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KR101528191B1 - Fabrication method of Porous Calcium Phosphate Ceramics Comprising Water Glass - Google Patents

Fabrication method of Porous Calcium Phosphate Ceramics Comprising Water Glass Download PDF

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KR101528191B1
KR101528191B1 KR1020130126199A KR20130126199A KR101528191B1 KR 101528191 B1 KR101528191 B1 KR 101528191B1 KR 1020130126199 A KR1020130126199 A KR 1020130126199A KR 20130126199 A KR20130126199 A KR 20130126199A KR 101528191 B1 KR101528191 B1 KR 101528191B1
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calcium
calcium phosphate
porous body
phosphate
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김석영
양소영
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 칼슘과 인이 포함된 혼합물 및 기공형성제를 건식 혼합하는 단계; 상기 혼합된 건식 혼합물에 바인더를 첨가시켜 혼련하는 단계; 상기 혼련된 혼합물을 숙성하는 단계; 상기 숙성된 혼합물을 압출기에 장입 후 압력을 가하여 고상압출하는 단계; 상기 고상압출된 압출물을 건조하는 단계; 상기 건조된 건조물을 소결하는 단계; 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭하는 단계 및 상기 에칭된 소결체를 물유리로 코팅하는 단계를 포함하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법을 제공한다.
따라서 골대체제로 사용 시 생분해가 일어나도 일정기간 동안 기계적 강도를 유지하는 특성을 지니면서 높은 기공률 및 기공의 크기, 삼차원적으로 잘 연결된 기공의 형상을 갖는 다공성 골 대체물을 용이하게 제작할 수 있다. 특히 다공체의 골격 조직을 치밀하게 하고, 다공체 기공의 상호연결성을 증가시키면서도 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.
The present invention relates to a method for the production of calcium phosphate, comprising: dry mixing a mixture comprising calcium and phosphorus and a pore former; Adding a binder to the mixed dry mixture and kneading the mixture; Aging the kneaded mixture; Charging the aged mixture into an extruder, and then subjecting the mixture to solid-state extrusion by applying pressure; Drying the solid extruded extrudate; Sintering the dried material; The present invention also provides a method for producing a calcium phosphate ceramic porous body comprising the steps of: supporting the sintered sintered body by an etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide, and nitric acid, and etching the sintered body; and coating the etched sintered body with water glass.
Therefore, even if biodegradation occurs during the use of the bone structure, the porous bone substitute having a high porosity and pore size and a three-dimensionally well-connected pore shape can be easily produced while retaining the mechanical strength for a certain period of time. In particular, it is possible to make the skeletal structure of the porous body dense and increase the mechanical strength while increasing the interconnectivity of the porous body pores.

Description

물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체 제조방법{Fabrication method of Porous Calcium Phosphate Ceramics Comprising Water Glass} Technical Field [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a calcium phosphate ceramic porous body containing a water glass coating layer,

본 발명은 골대체제로 사용할 수 있는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for producing a calcium phosphate ceramic porous body containing a water glass coating layer.

삼차원적으로 잘 연결된 기공을 가진 망목구조와 우수한 생체적합성을 지니고 있는 인산칼슘계 다공성 생체세라믹스는 골세포의 증식과 분화를 촉진할 수 있는 현재 골 대체물질로 주목을 받고 있다. 정형외과와 구강외과 영역에서 골 결손 치료를 위하여 자가 해면골의 사용이 가장 좋다고 일반적으로 알려져 있지만 자가골의 채취 가능 영역 및 양의 제한과 채취 부위의 염증발생 등의 문제로 인하여 극히 제한적으로 시술되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 일부 소뼈를 처리하여 제조된 이종골 대체물을 사용하여 시술하고 있지만 대량생산이 어렵고 면역학적인 문제의 위험성을 지니고 있다. 이러한 자가골 및 이종골 대체물의 문제를 해결하기 위하여 인공합성골 대체물질의 개발 및 임상적용이 많이 시도되고 있다.Porous bioceramics with a three-dimensionally well-connected pores and excellent biocompatibility are attracting attention as a bone substitute that can promote bone cell proliferation and differentiation. Although it is generally known that autogenous cancellous bone is best used for the treatment of bone defects in orthopedic and oral surgery fields, it is extremely limited because of problems such as limitations of collectable area and volume of autogenous bone and inflammation of the harvested area. In order to solve this problem, it is practiced using a heterogeneous bone substitute manufactured by treating some bones, but it is difficult to mass-produce and has a risk of an immunological problem. In order to solve the problems of autogenous bone and foreign bone substitute, development and clinical application of artificial synthetic bone substitute materials have been attempted.

일반적으로 인공골 대체물은 생체적합성이 우수하여야 하며 주위의 뼈 조직이 잘 자라 들어갈 수 있도록 다공성 구조를 지니고 있어야 한다고 알려져 있다. 즉, 골 대체물의 물질은 뼈와 동일한 성분으로 수산화아파타이트(HAp), 삼인산칼슘(β-TCP) 등 인산칼슘계 세라믹 광물로 이루어져 있으며, 구조적으로 3차원적으로 연결된 다공체 재료가 요구되고 있다. 골 대체물은 위에서 언급한 특성뿐만 아니라 재생 골의 성장 속도와 대체물질의 생분해 속도를 일치시키는 것도 중요한 요소이다. 즉, 주변의 골조직이 성장해 들어갈 때 골 대체물 또는 지지체는 생분해가 일어나도 일정기간 동안 기계적 강도를 유지하는 특성을 보유해야 하는데, 이와 함께 기공률 및 기공의 크기, 형상, 그리고 연결성을 제어 할 수 있는 방법이 다양하게 시도되고 있다.It is generally known that artificial bone substitutes should have excellent biocompatibility and have a porous structure so that surrounding bone tissue can grow well. That is, the material of the bone substitute is composed of a calcium phosphate-based ceramic mineral such as hydroxyapatite (HAp), calcium triphosphate (β-TCP) and the like, and a porous material having a three-dimensionally connected structure is required. It is also important to match the growth rate of the regenerated bone with the biodegradation rate of the substitute material as well as the properties mentioned above. That is, when the surrounding bone tissue grows, the bone substitute or scaffold should retain the mechanical strength for a certain period of time even if biodegradation occurs. In addition, a method of controlling the porosity and pore size, shape, and connectivity Various attempts have been made.

현재까지 다공성의 재료를 구현하기 위하여 템플레이팅법(templating), 스펀지법(sponge method), 발포법(foaming), 동결건조법 (freeze-drying), 겔 캐스팅주입법(gel-casting), 래피드 프로토타이핑법(rapid-prototyping), 필터 프레싱법(fillter-pressing), 압출법(extrusion) 등이 사용되어 왔다. 그 외에도 분무 건조한 구형의 입자를 몰드(mold)에 충진하고 바인더(binder)를 침투시켜 성형하고 고정하여 소결을 거쳐 다공체를 만드는 무가압분말충전성형법, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드를 웜프레싱(warm-pressing)하여 템플레이트를 만들고 내부로 졸(sol)을 침투시키고 중합반응을 일으켜 성형하여 다공체를 구현하는 방법, 그리고 슬러리(slurry)를 만들고 이것을 전자레인지를 이용하여 내부에 있는 물 분자를 급속히 기화시켜서 다공체를 제조하는 방법 등도 소개되었다.In order to realize a porous material, a method of forming a porous material such as a templating method, a sponge method, a foaming method, a freeze-drying method, a gel casting method, a rapid prototyping method rapid-prototyping, filter-pressing, extrusion, and the like have been used. In addition, a non-pressurized powder filling molding method in which spray-dried spherical particles are filled in a mold, a binder is infiltrated, molded and fixed and sintered to form a porous article, polymethyl methacrylate (PMMA) a method of forming a template by warm-pressing to form a template, a method of forming a porous body by forming a polymerization reaction by impregnating a sol into the polymer, and a method of making a slurry by using a microwave oven, And a method of producing a porous body by vaporizing it.

대한민국 특허공개공보 제2012-0099058호는 가공된 다공도를 갖는 동적 생체활성 골 이식재에 관한 것으로서, 하나의 양태에서, 목적하는 이식형상으로 성형 가능한 다공성 매트릭스에 배열된 생체활성 유리 섬유를 갖는 골 이식재가 제공된다. 상기 이식재는 실질적으로 첨가제가 부재하고, 하나 이상의 나노섬유를 포함할 수 있다. 다공성 매트릭스는 나노기공, 매크로기공, 메소기공 및 마이크로기공을 포함하는 하나 이상의 기공 크기의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 복수의 오버랩핑 및 인터록킹 생체활성 유리 섬유를 포함하는 매트릭스를 갖고, 생체활성 유리 섬유에 제공된 기공의 범위를 기준으로 하여 분포된 다공도를 갖는 골 이식재가 제공된다. 분포된 다공도는 매크로기공들, 메소기공들 및 마이크로기공들의 조합을 포함할 수 있고, 매트릭스는 환자에게 이식하기 위한 목적하는 형상으로 형성 가능할 수 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0099058 relates to a dynamic bioactive bone graft material having a processed porosity, wherein, in one aspect, a bone graft material having bioactive glass fibers arranged in a porous matrix which can be molded into a desired implantation shape / RTI > The implant may be substantially free of additives and may comprise one or more nanofibers. The porous matrix may comprise a combination of one or more pore sizes, including nanopores, macropores, mesopores, and micropores. In another aspect, there is provided a bone graft material having a matrix comprising a plurality of overlapping and interlocking bioactive glass fibers and having a degree of porosity distributed on the basis of a range of pores provided in the bioactive glass fibers. The distributed porosity may comprise a combination of macropores, mesopores, and micropores, and the matrix may be formed into a desired shape for implantation into a patient.

