키는 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 소독 단계(S100)에서 처리 온도가 20℃보다 낮은 경우, 반응 속도가 매우 느려져 전체 처리 공정 시간이 지연되는 문제점이 있으며, 30℃를 초과하는 경우 치아의 단백질과 막 지질 및 DNA를 산화시킬 문제점이 있다.
계속해서, 상기 이물질 제거 단계(S200)는, 상기 1차 소독 단계(S100)에서 소독된 치아의 이물질을 제거하는 과정으로, 핸드피스를 이용하여 치아의 우식과 치수 조직을 제거하는 것으로 이루어진다.
그리고 상기 치아 컷팅 단계(S300)는, 상기 이물질 제거 단계(S200)에서 이물질이 제거된 치아를 소정 사이즈로 컷팅(cutting)하는 과정으로, 다이아몬드 바(diamond bur)(제품명: FG 6856 018, 독일 komet사)와 컷팅 바(cutting bur)(제품명: FG 700 010, 독일 komet사)를 이용하여 치아를 컷팅한다.
여기에서, 상기 치아 컷팅 단계(S300)는 치아를 50%:30%:20% 비율의 크기로 하여 3개의 치아편을 컷팅하고, 이는 아래에서 자세히 설명될 치아편 분쇄 단계(S500)에서 파티클 사이즈가 다른 복수의 치아 파우더가 마련되게 이용된다.
상기 치아편 수세 단계(S400)는 상기 치아 컷팅 단계(S300)에서 마련된 치아편을 수세하는 과정으로, 치아 컷팅 단계(S300)에서 마련된 치아편을 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 12시간 수세하는 것으로 이루어진다.
계속해서, 상기 치아편 건조 단계(S500)는, 상기 치아편 수세 단계(S400)에서 수세된 치아편을 건조시키는 과정으로, 열풍건조기를 이용하여 60℃이하, 바람직하게는 40℃에서 40분 ~ 80분, 바람직하게는 60분 열풍 건조시키는 것으로 이루어진다.
상기 치아편 건조 단계(S500)의 건조 과정에서 건조 온도가 60℃를 초과할 경우, 치아편의 유기질이 열로 인하여 손상되는 문제점이 있으며, 40℃ 미만의 경우 건조 처리 시간이 지연되는 문제점이 있다.
상기 치아편 분쇄 단계(S600)는 상기 치아편 건조 단계(S500)에서 건조된 치아편을 소정 사이즈로 분쇄하는 과정으로, 본크러셔(bone crusher)를 이용하여 500㎛~850㎛ 파티클 사이즈를 갖는 치아 파우더로 분쇄한다.
여기에서, 상기 치아편 분쇄 단계(S600)는 500㎛~600㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제1 치아 파우더와, 600㎛~700㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제2 치아 파우더, 및 700㎛~850㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제3 치아 파우더를 얻도록 분쇄하며, 이들 제1 치아 파우더와 제2 치아 파우더 및 제3 치아 파우더는 4:4:2의 비율로 마련되는 것이 바람직하다.
이와 같이 치아편 분쇄 단계(S600)에서 상기와 같이 파티클 사이즈를 달리한 제1 내지 제3 치아 파우더를 마련하는 것은, 이식재의 이식 시 신생 치아골의 형성 및 골 이식재의 볼륨(volume) 유지를 확실하게 확보할 수 있다. 다시 말해서, 이식재의 흡수 속도와 골형성 정도는 비례 관계가 있으며, 흡수성의 증가는 골형성능의 증가를 도모하기 때문에, 상대적으로 작은 파티클 사이즈의 파우더는 신생 치골의 형성에 기여하고, 상대적으로 큰 파티클 사이즈의 파우더는 볼륨 유지에 기여하게 된다.
다음으로, 상기 수열반응 처리 단계(S700)는 분쇄된 치아 파우더를 수열 반응시키는 과정으로, 스테인레스 용기(stainless vessel)에 치아 파우더를 넣고, 100℃~200℃에서 6시간 수열반응시킨 다음, 이를 꺼내어 증류수로 세척하고 상온 건조하는 것으로 이루어진다.
그런 다음, 상기 가온 처리 단계(S800)는 상기 수열반응 처리 단계(S700)에서 처리된 치아 파우더를 소정 온도에서 가온 처리하는 과정으로, 상기 수열반응 처리 단계(S700)에서 처리된 치아 파우더를 가열기에 넣고 승온속도 1℃/min으로 900℃까지 올린 뒤, 2시간 동안 유지시킨 다음, 다시 1200℃까지 승온속도 5℃/min로 1~2시간 동안 유지시킨 후, 서서히 온도를 내려서 가온 처리된 치아 파우더를 얻는다.
본 발명은 상기와 같이 치아 파우더를 수열반응 처리 및 가온 처리함으로써 유기물들을 모두 제거하여 순수 무기물만 얻는 수 있게 되고, 이에 따라 치아 파우더의 감염 및 바이러스의 전파 가능성을 효과적으로 방지할 수 있으며, 특히 수열반응 처리를 통해 만들어진 무기물은 인체 뼈 성분과 같은 무기물 구조로서 골전도에 뛰어난 성능을 발휘 할 수 있다.
계속해서, 상기 2차 소독 단계(S900)는 상기 가온 처리 단계(S800)에서 처리된 치아 파우더를 2차 소독재로 2차 소독하고, 멸균 증류수로 세척하는 과정으로, 치아 파우더를 과산화수소(바람직하게는 과산화수소70%)에 넣고, 회전교반장치(Shaking Incubator)를 이용하여 230~270rpm, 바람직하게는 250rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분, 바람직하게는 60분간 시행한 후 멸균증류수로 3분간 3회 반복 세척한 다음, 다시 치아 파우더를 pH 5.0~6.5의 미산성차아염소산수(HOCL) 또는 에틸알코올(에틸알코올70%)에 넣고, 회전교반장치(Shaking Incubator)를 이용하여 230~270rpm, 바람직하게는 250rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분, 바람직하게는 60분간 시행한 후 멸균증류수로 3분간 2번 세척하는 것으로 이루어진다.
상기 2차 소독 단계(S900)의 처리 과정에서 처리 온도가 20℃를 초과할 경우, 치아 파우더의 유기질이 열로 인하여 손상되는 문제점이 있으며, 15℃ 미만의 경우 처리 시간이 지연되는 문제점이 있으며, 상기 rpm을 벗어나는 경우 반응 속도가 더뎌지는 문제점이 있다.
이러한 2차 소독 단계(S900)는 치아 파우더의 소독과 아울러, 면역거부반응에 관여하는 세포나 혈액, 지질층 등을 제거하고 골 유도에 관여하는 단백질인 뼈형성 단백질(BMP: Bone Morphogenetic Protein)의 활성화를 유발할 수 있도록 탈 무기질화 한다.
또한, 상기 2차 소독 단계(S900)는 미산성차아염소산수를 통해 대장균, MRSA(슈퍼박테리아, 아포균, 노로 바이러스, 캠필로박터, 인플루엔자 바이러스 등을 제거한다.
다음으로, 상기 이식재 파우더 완성 단계(S1000)는, 상기 2차 소독 단계(S900)를 거친 치아 파우더를 건조시키고 멸균 처리하여 이식재용 파우더를 완성하는 과정으로, 영하 80℃의 초저온 냉동고에서 2차 소독을 거친 베이스 파우더(또는 아래에서 설명되는 잔존물 제거 과정을 거친 치아 파우더)를 30분 내지 1시간 냉동 후 진공동결건조(진공도 5×10-4 Torr)를 시행하여 건조시킨 다음, 건조된 베이스 파우더를 EO가스 농도 450-1200mg/l로 멸균하거나 감마선 조사량 15~25kGy로 멸균처리하는 것으로 이루어진다.
여기에서, 본 발명의 발명자는 방사선 조사에 의해서도 무기질은 영향을 받지 않고, 탄수화물, 지방 및 단백질은 10kGy 이상의 선량에서도 영향을 받지 않으며, 50kGy를 조사하여도 그 영향이 미미함을 확인하였다.
한편, 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법은, 상기 치아편 분쇄 단계(S600) 이후, 상기 수열반응 처리 단계(S700) 이전에, 치아편을 소독하는 치아편 소독 단계(S610)를 더 포함할 수 있다.