그런데, 상기와 같은 종래의 템플레이팅법은 제조하기 어려운 형태의 나노 구조물을 간단하고 저렴한 비용으로 제작할 수는 있지만, 연속적인 제조 과정 시 결함이 없는 일정한 구조물을 양산하기 어렵다. 또한 스펀지법은 좋은 기공구조를 가진 세라믹을 만들 수 있지만 압축강도가 낮아 강도를 높이기 위한 공정이 추가로 필요하다. 동결건조법은 큰 기공을 형성하는데 어려움이 따르는 문제점이 있다.However, although the conventional template method can easily and inexpensively fabricate nanostructures that are difficult to manufacture, it is difficult to mass-produce a constant structure free from defects in a continuous manufacturing process. The sponge method can also produce a ceramic with a good pore structure, but a process is needed to increase its strength because of its low compressive strength. The freeze-drying method has a problem in that it is difficult to form large pores.

한편 대한민국 등록특허 제750973호에 장기간에 걸쳐 안정적인 골유착 성능을 가지는 임플란트의 표면처리 방법, 그 표면처리 방법에 의해 생성되는 막 및 그 막을 가지는 임플란트의 내용이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제675573호에는 인체삽입용 인공대체 물질 또는 의료용 이식물의 생체적합성, 세포적합성 및 골전도성이 우수한 표면을 갖도록 다공성 칼슘포스페이트 박막을 형성을 통한 표면개질 방법이 개시되어 있다. 물유리는 부착제 및 상대적으로 낮은 온도에서의 가열로도 기판에의 손쉬운 접착이 가능한 것으로 잘 알려진 물질이다. 또한 물유리의 일종인 실리카 글라스는 수용액에서 수용성 실리카를 방출하며, 표면에 수많은 실라놀 작용기를 갖고 있고, 특히 표면의 실라놀기는 체액에서 하이드록시아파타이트의 결정핵으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 발명자들은 이러한 물유리를 사용한 인산칼슘 세라믹 다공체의 코팅 방법에 대해 연구하였고, 본 발명의 방법에 따라 제조된 인산칼슘 세라믹 다공체의 표면 특성 분석을 통해 생체친화성을 유지하면서도 다공체의 기공율과 기계적 강도가 향상됨을 확인하고 본 발명을 완성하였다. Korean Patent No. 750973 discloses a method of surface treatment of an implant having a stable osseointegration performance over a long period of time, a membrane produced by the surface treatment method, and an implant having the membrane, and Korean Patent No. 675573 Discloses a surface modification method by forming a porous calcium phosphate thin film so as to have a surface having an excellent biocompatibility, cell suitability and bone conduction surface of artificial substitute material for human body implant or medical implant. Waterglass is a well-known material that can be easily adhered to a substrate by an adhesive agent and heating at a relatively low temperature. In addition, silica glass, which is a kind of water glass, releases water-soluble silica in an aqueous solution and has many silanol functional groups on its surface. Silanol groups on the surface are known to act as crystal nuclei of hydroxyapatite in body fluids. The inventors of the present invention have studied a coating method of a calcium phosphate ceramic porous body using such water glass, and analyzed the surface characteristics of the calcium phosphate ceramic porous body produced according to the method of the present invention, while maintaining the biocompatibility, The strength was improved, and the present invention was completed.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 압출법을 통하여 다공체의 골격 조직을 치밀하게 하고, 다공체 기공의 상호연결성과 기계적 강도를 증가시킬 수 있는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.Disclosure of the Invention The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a porous calcium phosphate- It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a ceramic porous body.

본 발명은, 칼슘과 인이 포함된 혼합물 및 기공형성제를 건식 혼합하는 단계; 상기 혼합된 건식 혼합물에 바인더를 첨가시켜 혼련하는 단계; 상기 혼련된 혼합물을 숙성하는 단계; 상기 숙성된 혼합물을 압출기에 장입 후 압력을 가하여 고상압출하는 단계; 상기 고상압출된 압출체를 건조하는 단계; 상기 건조된 건조물을 소결하는 단계; 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭하는 단계 및 상기 에칭된 소결체를 물유리로 코팅하는 단계를 포함하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for the production of calcium carbonate, comprising the steps of: dry mixing a mixture comprising calcium and phosphorus and a pore former; Adding a binder to the mixed dry mixture and kneading the mixture; Aging the kneaded mixture; Charging the aged mixture into an extruder, and then subjecting the mixture to solid-state extrusion by applying pressure; Drying the solid extruded extrudate; Sintering the dried material; A method for producing a calcium phosphate ceramic porous body containing a water glass coating layer comprising a step of supporting and etching the sintered sintered body in an etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide and nitric acid, and coating the etched sintered body with water glass .

또한 상기 칼슘과 인이 포함된 혼합물은, 탄산 칼슘(calcium carbonate), 디칼슘 포스페이트 안하이드러스(Dicalcium phosphate anhydrous), 옥타칼슘 포스페이트(Octacalcium phosphate), 테트라칼슘 포스페이트(Tetracalcium phosphate), 모노칼슘 포스페이트 모노하이드레이트(Monocalcium phosphate monohydrate), 이인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO4·2H2O) 및 수산화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 할 수 있다.The mixture containing calcium and phosphorus may also be selected from the group consisting of calcium carbonate, dicalcium phosphate anhydrous, octacalcium phosphate, tetracalcium phosphate, monocalcium phosphate mono Calcium carbonate, monocalcium phosphate monohydrate, dicalcium phosphate dehydrate (DCPD), calcium hydroxide (CaHPO 4 .2H 2 O), and calcium hydroxide.

또한 상기 건식 혼합하는 단계에서, 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite, HA) 분말이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, in the dry mixing step, hydroxyapatite (HA) powders may be further mixed.

또한 상기 건식 혼합하는 단계에서, 이인산 칼슘과 수산화칼슘의 혼합 시 Ca/P 몰비는 1.5 내지 2인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the dry mixing step, the Ca / P molar ratio when the calcium phosphate and calcium hydroxide are mixed is 1.5 to 2.

또한 상기 이인산 칼슘과 수산화칼슘의 혼합물 100 중량%에 대하여 하이드록시아파타이트 분말을 50중량% 내지 200중량% 추가하는 것을 특징으로 할 수 있다.And 50% to 200% by weight of hydroxyapatite powder is added to 100% by weight of the mixture of calcium phosphate and calcium hydroxide.

또한 상기 기공형성제는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.The pore-forming agent may be any one selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), and polymethyl methacrylate . ≪ / RTI >

또한 상기 바인더는 메틸셀룰로오스, 녹말 및 이들의 혼합물인 것을 특징으로 할 수 있다.The binder may be methyl cellulose, starch, or a mixture thereof.

또한 상기 윤활제는 올리브오일 폴리에틸렌글리콜 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 할 수 있다.The lubricant may be olive oil polyethylene glycol or a mixture thereof.

또한 상기 고상압출된 압출물을 건조하는 단계는, 상기 고상압출된 압출물을 40 내지 70℃에서 18 내지 36 시간 동안 상대습도 70%에서 30%까지 건조하고, 90 내지 120℃에서 12 내지 48 시간 동안 건조하여 수분을 완전히 증발시키는 과정을 포함을 포함할 수 있다.The step of drying the solid extruded extrudate further comprises drying the solid extruded extrudate at 40 to 70 DEG C for 18 to 36 hours at a relative humidity of 70% to 30%, drying at 90 to 120 DEG C for 12 to 48 hours Lt; RTI ID = 0.0 > 100% < / RTI > to completely evaporate the water.

또한 상기 건조된 건조물을 소결하는 단계는, 상기 건조물을 400℃ 까지 0.5℃/min으로 승온시키고, 다시 700℃ 까지 1℃/min으로 승온시키며, 1250℃ 까지 5℃/min으로 승온시켜 소결시킨 이후, 4 내지 7시간 동안 유지시키고 노냉하는 과정을 포함을 포함할 수 있다.The sintering of the dried material may be performed by heating the dried material to 400 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, raising the temperature to 700 ° C at a rate of 1 ° C / min, heating the material to 1250 ° C at a rate of 5 ° C / , And maintaining and cooling for 4 to 7 hours.

또한 상기 에칭용액은, 0.01내지 1N 염산, 5내지 36 부피% 염산, 1 내지 20N 수산화나트륨 및 1 내지 71부피% 질산의 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.The etching solution may be any one selected from the group consisting of 0.01 to 1 N hydrochloric acid, 5 to 36 vol.% Hydrochloric acid, 1 to 20 N sodium hydroxide, and 1 to 71 vol.% Nitric acid.

또한 상기 물유리는 알카리 염과 실리카의 중량비가 1 : (2 ~ 3)인 것을 특징으로 할 수 있다.The water glass may be characterized in that the weight ratio of the alkali salt and silica is 1: (2 to 3).

본 발명 따른 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법에 의하면, 생분해가 일어나도 일정기간 동안 기계적 강도를 유지하는 특성을 지니면서 높은 기공률 및 기공의 크기, 삼차원적으로 잘 연결된 기공의 형상을 갖는 다공성 골 대체물을 용이하게 제작할 수 있다. 특히 다공체의 골격 조직을 치밀하게 하고, 다공체 기공의 상호연결성을 증가시키면서도 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.According to the method of manufacturing a calcium phosphate ceramic porous body according to the present invention, it is possible to maintain a mechanical strength for a predetermined period of time even if biodegradation occurs, and to provide a porous bone substitute having a high porosity and pore size and a three- . In particular, it is possible to make the skeletal structure of the porous body dense and increase the mechanical strength while increasing the interconnectivity of the porous body pores.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하소된 이인산 칼슘, 수산화칼슘 및 HA의 SEM 이미지,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기공형성제인 PMMA 비드의 SEM 이미지,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소결된 인산칼슘 다공체의 미세구조에 대한 SEM 이미지,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체 시료의 XRD패턴을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체 시료의 결정상을 리트벨트(Rietveld) 분석법을 이용하여 HA와 TCP양을 정량분석한 그래프,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체의 에칭 처리 후의 SEM 이미지[(a) 에칭처리 없음, (b) 0.1N HCl 4분간 에칭, (c) 5N NaOH 4분간 에칭, (d) 85% H3PO4 4분간 에칭, (e) 36% HCl 15초간 에칭, (f) 71% HNO3 15초간 에칭]
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체를 수산화나트륨으로 에칭 처리한 후의 SEM 이미지,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 물유리 코팅층을 함유한 세라믹 다공체의 SEM 이미지,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 물유리 코팅층을 함유한 세라믹 다공체의 물유리 코팅 전과 후의 압축강도를 비교한 그래프이다.
1 is a SEM image of calcined calcium phosphate, calcium hydroxide and HA according to an embodiment of the present invention,
2 is a SEM image of a PMMA bead as a pore-forming agent according to an embodiment of the present invention,
3 is a SEM image of the microstructure of the sintered calcium phosphate porous body according to the embodiment of the present invention,
4 is a graph showing an XRD pattern of a calcium phosphate ceramic porous body sample according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a graph showing a quantitative analysis of the amounts of HA and TCP using a Rietveld analysis method of a crystalline phase of a calcium phosphate ceramic porous body sample according to an embodiment of the present invention,
(B) etching with 0.1N HCl for 4 minutes, (c) etching with 5N NaOH for 4 minutes, and (d) etching with an aqueous solution of 5N NaOH for 4 minutes. 85% H 3 PO 4 for 4 minutes, (e) etching with 36% HCl for 15 seconds, (f) etching with 71% HNO 3 for 15 seconds,
7 is a SEM image of a calcium phosphate ceramic porous body according to an embodiment of the present invention after etching with sodium hydroxide,
8 is a SEM image of a ceramic porous body containing a water glass coating layer according to an embodiment of the present invention,
9 is a graph comparing the compressive strengths of the ceramic porous body containing the water glass coating layer before and after coating with water glass according to the embodiment of the present invention.

본 발명은 골다공체로 사용될 수 있는 인산칼슘 세라믹을 압출법으로 성형하여 생분해가 일어나도 일정기간 동안 기계적 강도를 유지하는 특성을 지니면서 높은 기공률 및 기공의 크기, 삼차원적으로 잘 연결된 기공의 형상을 갖는 다공성 골 대체물을 용이하게 제작할 수 있다. 특히 이인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO4·2H2O) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 고상반응을 통하여 뼈대 부위에 미세기공을 만들며 기공형성제를 사용하여 형성된 미세기공을 상호 연결시켜 다양한 크기가 혼재된 인산칼슘 세라믹 다공체를 제조할 수 있다. The present invention relates to a calcium phosphate ceramic which can be used as an osseous body and which is formed by an extrusion method to maintain mechanical strength for a certain period of time even if biodegradation occurs, and has a high porosity and pore size, a porosity having a three- A bone substitute can be easily produced. Particularly, the solid phase reaction of dicalcium phosphate dehydrate (DCPD, CaHPO 4 .2H 2 O) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) produces micropores in the skeletal region and the micropores formed by using the pore- A calcium phosphate ceramic porous body having various sizes can be produced.

또한 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액을 통하여 인산칼슘 세라믹 다공체의 기공률과 기공간 상호연결성을 크게 증가시켰다. Also, the porosity and air space interconnectivity of the calcium phosphate ceramic porous body were greatly increased through the etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide and nitric acid.

또한 상기 인산칼슘 세라믹 다공체를 물유리로 코팅하여 상기 인산칼슘 세라믹 다공체의 기공을 막지 않으면서 물유리코팅을 수행하여 압축강도를 크게 증가시켰다.
Further, the calcium phosphate ceramic porous body was coated with water glass to perform water glass coating without blocking the pores of the calcium phosphate ceramic porous body, thereby greatly increasing the compressive strength.

이하 본 발명을 구체적 실시 형태를 통하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments.

본 발명의 실시예에 따르면, 칼슘과 인이 포함된 혼합물 및 기공형성제를 건식 혼합하는 단계; 상기 혼합된 건식 혼합물에 바인더를 첨가시켜 혼련하는 단계; 상기 혼련된 혼합물을 숙성하는 단계; 상기 숙성된 혼합물을 압출기에 장입 후 압력을 가하여 고상압출하는 단계; 상기 고상압출된 압출물을 건조하는 단계; 상기 건조된 건조물을 소결하는 단계; 및 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭하는 단계 및 상기 에칭된 소결체를 물유리로 코팅하는 단계를 포함하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a calcium-phosphorus-containing composition, comprising: dry-blending a mixture containing calcium and phosphorus and a pore-forming agent; Adding a binder to the mixed dry mixture and kneading the mixture; Aging the kneaded mixture; Charging the aged mixture into an extruder, and then subjecting the mixture to solid-state extrusion by applying pressure; Drying the solid extruded extrudate; Sintering the dried material; And a step of coating and etching the sintered sintered body with an etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide and nitric acid, and coating the sintered body with the water glass to prepare a calcium phosphate ceramic porous body containing a water glass coating layer ≪ / RTI >

상기 칼슘과 인이 포함된 혼합물은, 탄산 칼슘(calcium carbonate)에 디칼슘 포스페이트 안하이드러스(Dicalcium phosphate anhydrous), 옥타칼슘 포스페이트(Octacalcium phosphate), 테트라칼슘 포스페이트(Tetracalcium phosphate), 모노칼슘 포스페이트 모노하이드레이트(Monocalcium phosphate monohydrate), 인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO4·2H2O) 및 수산화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 이인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO4·2H2O)과 수산화칼슘을 혼합한 것을 특징으로 할 수 있다.The mixture containing calcium and phosphorus may be prepared by mixing calcium carbonate with dicalcium phosphate anhydrous, octacalcium phosphate, tetracalcium phosphate, monocalcium phosphate monohydrate Monocalcium phosphate monohydrate, dicalcium phosphate dehydrate (DCPD, CaHPO 4 .2H 2 O), and calcium hydroxide. Preferably, calcium phosphate dicalcium phosphate (DCPD) , CaHPO 4 .2H 2 O) and calcium hydroxide are mixed.

상기 건식 혼합하는 단계에서, 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite, HA) 분말이 추가로 혼합될 수 있다.In the dry mixing step, a hydroxyapatite (HA) powder may be further mixed.

여기서 이인산 칼슘과 수산화칼슘의 혼합 시 Ca/P 몰비는 1.5 내지 2이며, 상기 이인산 칼슘과 수산화칼슘의 혼합물 100 중량%에 대하여 하이드록시아파타이트 분말을 50 중량% 내지 200 중량% 추가되는 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the Ca / P molar ratio is 1.5 to 2 when the calcium phosphate and calcium hydroxide are mixed, and 50 to 200% by weight of the hydroxyapatite powder is added to 100 weight% of the calcium phosphate and calcium hydroxide mixture .