상기 치아편 소독 단계(S610)는 치아 파우더에 0.6N 염산을 혼합한 다음, 회전교반장치(Shaking Incubator)를 이용하여 230~270rpm, 바람직하게는 250rpm으로 10℃에서 10분간 시행한 후 인산완충식염수(PBS: Phosphate Buffered Saline)로 pH 7.0~7.2를 유지시키는 것을 포함하여 이루어진다.
상기 과정에서 처리 온도가 10℃를 초과할 경우, 치아 파우더의 유기질이 열로 인하여 손상되는 문제점이 있으며, 10℃ 미만의 경우 처리 시간이 지연되는 문제점이 있으며, 상기 rpm을 벗어나는 경우 반응 속도가 더뎌지는 문제점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법은, 상기 2차 소독 단계(S900) 이후, 상기 이식재 파우더 완성 단계(S900) 이전에, 전(前) 과정에서 잔존하는 소독잔존물(염) 및 불순물을 제거하는 잔존물 제거 단계(S910)를 더 포함할 수 있다.
상기 잔존물 제거 단계(S910)는 1℃~10℃의 저온 원심분리기(냉장원심분리기)를 이용하여 5000rpm~7000rpm, 바람직하게는 6000rpm으로 3분간 시행하는 것으로 이루어진다. 이러한 잔존물 제거 단계(S910) 또한 해당 온도 범위에서 유기질의 손상을 방지하며, 해당 rpm을 통해 소독 잔존물(염) 및 분순물을 신속히 제거할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 발명자는 상기한 치아골 이식재용 파우더 제조 방법을 통해 제조된 차이골 이식재용 파우더가 신뢰성 있는 위생성을 가지면서도, 뛰어난 신생골 형성을 촉진할 수 있는 구조를 갖는 것임을 확인하였다.
즉, 미세기공이 형성된 파우더는 미세기공이 없는 표면보다 훨씬 친수성이 강하고, 표면의 친수성은 단백질의 흡착, 세포의 증식 및 퍼짐에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 본 발명의 제조 과정을 통해 얻어진 이식재용 파우더는 3원적으로 잘 연결된 미세공극 구조를 가진 파우더 전체 내부로 체액과 이에 따른 성장인자 등의 흡착을 증진시켜 표면과 내부 공극에 세포부착과 활성을 증가시켜 신생골 형성을 촉진시킬 수 있게 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더는, 페이스트(paste), 입자, 블록, 휘어질 수 있는 판상의 형태 등으로 형성시켜 이용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법 및 이에 의해 제조된 치아골 이식재용 파우더에 의하면, 특정의 처리를 통해 위생성을 향상시켜 치아를 이용한 이식재의 신뢰성을 확보할 수 있고, 이식재의 흡수 속도를 증가시켜 우수한 골형성능을 도모할 수 있으며, 수요자의 요구에 따라 페이트스(paste) 형태, 입자 형태, 블록 형태, 및 판상 형태 등 다양한 형태로 변형할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 1차 소독 단계
S200: 이물질 제거 단계
S300: 치아 컷팅 단계
S400: 치아편 수세 단계
S500: 치아편 건조 단계
S600: 치아편 분쇄 단계
S610: 치아편 소독 단계
S700: 수열반응 처리 단계
S800: 가온 처리 단계
S900: 2차 소독 단계
S910: 잔존물 제거 단계
S1000: 이식재 파우더 완성 단계
S200: 이물질 제거 단계
S300: 치아 컷팅 단계
S400: 치아편 수세 단계
S500: 치아편 건조 단계
S600: 치아편 분쇄 단계
S610: 치아편 소독 단계
S700: 수열반응 처리 단계
S800: 가온 처리 단계
S900: 2차 소독 단계
S910: 잔존물 제거 단계
S1000: 이식재 파우더 완성 단계
Claims (7)
- 자가골, 자가치아골, 동종골, 이종골 및 합성골의 이식재용 골재 중에서 선택된 이식재용 골재를 이용한 이차골 이식재용 파우더 제조 방법으로서,
골재를 소독재로 1차 소독하는 1차 소독 단계;
상기 1차 소독 단계에서 소독된 치아의 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계;
상기 이물질이 제거된 치아를 컷팅하여 치아편(teeth piece)을 마련하는 치아 컷팅 단계;
상기 마련된 치아편을 수세하는 치아편 수세 단계;
상기 수세된 치아편을 건조시키는 치아편 건조 단계;
상기 건조된 치아편을 분쇄하여 치아 파우더를 얻는 치아편 분쇄 단계;
상기 치아 파우더를 수열 반응시키는 수열반응 처리 단계;