이인산 칼슘과 수산화칼슘의 상기 Ca/P 몰비를 맞추기 위하여 상기 혼합물 100중량% 에 대하여 이인산 칼슘은 70 내지 80 중량%이고 수산화칼슘은 20 내지 30 중량%로 할 수 있다.In order to adjust the Ca / P molar ratio of the calcium phosphate to calcium hydroxide, the calcium phosphate may be 70 to 80% by weight and the calcium hydroxide may be 20 to 30% by weight based on 100% by weight of the mixture.

HA는 소결 특성을 향상시키고, 최종 소결체의 HA와 TCP(tricalcium phosphate; Ca3(PO4)2) 상의 비율을 조절하는 경우에는 포함되는 HA 함량이 많을수록 밀도 및 강도가 증가한다. 한편 HA 첨가량이 감소할수록 인산칼슘 세라믹 다공체의 생분해 정도는 증가하나, HA 첨가량이 증가될수록 골대체물로 사용하기 위한 생분해성이 감소한다. HA improves the sintering characteristics and increases the density and strength of HA when the content of HA contained in the final sintered body is adjusted to the ratio of HA and TCP (tricalcium phosphate; Ca 3 (PO 4 ) 2 ). On the other hand, as the amount of HA decreased, the degree of biodegradation of the porous calcium phosphate ceramics increased. However, as the amount of HA increased, the biodegradability for use as a bone substitute decreased.

따라서 본 발명에서 HA의 함량은 소결 특성을 향상시키면서도 생분해성이 유지될 수 있도록 조절되었다.Therefore, the content of HA in the present invention was adjusted so as to maintain the biodegradability while improving the sintering property.

또한 상기 기공형성제는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드를 사용하는 것이 바람직하다.The pore-forming agent may be polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), polymethyl methacrylate But it is preferable to use polymethyl methacrylate (PMMA) beads.

상기 비드는 직경이 10 내지 1000μm 인 당업계에서 기공 형성을 위하여 사용되는 통상의 비드를 사용할 수 있으나 바람직하게는 평균 175μm 인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드를 사용할 수 있다.The beads may be conventional beads used for pore formation in the art having a diameter of 10 to 1000 mu m, but preferably polymethyl methacrylate (PMMA) beads having an average of 175 mu m can be used.

상기 비드의 사용으로 인해 큰 기공을 가지는 인산칼슘 세라믹 다공체를 제조할 수 있다.The use of the beads makes it possible to produce a porous calcium phosphate ceramic body having large pores.

상기 바인더는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose), 녹말 및 이들의 혼합인 것을 특징으로 할 수 있다. 메틸셀룰로오스는 및 녹말은 상기 건식 혼합물의 성형성을 증가시킨다. 또한 압출기에서 원활한 압출을 위하여 윤활제가 추가로 혼합될 수 있다.The binder may be methyl cellulose, starch, or a mixture thereof. Methylcellulose and starch increase the moldability of the dry mix. Further, a lubricant may be further mixed for smooth extrusion in an extruder.

상기 윤활제로는 올리브 오일, 폴리에틸렌글리콜 또는 이들의 혼합물일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 이 때 상기 윤활제는 상기 건식 혼합물 100중량% 대비 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. The lubricant may be, but is not limited to, olive oil, polyethylene glycol, or a mixture thereof, wherein the lubricant may be included in an amount of 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the dry mixture.

상기 건식 혼합물을 혼련하는 단계는 상기 건식 혼합물이 반죽 형태의 전구체가 형성될 때까지 수행할 수 있으며, 이후 진공으로 포장되어 상온에서 24시간 동안 숙성시킬 수 있다.The step of kneading the dry mixture may be carried out until the dry mixture forms a dough-like precursor, which may then be vacuum packed and aged at room temperature for 24 hours.

이후 상기 숙성된 혼합물을 압출기에 장입 후 압력을 가하여 고상압출을 수행한다.Then, the aged mixture is charged into an extruder, and pressure is applied to perform solid-state extrusion.

상기 압출기는 스크류 형태의 압출기를 사용할 수 있으며, 이때 압력은 1 내지 10 MPa 또는 4 내지 6 MPa의 범위 내에서 일정하게 유지되며 압출이 수행된다. The extruder can be a screw-type extruder, in which the pressure is kept constant within a range of 1 to 10 MPa or 4 to 6 MPa and extrusion is carried out.

상기 압출기를 사용하여 균일한 압력으로 압출 공정이 수행되면, 피스톤으로 압출 공정이 이루어지는 경우에 비해 강도 및 밀도가 우수한 골 대체물이 균일하게 반복적으로 제조될 수 있다. If an extrusion process is performed at a uniform pressure using the extruder, a bone substitute having an excellent strength and density can be produced uniformly and repeatedly as compared with a case where an extrusion process is performed with a piston.

상기 압출체는 와이어 컷(Wire cut)을 이용하여 로드(Rod) 형상으로 제조될 수 있으며, 이후 상기 압출체를 건조하는 단계가 수행된다. The extruded body may be formed into a rod shape using a wire cut, and then the step of drying the extruded body is performed.

상기 건조하는 단계는 상기 고상압출된 압출체를 40 내지 70℃에서 18 내지 36시간 동안 상대습도 70%에서 30%까지 건조하고, 90 내지 120℃에서 12 내지 48시간 동안 건조하여 수분을 완전히 증발시키는 과정을 포함을 포함할 수 있다. The drying step comprises drying the solid extruded extrudate at 40 to 70 DEG C for 18 to 36 hours at a relative humidity of 70 to 30% and drying at 90 to 120 DEG C for 12 to 48 hours to completely evaporate the water Including the process.

상기와 같은 과정을 거치는 경우에는 상기 압출체의 균열(Crack)을 방지할 수 있다.When the above process is performed, cracking of the extruded body can be prevented.

상기 건조된 건조물을 소결하는 단계는 상기 건조물을 400℃ 까지 0.5℃/min 으로 승온시키고, 다시 700℃까지 1℃/min으로 승온시키며, 1250℃까지 5℃/min으로 승온시켜 소결시킨 이후, 4내지 7시간 동안 유지시키고 노냉(Furnace-cooling)하는 과정을 포함할 수 있다.The sintering of the dried material is performed by heating the dried material to 400 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, raising the temperature to 700 ° C at a rate of 1 ° C / min, heating the material to 1250 ° C at a rate of 5 ° C / To < / RTI > 7 hours and furnace-cooling.

상기와 같은 과정을 거치는 경우에는 상기 건조물의 균열을 방지할 수 있으며, 또한 소결과정에서 700℃까지 승온시키는 경우 탈지공정(De-binding)으로 인하여 상기 바인더 성분을 제거할 수 있다. When the above-mentioned process is performed, cracking of the dried material can be prevented, and when the temperature is raised up to 700 ° C in the sintering process, the binder component can be removed due to de-binding process.

상기 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. And a step of supporting the sintered sintered body by an etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide and nitric acid, followed by etching.

여기서 0.01 내지 1N 염산, 5내지 36부피% 염산, 1내지 20N 수산화나트륨 및 1내지 71부피% 질산의 군에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 범위에서 소결체를 에칭하는 경우 기공률이 증가되어 기계적 강도를 증가시킬 수 있으나, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기계적 강도가 심각하게 감소되는 문제점이 있다.Wherein the sintered body is any one selected from the group consisting of 0.01 to 1 N hydrochloric acid, 5 to 36 vol.% Hydrochloric acid, 1 to 20 N sodium hydroxide and 1 to 71 vol.% Nitric acid. When the sintered body is etched in the above range, And the mechanical strength can be increased. However, when the thickness is out of the above range, the mechanical strength is seriously decreased.

또한 물유리(액상규산소다)는 여러 가지 종류가 있으나, 알카리 염과 실리카의 중량비가 1 : 1 - 4 이고, 더욱 바람직하게는 1 : 2 - 3 이나, 이에 제한되는 것은 아니다. pH는 약 10 내지 11인 것이 좋다.There are various kinds of water glass (liquid silicate), but the weight ratio of alkali salt and silica is 1: 1 - 4, more preferably 1: 2 - 3, but not limited thereto. The pH is preferably about 10 to 11.

상기 물유리는 점도 1.7cP 내지 4.5cP인 것을 특징으로 할 수 있다. 물유리의 점성은 코팅의 균일성, 경제성 및 작업성에 매우 중요한 요소가 되는 바, 본 발명에 바람직한 물유리의 점성은 포드컵(Ford Cup) #4로 시험하였을 경우 18℃에서 35 내지 36초 정도 되는 것이 바람직하다. 물유리의 점도가 상기한 범위보다 작을 경우에는 인산칼슘 세라믹 다공체에 코팅이 잘되지 않으며, 이보다 진할 경우에는 균일한 코팅막의 형성이 어려운 문제점이 있다.
The water glass has a viscosity of 1.7 cP to 4.5 cP. The viscosity of the water glass is very important for the uniformity of the coating, economy, and workability. The viscosity of water glass preferred for the present invention is about 35 to 36 seconds at 18 캜 when tested with Ford Cup # 4 desirable. When the viscosity of the water glass is less than the above range, the coating is not easily performed on the calcium phosphate ceramic porous body, and if it is thicker, it is difficult to form a uniform coating film.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example 1> 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조  1> Preparation of Porous Calcium Phosphate Ceramic Porous Material

출발물질로 이인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, CaHPO4 ·2H2O), 수산화칼슘(calcium hydroxide(Ca(OH)2) 및 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite, 이하 “HA")를 사용하였고, 기공형성제로 PMMA(poly-methyl methacrylate) 비드(Bead)를 사용하였다.The starting material as was used for the calcium phosphate (dicalcium phosphate dehydrate, CaHPO 4 · 2H 2 O), calcium hydroxide (calcium hydroxide (Ca (OH) 2) , and hydroxyapatite (hydroxyapatite, hereinafter "HA"), pore-forming agent PMMA (poly-methyl methacrylate) beads were used.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하소된 이인산 칼슘, 수산화칼슘 및 HA의 SEM 이미지이다. 이인산 칼슘은 비교적 큰 판상 형태를 가지고 있으므로 600℃에서 하소시킨 후 분쇄하였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an SEM image of calcined dicalcium phosphate, calcium hydroxide and HA according to an embodiment of the present invention. Since this calcium phosphate has a relatively large plate shape, it is calcined at 600 ° C and then pulverized.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기공형성제인 PMMA 비드의 SEM 이미지이다. PMMA 비드의 평균직경은 175μm 이였다.2 is an SEM image of a PMMA bead as a pore-forming agent according to an embodiment of the present invention. The average diameter of the PMMA beads was 175 mu m.

이인산 칼슘 및 수산화칼슘의 Ca/P 비를 1.5로 맞추기 위하여 이인산 칼슘 100g과 수산화칼슘 30.07g을 건식 혼합하였다.100 g of calcium phosphate and 30.07 g of calcium hydroxide were dry-mixed to adjust the Ca / P ratio of the calcium phosphate and calcium hydroxide to 1.5.

상기 건식 혼합하는 단계는 HA/TCP 광물의 비율을 조절하기 위하여 하이드록시아파타이트를 상기 이인산 칼슘과 수산화칼슘의 혼합물에 100중량% 대비 하이드록시아파타이트 분말을 0 중량% 내지 200중량% 추가하며 비교하였다. In the dry mixing step, hydroxyapatite was added to the mixture of calcium phosphate and calcium hydroxide to adjust the ratio of HA / TCP mineral to 0% by weight to 200% by weight of hydroxyapatite powder compared with 100% by weight.

이때 상기 건식 혼합물을 균질하게 혼합하기 위하여 볼밀링(Ball-milling)하였고, 장시간 볼밀링 하는 동안 발생하는 오염을 막기 위하여 날진 병(Nalgene bottle)에 넣고 이산화 지르코늄 볼(ZrO2 Ball)을 사용하여 4시간 동안 볼밀링을 수행하였다.In order to homogeneously mix the dry mixture, ball-milling was performed. In order to prevent contamination during long-time ball milling, the dried mixture was put into a Nalgene bottle, and a zirconium dioxide (ZrO 2 Ball) was used for ball milling for 4 hours.

상기 건식혼합물을 회전식 증발농축기를 이용하여 건조하였고, 마노유발을 사용하여 다시 분쇄하였다. 이후에는 PMMA를 70 부피%로 첨가하고 혼합기로 혼합하였다. The dry mixture was dried using a rotary evaporator and again pulverized using agate mortar. Thereafter, PMMA was added in an amount of 70 vol% and mixed in a mixer.

상기 건식혼합물의 성형성을 증가시키기 위해 바인더를 첨가하여 혼련(kneading)하였다. 상기 바인더로 메틸셀룰로오스 및 녹말의 혼합물을 사용하였으며, 압출기에서 원활한 압출을 위하여 윤활제로 올리브 오일을 첨하가여 혼련하였다. 상기 혼합물은 진공포장기로 포장하여 수분의 증발을 막으면서 윤활제를 골고루 분포시키기 위하여 상온에서 하루 동안 숙성(aging) 시켰다.In order to increase the moldability of the dry mixture, a binder was added and kneaded. A mixture of methylcellulose and starch was used as the binder, and olive oil was added and kneaded as a lubricant for smooth extrusion in an extruder. The mixture was packed in a vacuum packing machine to agitate at room temperature for one day to distribute the lubricant evenly while preventing evaporation of water.

숙성된 혼합물은 반죽형태이며, 상기 혼합물의 일정량 스크류 타입 압출기(Screw type extruder)에 장입 후 압력을 가하여 고상압출하였다. 압출물은 로드 형상으로 제조하였으며, 와이어 컷팅을 이용하여 블록으로 제조하였다. The aged mixture was in the form of a dough and was charged into a screw type extruder of a certain amount of the mixture and subjected to solid-state extrusion by applying pressure thereto. The extrudates were made into rod shapes and were made into blocks using wire cutting.

상기 고상압출된 60℃에서 하루 동안 상대습도 70%에서 30%까지 건조하고, 100℃에서 하루 동안 건조하여 수분을 완전히 증발시켰다. 상기 압출물은 균열(crack)을 막기 위하여 400℃까지 0.5℃/min으로 승온시키고, 다시 700℃ 까지 1℃/min으로 승온시키며, 1250℃까지 5℃/min으로 승온시켜 소결시킨 이후, 5시간 동안 유지시키고 노냉하여 소결체를 완성하였다.
The solid was extruded at 60 ° C for one day at a relative humidity of 70% to 30%, and dried at 100 ° C for one day to completely evaporate the water. The extrudate was heated to 400 ° C at a rate of 0.5 ° C / min to prevent cracking, and then heated to 700 ° C at a rate of 1 ° C / min. After sintering at a rate of 5 ° C / min to 1250 ° C, And then cooled to complete the sintered body.

<< 실시예Example 2> 화학적 처리를 통한 에칭 2> Etching through chemical treatment

상기 소결체의 기공률과 상호 연결성을 향상시키기 위하여 염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭을 실시하였다. In order to improve the porosity and interconnectivity of the sintered body, the sintered sintered body is supported on the etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide and nitric acid, and etching is carried out.

우선 소결체 표면을 실리콘 카바이드 연마지(SiC abrasive paper, 지립 #2000)으로 연마하였다. 상기 소결체의 에칭을 위하여 원심관(Centrifuge tube)에 에칭용액을 채우고 상기 소결체를 투입하여 세이킹인큐베이터(Shaking incubator)를 사용하여 속도와 시간을 조절하며 에칭을 수행하였다. First, the surface of the sintered body was polished with a silicon carbide abrasive paper (abbreviation # 2000). In order to etch the sintered body, an etching solution was filled in a centrifuge tube, and the sintered body was put into the chamber, and the etching was performed by controlling the speed and time using a shaking incubator.

사용한 에칭용액은 0.1N HCl, 36부피% HCl, 5N NaOH, 71부피% HNO3 그리고 비교예로 85부피% H3PO4를 사용하였으며, 속도는 모두 300rpm으로 동일하게 유지하고 시간은 36부피% HCl, 71부피% HNO3는 15초간, 나머지는 4분간 처리하였다. 에칭 후, 다공체내에 잔류화학용액을 제거하기 위하여 초음파세척기에서 에탄올과 증류수로 각각 10분씩 세척하였다.
The etching solution used was 0.1N HCl, 36% by volume HCl, 5N NaOH, 71% by volume HNO 3 and 85% by volume H 3 PO 4 as a comparative example. HCl, 71 vol% HNO 3 was 15 seconds, and the remainder was treated for 4 minutes. After etching, the membrane was washed with ethanol and distilled water for 10 minutes in an ultrasonic cleaner to remove the residual chemical solution in the porous body.

<< 실시예Example 3> 물유리 코팅층 형성 3> Formation of water glass coating layer

화학적 에칭처리로 기공률과 상호연결성을 향상시킨 소결체의 압축강도를 향상시키기 위하여 물유리 용액을 코팅시켰다. 물유리 원액은 점도가 너무 높아 코팅하기에 적합하지 않아 물에 희석시킨 물유리 15 부피% 용액을 사용하여 원심분리기를 이용하여 코팅시켰다. To improve the compressive strength of the sintered body with improved porosity and interconnection by chemical etching treatment, a water glass solution was coated. The aqueous solution of water glass was coated using a centrifugal separator using a 15 vol% solution of water glass diluted in water, which was too viscous to be suitable for coating.

상기 소결체를 15 vol% 용액에 10초간 담근 후, 원심분리기를 5000rpm에서 1분간 회전시켜 다공체 내부의 기공을 막고 있는 용액을 제거하였다. 물유리를 코팅시킨 소결체는 60℃ 건조기(drying oven)에서 충분히 건조시킨 후, 600℃까지 분당 3℃로 승온시킨 뒤 2시간 동안 유지 후 노냉시켰다.
The sintered body was immersed in a 15 vol% solution for 10 seconds, and then the centrifugal separator was rotated at 5000 rpm for 1 minute to remove the solution blocking the pores inside the porous body. The sintered body coated with water glass was sufficiently dried in a drying oven at 60 캜, heated to 600 캜 at a rate of 3 캜, held for 2 hours, and then cooled.