상기 수열반응 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 가온 처리하는 가온 처리 단계;
상기 가온 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 소독재로 2차 소독하고, 멸균 증류수로 세척하는 2차 소독 단계; 및
상기 2차 소독 단계를 거친 치아 파우더를 건조시키고 멸균 처리하여 이식재용 파우더를 완성하는 이식재 파우더 완성 단계;를 포함하고,
상기 이물질 제거 단계는 치아의 우식과 치수 조직을 제거하는 것으로 이루어지고,
상기 치아편 수세 단계는, 치아편을 수산화나트륨 용액으로 12시간 수세하는 것으로 이루어지며,
상기 수열반응 처리 단계는, 스테인레스 용기에 치아 파우더를 넣고, 100℃~200℃에서 6시간 수열반응시킨 다음, 수열반응시킨 치아 파우더를 증류수로 세척하고 상온 건조하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 1차 소독 단계는, 에틸알코올 또는 과산화수소에 20℃~30℃ 온도 환경에서 15분~25분간 침지시키는 것으로 이루어지고,
상기 치아 컷팅 단계는, 이물질이 제거된 치아를 5:3:2 비율를 갖는 크기의 치아편으로 컷팅하고,
상기 치아편 건조 단계는, 상기 수세된 치아편을 열풍건조기를 이용하여 40℃ ~ 60℃에서 40분 ~ 80분간 열풍 건조시키는 것으로 이루어지고,
상기 치아편 분쇄 단계는 500㎛~600㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제1 치아 파우더와, 600㎛~700㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제2 치아 파우더, 및 700㎛~850㎛ 파티클 사이즈를 갖는 제3 치아 파우더를 얻도록 분쇄하고,
상기 제1 치아 파우더와 제2 치아 파우더 및 제3 치아 파우더는 4:4:2의 비율로 마련되도록 이루어지며,
상기 2차 소독 단계는, 치아 파우더를 과산화수소에 넣고, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분간 시행한 후 멸균증류수로 반복 세척한 다음, 다시 치아 파우더를 pH 5.0~6.5의 미산성차아염소산수(HOCL) 또는 에틸알코올에 넣고, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 15℃~20℃에서 40분~ 80분간 시행한 후 멸균증류수로 반복 세척하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 가온 처리 단계는,
상기 수열반응 처리 단계에서 처리된 치아 파우더를 가열기에 넣고 승온속도 1℃/min으로 900℃까지 올린 뒤, 2시간 동안 유지시킨 다음, 다시 1200℃까지 승온속도 5℃/min로 1~2시간 동안 유지시킨 후, 서서히 온도를 내려서 가온 처리된 치아 파우더를 얻는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 이식재 파우더 완성 단계는,
영하 80℃의 초저온 냉동고에서 잔존물이 제거된 베이스 파우더를 30분 내지 1시간 냉동 후 진공동결건조로 건조시킨 다음, 건조된 베이스 파우더를 EO가스 농도 450-1200mg/l로 멸균하거나 감마선 조사량 15~25kGy로 멸균처리하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 치아편 분쇄 단계 이후, 상기 수열반응 처리 단계 이전에, 치아 파우더에 0.6N 염산을 혼합한 다음, 회전교반장치를 이용하여 230~270rpm으로 10℃에서 10분간 시행한 후 인산완충식염수(PBS: Phosphate Buffered Saline)로 pH 7.0~7.2를 유지시켜서 소독된 치아편을 얻는 치아편 소독 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2차 소독 단계 이후, 상기 이식재 파우더 완성 단계 이전에, 1℃~10℃의 저온 원심분리기를 이용하여 5000rpm~7000rpm으로 3분간 시행하여 2차 소독된 치아 파우더에 잔존하는 소독 잔존물 및 분순물을 제거하는 잔존물 제거 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
치아골 이식재용 파우더 제조 방법.
- 청구항 제1항에 따른 치아골 이식재용 파우더 제조 방법에 의해 제조된 치아골 이색재용 파우더.
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