<< 실험예Experimental Example 1> 인산칼슘 세라믹 다공체의 물성 검토 1> Physical properties of calcium phosphate ceramic porous body

구리를 타겟으로 하여 40kV 및 30mA에서 x-선 회절분석기(X’pert MPD-PRO, Panalytical Japan)를 사용하여 결정상의 분포를 확인하였고, 자동 모드에서 X’pert highscore plus program을 사용하여 정량화하였다. The distribution of crystal phases was confirmed by using an x-ray diffractometer (X'pert MPD-PRO, Panalytical Japan) at 40 kV and 30 mA with copper target and quantified using the X'pert highscore plus program in automatic mode.

전자현미경(SEM, S-4200, Hitach, japan)으로 기공의 구조 크기, 분포 등의 미세조직을 관찰하였다. 소결체의 압축강도는 압출방향과 평행한 방향으로 힘을 가하여 측정하였고, 500kgf 로드 셀(load cell)을 가진 만능시험기를 사용하여 분당 0.5mm의 속도로 측정하였다. Microstructures such as pore size and distribution were observed with an electron microscope (SEM, S-4200, Hitach, Japan). The compressive strength of the sintered body was measured by applying a force in a direction parallel to the extrusion direction and measured at a speed of 0.5 mm per minute using a universal testing machine having a 500 kgf load cell.

소결체의 부피와 무게를 측정하여 겉보기 밀도를 계산하였고, 리트발트(Rietveld) 분석법을 이용하여 결정상 분율을 계산하여 이론 밀도를 구하였다. 소결체의 압축강도는 압출방향과 평행한 방향으로 힘을 가하여 측정하였고, 500kgf 로드 셀을 가진 만능시험기를 사용하여 분당 0.5mm의 속도로 측정하였다The bulk density and the weight of the sintered body were measured to calculate the apparent density. The theoretical density was calculated by calculating the crystal phase fraction using the Rietveld analysis. The compressive strength of the sintered body was measured by applying a force in a direction parallel to the extrusion direction and measured at a speed of 0.5 mm per minute using a universal testing machine having a 500 kgf load cell

표 1은 상기 건식 혼합하는 단계는 HA/TCP 광물의 비율을 조절하기 위하여 하이드록시아파타이트를 추가한 건식혼합물의 조성을 나타낸 표이다.Table 1 shows the composition of the dry mix with hydroxyapatite added to control the ratio of HA / TCP mineral.

조성(Composition)Composition DCPD (g)DCPD (g) Ca(OH)2(g)Ca (OH) 2 (g) HA(g)HA (g) PMMA(g)PMMA (g) H2O(ml)H 2 O (ml) MV(g)MV (g) 녹말(Starch)Starch 오일(ml)Oil (ml) H0D100H0D100 100100 30.0730.07 00

70vol%



70 vol%



72vol%



72 vol%



15wt%



15wt%



5wt%



5 wt%



10wt%



10wt%

H50D100H50D100 100100 30.0730.07 5050 H100D100H100D100 100100 30.0730.07 100100 H100D50H100D50 100100 30.0730.07 200200 F100D0F100D0 00 00 100100

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소결된 인산칼슘 다공체의 미세구조에 대한 SEM 이미지이다. 모든 조성의 다공체에서 PMMA 비드가 균질하게 분포되어 소결 후 매크로(Macro) 크기의 균질한기공이 생성되었음을 알 수 있었다. H100D0 조성의 시료는 오로지 PMMA에 의해서만 매크로 기공이 형성되었으나, 다른 4가지 조성의 시편인 경우에는 매크로 기공 외에 골격(Strut) 부분에 마이크로(Micro) 크기의 기공이 추가로 형성되었음을 확인할 수 있었다. 이것은 비교예인 H100D0 조성을 제외하고 나머지 조성에 모두 첨가된 이인산 칼슘(DCPD)과 수산화칼슘(Ca(OH)2)의 고상반응에 의하여 생성된 것으로 생각된다. 3 is an SEM image of the microstructure of a sintered calcium phosphate porous body according to an embodiment of the present invention. It was found that PMMA beads were homogeneously distributed in the porous bodies of all compositions and homogeneous pores of macro size were produced after sintering. Macro pores were formed only by PMMA in the H100D0 composition sample. However, in the case of the specimens of four different compositions, it was confirmed that micro pores were formed in the strut part in addition to the macro pores. This is thought to be generated by the solid-phase reaction of calcium phosphate (DCPD) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) added to the rest of the composition except for the comparative example H100D0 composition.

조성(Composition)Composition 수축률(Shrinkage,%)Shrinkage (%) 기공률(Porosity,%)Porosity (%) 압축강도(Compressive strength, MPa) Compressive strength (MPa) 평균 기공크기(Average pore size, ㎛)Average pore size (탆) H0D100H0D100 17.95±1.3517.95 ± 1.35 79.52±1.2079.52 ± 1.20 6.87±0.316.87 ± 0.31 160.52±5.03160.52 + 5.03 H50D100H50D100 18.53±1.2418.53 + - 1.24 79.04±0.9879.04 + - 0.98 7.78±0.297.78 ± 0.29 157.33±3.11157.33 + - 3.11 H100D100H100D100 19.95±1.0119.95 + 1.01 74.64±0.7474.64 ± 0.74 8.01±0.878.01 + - 0.87 152.55±4.25152.55 + - 4.25 H100D50H100D50 24.11±0.9824.11 ± 0.98 67.05±1.1167.05 ± 1.11 8.62±0.458.62 ± 0.45 147.23±4.11147.23 + - 4.11 H100D0H100D0 27.18±1.1127.18 ± 1.11 62.12±0.8862.12 + - 0.88 -- 140.87±3.28140.87 ± 3.28

표 2는 소결된 인산칼슘 세라믹 다공체의 수축률(Shrinkage), 기공률(Porosity), 압축강도(Compressive strength) 그리고 평균 기공크기(Average pore size)를 나타낸 것이다.Table 2 shows the shrinkage, porosity, compressive strength and average pore size of the sintered calcium phosphate ceramic porous body.

HA의 첨가량이 많아질수록 수축률과 압축강도가 증가하였으며, 기공률과 평균 기공크기는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 HA의 첨가가 소결성을 향상 시켰으나, HA가 상기 건식혼합물 대비100 중량%인 H100D0 시편의 경우 내부에 균열이 발생하여 매우 낮은 압축강도를 나타내었다. As the amount of HA was increased, the shrinkage and compressive strength increased and the porosity and average pore size decreased. The addition of HA improved the sinterability, but the H100D0 specimen with 100 wt% HA compared to the dry mixture showed cracks inside and showed very low compressive strength.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체 시료의 XRD 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시에에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체 시료의 결정상을 리트벨트(Rietveld) 분석법을 이용하여 HA와 TCP양을 정량분석한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing an XRD pattern of a calcium phosphate ceramic porous body sample according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a graph showing the XRD pattern of a calcium phosphate ceramic porous body sample according to an embodiment of the present invention, This graph is a quantitative analysis of the amount of HA and TCP.

소결체의 HA/TCP 비율이 HA첨가량에 따라 선형적으로 변함을 알 수 있었다. 이러한 선형적인 비율의 변화를 토대로 출발물질의 HA양을 조절해 원하는 HA/TCP 비율을 갖는 다공성소결체를 얻을 수 있을 것이라 예상된다. The HA / TCP ratio of the sintered body changed linearly with the amount of HA added. Based on the change of the linear ratio, it is expected that the amount of HA of the starting material can be controlled to obtain a porous sintered body having a desired HA / TCP ratio.

상기 건식혼합물에 HA의 첨가량에 따라 상기 건식혼합물 100중량% 대비 소결체의 HA의 상은 약 7.2중량%(H0D100)에서 100중량%(H100D0)로 증가하였으며, TCP의 상은 약 92.8중량% (H0D100)에서 0중량%(H100D0)로 감소하였다. 따라서 TCP의 상이 제일 많은 H0D100이 생분해성이 가장 높으며, H100D0은 생분해성이 가장 낮을 것으로 예상된다. 일반적으로 알려진 이상성인산칼슘(biphasic calcium phosphate,BCP)의 최적조건인 HA : TCP = 6 : 4 는 시편 H100D100이 가장 비슷하였고, 이 조성은 골대체물로 사용되기에 적합한 생분해성을 가지는 것으로 예상된다.The HA phase of the sintered body was increased from about 7.2 wt% (H0D100) to 100 wt% (H100D0) based on 100 wt% of the dry mixture, and the TCP phase was about 92.8 wt% (HOD100) 0% by weight (H100D0). Therefore, H0D100, which has the highest TCP aspect, has the highest biodegradability, and H100D0 is expected to have the lowest biodegradability. In general, the optimal condition of biphasic calcium phosphate (BCP), known as HA: TCP = 6: 4, is the most similar to H100D100, and this composition is expected to have biodegradability suitable for use as a bone substitute .

또한 HA의 첨가량 조절에 의해 본 발명의 다공성 골 대체물의 생분해성이 조절될 수 있음을 알 수 있었다.
It was also found that the biodegradability of the porous bone substitute of the present invention can be controlled by controlling the addition amount of HA.

<< 실험예Experimental Example 2> 기공의 상호연결성 및  2> pore interconnection and 기계적강도Mechanical strength 향상  Improving

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인산칼슘 세라믹 다공체의 에칭 처리 후의 SEM 이미지이다. 표 3은 인산칼슘 세라믹 다공체의 에칭 처리 후의 특성을 나타낸 표이다. 6 is an SEM image of the calcium phosphate ceramic porous body according to the embodiment of the present invention after etching. Table 3 shows the characteristics of the calcium phosphate ceramic porous body after the etching treatment.

에천트(Etchant)Etchant 에칭 조건Etching condition 무게 변화(Wt. change,%)Weight change (Wt. Change,%) 기공률(Porosity,%)Porosity (%) 압축강도(Compressive strength, MPa) Compressive strength (MPa) 미처리(Untreated)Untreated 71.192±0.24871.192 + 0.248 8.881±07378.881 ± 0737 0.1 N HCl0.1 N HCl 300rpm, 4mins300 rpm, 4 mins -4.120±2.313-4.120 + - 2.313 71.152±1.585
(+0.056)
71.152 ± 1.585
(+0.056)
7.644±0.026
(-13.929)
7.644 + 0.026
(-13.929)
36% HCl36% HCl 300rpm, 15sec300 rpm, 15 sec -23.252±2.848-23.252 ± 2.848 76.301±1.618
(+7.716)
76.301 + - 1.618
(+7.716)
0.806±0.079
(-71.737)
0.806 ± 0.079
(-71.737)
5 N NaOH5 N NaOH 300rpm, 4mins300 rpm, 4 mins 0.0000.000 71.340±2.423
(+0.207)
71.340 + - 2.423
(+0.207)
10.805±0.439
(+13.557)
10.805 ± 0.439
(+13.557)
85% H3PO4 85% H 3 PO 4 300rpm, 4mins300 rpm, 4 mins +40.869±3.619+ 40.869 + - 3.619 61.110±3.791
(-14.162)
61.110 ± 3.791
(-14.162)
22.154±0.336
(+131.607)
22.154 + 0.336
(+131.607)
71% HNO3 71% HNO 3 300rpm, 15sec300 rpm, 15 sec -33.582±2.213-33.582 ± 2.213 78.603±1.288
(+10.417)
78.603 + - 1.288
(+10.417)
0.819±0.212
(-90.778)
0.819 + 0.212
(-90.778)

0.1N HCl 용액으로 4분간 에칭 한 결과 골격 부분에 나노크기의 미세 기공이 형성 된 것을 알 수 있었으며, 약 4% 정도의 무게 감량과 약 13%의 압축강도의 하락을 보였으며, 약 0.05%의 기공률을 증가시켰다. 5N NaOH 용액으로 4분간 에칭 한 경우 침상의 미세구조를 형성되었다. After 4 minutes of etching with 0.1N HCl solution, nano-sized micropores were formed in the skeleton, and the weight loss was about 4% and the compressive strength was decreased by about 13%. About 0.05% The porosity was increased. The microstructure of the needle bed was formed by etching with 5N NaOH solution for 4 minutes.

에칭 전과 후 무게의 변화는 없었으나 13% 정도의 압축강도를 향상되었고, 기공률은 약 0.2% 증가하였다. There was no change in the weight before and after etching, but the compressive strength was improved by about 13% and the porosity was increased by about 0.2%.

NaOH의 에칭은 무게나 기공률의 큰 변화 없이 기계적 강도를 향상시켰음을 알 수 있었다. 36% HCl과 71% HNO3으로 15초간 에칭한 결과 각각 약 23%, 33%의 비교적 큰 무게감량이 있었으며, 기공률은 크게 증가하였으나 기계적 강도는 심각하게 감소하였다. 압축강도는 각각 약 70%, 90% 정도 감소하였고, 기공의 기공률은 각각 약 7%, 10%정도 증가되었다. 85%의 H3PO4용액으로 4분간 에칭한 결과 다른 에칭용액과는 반대 결과로 무게가 약 40%정도 증가하였다. 표면 관찰 결과, 오히려 기공이 막혀있는 현상이 보였는데 이는 H3PO4와 다공체가 반응하여 표면에 코팅층을 형성하였기 때문으로 사료된다. 무게가 증가함에 따라 압축강도는 약 132% 정도 크게 증가하였으며, 기공률은 약 14% 가량 감소하였다. It was found that the etching of NaOH improved the mechanical strength without changing the weight or the porosity. Etching with 36% HCl and 71% HNO 3 for 15 seconds resulted in a relatively large weight loss of about 23% and 33%, respectively, and the porosity was greatly increased, but the mechanical strength was significantly reduced. Compressive strengths were reduced by about 70% and 90%, respectively, and the porosity of the pores was increased by about 7% and 10%, respectively. After 4 minutes of etching with 85% H 3 PO 4 solution, the weight was increased by about 40% as opposed to other etching solutions. As a result of the observation of the surface, the phenomenon that the pores are clogged was seen because the porous layer reacted with H 3 PO 4 to form a coating layer on the surface. As the weight increased, the compressive strength increased by about 132% and the porosity decreased by about 14%.

따라서 5N NaOH는 다른 특성은 큰 변화없이 압축강도를 향상 시키는 것에 적합하며, 0.1N의 HCl에칭은 미세기공을 형성시키는데 기여를 할 것이라 예상된다. 또한 36% HCl과 71%의 HNO3 보다 낮은 농도의 용액으로 에칭 처리를 한다면 구조의 무너짐 없이 기공률을 높일 수 있을 것이라 생각된다. Therefore, 5N NaOH is suitable for improving the compressive strength without significantly changing other properties, and 0.1N HCl etching is expected to contribute to the formation of micropores. Further 36% HCl and of 71% HNO 3 If the etching treatment is performed with a lower concentration of the solution, the porosity can be increased without breaking the structure.

그리고 비교예인 H3PO4는 오히려 기공을 막고 표면에 코팅 층을 형성하여 기계적 강도는 증가하나 기공률과 기공연결성을 나쁘게 하여, 에칭용액으로 적합하지 않다고 생각된다.
In addition, H 3 PO 4, which is a comparative example, is considered to be unsuitable as an etching solution because it causes a decrease in porosity and pore connectivity, while increasing the mechanical strength by blocking the pores and forming a coating layer on the surface.

<< 실험예Experimental Example 3> 물유리 코팅층에 의한 압축강도의 향상 3> Improvement of compressive strength by water glass coating layer

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 물유리 코팅층을 함유한 세라믹 다공체의 SEM 이미지, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 물유리 코팅층을 함유한 세라믹 다공체의 물유리 코팅 전과 후의 압축강도를 비교한 그래프이다.FIG. 8 is a SEM image of a ceramic porous body containing a water glass coating layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a graph comparing compressive strengths of a ceramic porous body containing a water glass coating layer according to an embodiment of the present invention, .

표 4는 물유리 코팅층을 함유한 세라믹 다공체의 특성을 나타낸다.Table 4 shows the characteristics of a ceramic porous body containing a water glass coating layer.

에천트(Etchant)Etchant 물유리 코팅 전 무게 변화(Wt. change,%)Weight change before water glass coating (Wt. Change,%) 물유리 코팅 후 무게 변화(Wt. change,%)Weight change after coating with water glass (Wt. Change,%) 기공률(Porosity,%)Porosity (%) 압축강도(Compressive strength, MPa) Compressive strength (MPa) 미처리(Untreated)Untreated +1.447±0.188+ 1.447 + 0.188 68.456±0.670
(-3.843)
68.456 ± 0.670
(-3.843)
14.953±0.098
(+68.371)
14.953 + 0.098
(+68.371)
0.1 N HCl0.1 N HCl -3.268±0.925-3.268 + 0.925 +1.512±0.286+ 1.512 + 0.286 71.666±1.831
(-0.683)
71.666 + 1.831
(-0.683)
14.238±0.877
(+86.264)
14.238 + 0.877
(+86.264)
36% HCl36% HCl -22.481±2.095-22.481 ± 2.095 +1.196±1.044+ 1.196 + 1.044 75.850±2.115
(-0.591)
75.850 ± 2.115
(-0.591)
0.806±0.234
(+0.248)
0.806 ± 0.234
(+0.248)
5 N NaOH5 N NaOH 0.0000.000 +1.292±0.247+ 1.292 + 0.247 71.123±2.562
(-0.304)
71.123 + - 2.562
(-0.304)
16.798±1.214
(+55.465)
16.798 ± 1.214
(+55.465)
85% H3PO4 85% H 3 PO 4 +39.343±4.901+ 39.343 + 4.901 -1.462±0.076-1.462 + 0.076 57.667±8.094
(-5.634)
57.667 + 8.094
(-5.634)
18.260±0.819
(-17.613)
18.260 ± 0.819
(-17.613)
71% HNO3 71% HNO 3 -33.142±2.973-33.142 ± 2.973 +1.847±0.150+ 1.847 + 0.150 78.288±1.567
(-0.401)
78.288 ± 1.567
(-0.401)
0.839±0.150
(+2.442)
0.839 + 0.150
(+2.442)

SEM 관찰 결과 물유리는 코팅 후 다공성 세라믹스의 기공을 막지 않으면서 ?게 코팅 된 것을 확인 할 수 있었다.  As a result of SEM observation, it was confirmed that the water glass was coated without blocking the pores of the porous ceramics after coating.

물유리로 코팅 후, H3PO4로 에칭시킨 시편만 약 1% 정도 무게가 감소하였으며, 대부분의 시편이 무게가 1~2% 내외로 증가하였다. 그리고 기공률 변화 또한 약 0.3~4% 정도로 큰 변화가 없었지만 압축강도는 크게 증가하였다. After coating with water glass, only about 1% of the specimens etched with H 3 PO 4 weighed and most specimens weighed 1 ~ 2%. Also, the porosity change was not changed as much as about 0.3 ~ 4%, but the compressive strength was greatly increased.

에칭 처리를 하지 않은 소결체에 바로 물유리를 코팅시킨 시편의 경우에는 코팅 전에 비해 압축강도가 약 68% 가량 증가하였다. 또한 0.1N HCl, 5N NaOH로 에칭 후 코팅시킨 경우 압축강도는 각각 약 86%, 55%의 큰 증가를 보였다. In the case of specimens coated with waterglass directly on the sintered body without etching, the compressive strength was increased by about 68% compared to that before coating. The compressive strength increased by 86% and 55%, respectively, when coated with 0.1N HCl and 5N NaOH.

36% HCl과 71%의 질산의 경우 큰 증가를 나타내지 못하였다. 그 이유는 에칭 과정에서 과도한 에칭으로 강도 자체가 너무 낮아졌기 때문에, 코팅 후 강도 측정이나 강도 증가는 기대할 수 없었다. 36% HCl and 71% nitric acid did not show a large increase. The reason for this is that since the strength itself was too low due to excessive etching during the etching process, no strength measurement or increase in strength after coating could be expected.

H3PO4의 경우에는 강도가 약 18%가량 감소하였는데, 물유리와 에칭 후 형성된 코팅층의 물질간 반응으로 물질의 손실(무게 감량 1.5%)이 발생하였기 때문이라 사료된다.
In the case of H 3 PO 4 , the strength was reduced by about 18%. This is probably due to the loss of material (weight loss of 1.5%) due to the reaction between water glass and the coating layer formed after etching.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that such detail is solved by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention. will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

칼슘과 인이 포함된 혼합물 및 기공형성제를 건식 혼합하는 단계;
상기 혼합된 건식 혼합물에 바인더 및 윤활제를 첨가하여 혼련하는 단계;
상기 혼련된 혼합물을 숙성하는 단계;
상기 숙성된 혼합물을 압출기에 장입 후 압력을 가하여 고상압출하는 단계;
상기 고상압출된 압출체를 건조하는 단계;
상기 건조된 건조물을 소결하는 단계;
염산, 수산화나트륨 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 에칭용액에 상기 소결된 소결체를 담지하여 에칭하는 단계; 및
상기 에칭된 소결체를 물유리로 코팅하는 단계를 포함하며,
상기 바인더는 메틸셀룰로오스 및 녹말의 혼합물이고,
상기 윤활제는 올리브 오일인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
Dry mixing a mixture comprising calcium and phosphorus and a pore-forming agent;
Adding a binder and a lubricant to the mixed dry mixture and kneading the mixture;
Aging the kneaded mixture;
Charging the aged mixture into an extruder, and then subjecting the mixture to solid-state extrusion by applying pressure;
Drying the solid extruded extrudate;
Sintering the dried material;
Supporting and sintering the sintered sintered body on an etching solution selected from the group consisting of hydrochloric acid, sodium hydroxide, and nitric acid; And
And coating the etched sintered body with water glass,
The binder is a mixture of methylcellulose and starch,
Wherein the lubricant is an olive oil. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
청구항 1항에 있어서,
상기 칼슘과 인이 포함된 혼합물은,
탄산 칼슘(calcium carbonate), 디칼슘 포스페이트 안하이드러스(Dicalcium phosphate anhydrous), 옥타칼슘 포스페이트(Octacalcium phosphate), 테트라칼슘 포스페이트(Tetracalcium phosphate), 모노칼슘 포스페이트 모노하이드레이트(Monocalcium phosphate monohydrate), 이인산 칼슘(dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO4·2H2O) 및 수산화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The calcium and phosphorus-
Calcium carbonate, dicalcium phosphate anhydrous, octacalcium phosphate, tetracalcium phosphate, monocalcium phosphate monohydrate, calcium phosphate diphosphate, dicalcium phosphate dehydrate, DCPD, CaHPO 4 .2H 2 O), and calcium hydroxide, are mixed together to form a porous calcium phosphate porous body.
청구항 1항에 있어서,
상기 건식 혼합하는 단계에서, 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite, HA) 분말이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydroxyapatite (HA) powder is further mixed in the dry mixing step. [Claim 6] The method according to claim 1, wherein the hydroxyapatite (HA) powder is further mixed with the hydroxyapatite (HA) powder.
청구항 1항에 있어서,
상기 건식 혼합하는 단계에서,
칼슘과 인이 포함된 혼합물의 Ca/P 몰비는 1.5 내지 2인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the dry mixing step,
Wherein the Ca / P molar ratio of the mixture containing calcium and phosphorus is from 1.5 to 2. &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
청구항 1항 또는 청구항 2항에 있어서,
상기 건식 혼합하는 단계에서,
칼슘과 인이 포함된 혼합물 100 중량%에 대하여 하이드록시아파타이트 분말을 50 중량% 내지 200 중량% 추가하는 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the dry mixing step,
Mixture containing calcium and phosphorus The hydroxyapatite powder was dissolved in 50 By weight to 200% by weight, based on the total weight of the ceramic porous body.
청구항 1에 있어서,
상기 기공형성제는,
폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The pore-
Wherein the waterproof coating layer is any one selected from the group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), and polymethyl methacrylate &Lt; / RTI &gt; by weight of the calcium phosphate.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고상압출된 압출물을 건조하는 단계는,
상기 고상압출된 압출물을 40내지 70℃에서 18내지 36시간 동안 상대습도 70%에서 30%까지 건조하고,
90내지 120℃에서 12내지 48시간 동안 건조하여 수분을 완전히 증발시키는 과정을 포함하는 인산칼슘 다공체 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of drying the solid extruded extrudate comprises:
The solid extruded extrudate was dried at 40 to 70 DEG C for 18 to 36 hours at a relative humidity of 70% to 30%
And drying at 90 to 120 ° C for 12 to 48 hours to completely evaporate the water.
청구항 1에 있어서,
상기 건조된 건조물을 소결하는 단계는,
상기 건조물을 400℃까지 0.5℃/min 으로 승온시키고, 다시 700℃까지 1℃/min으로 승온시키며, 1250℃까지 5℃/min 으로 승온시켜 소결시킨 이후, 4 내지 7시간 동안 유지시키고 노냉하는 과정을 포함하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of sintering the dried material comprises:
The dried material is heated up to 400 ° C at a rate of 0.5 ° C / min, further heated to 700 ° C at a rate of 1 ° C / min, sintered at a rate of 5 ° C / min to 1250 ° C, Wherein the water-repellent coating layer comprises a water-soluble polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 에칭용액은,
0.01내지 1N 염산, 5내지 36 부피% 염산, 1 내지 20N 수산화나트륨 및 1 내지 71 부피% 질산의 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The etching solution may contain,
Wherein the calcium carbonate is any one selected from the group consisting of 0.01 to 1 N hydrochloric acid, 5 to 36 vol% hydrochloric acid, 1 to 20 N sodium hydroxide and 1 to 71 vol% nitric acid.
청구항 1에 있어서,
상기 물유리는,
알카리 염과 실리카의 중량비가 1 : (2 ~ 3)인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The water-
Wherein the weight ratio of the alkali salt to the silica is 1: (2 to 3).
청구항 1에 있어서,
상기 물유리는,
점도가 1.7cP 내지 4.5cP인 것을 특징으로 하는 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The water-
And a viscosity of 1.7 cP to 4.5 cP. A method for producing a calcium phosphate ceramic porous body containing a water glass coating layer.
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