WO2012018241A2 - 치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 의해 가공된 골 이식재 - Google Patents

치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 의해 가공된 골 이식재 Download PDF

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Definitions

  • the fixture should be firmly fixed for the implant procedure, it is difficult for the patient with congenital or acquired defects in the alveolar bone to firmly fix the fixture for the procedure.
  • the conventional implant procedure should be preceded by the treatment of congenital or acquired defects of the alveolar bone by implanting a bone graft made of another person's bone or artificial structure into the alveolar bone.
  • a bone graft made of bone of another person has a problem of requiring immunity and a complicated process to eliminate the problem of immunity.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a bone graft material processing method using a tooth for processing the tooth discarded after being extracted into a bone graft having bone induction and bone conduction ability such as autogenous bone.
  • Process for processing bone graft material using a tooth (a) cutting the extracted tooth at the interface between the crown and the root; (b) removing the defect and soft tissue of the cut crown; (c) rapidly freezing and crushing the crown to form a powder having an average particle diameter of 200 to 1500 ⁇ m; (d) degreasing the powder; (f) dehydrating the powder; And (h) sterilizing the degreased and dehydrated powder to prepare a bone graft material.
  • the bone graft processing method using a tooth according to the invention may further comprise the step of washing the crown with distilled water for 30 minutes to 2 hours after the step (b).
  • step (c) may be a quick freezing of the crown for 30 minutes to 2 hours with liquefied nitrogen of -160 to -210 °C.
  • the bone graft processing method using the tooth according to the present invention may further comprise the step of removing the contaminants and residual soft tissue by washing the powder made in step (c) with distilled water for 30 minutes to 2 hours.
  • the degreasing of the step (d) may be performed for 3 to 12 hours by the chloroform methanol solution in which chloroform and methanol are mixed at a weight ratio of 1: 0.5 to 2.
  • the bone graft processing method using a tooth comprises the steps of removing the suspended fat in the powder by centrifugation after degreasing step (d); And after centrifugation may further comprise the step of washing the powder with distilled water for 1 to 2 hours.
  • step (f) may be carried out for 30 minutes to 2 hours using neutral ethyl alcohol.
  • the method for processing bone graft material using the tooth according to the present invention may include the step of mixing with the powder the additive generated in the root before the step (h) is reinforced bone induction ability.
  • the method of processing bone graft using a tooth according to the present invention may include the powder processed by dehydration, degreasing and demineralization of the root of the soft tissue removed.
  • Process for processing bone graft material using a tooth (a) cutting the extracted tooth at the interface between the crown and the root; (b) removing the soft tissue of the cut root; (c) rapidly freezing and grinding the root of the root to form a powder having an average particle diameter of 200 to 1500 ⁇ m; (d) degreasing the powder; (e) demineralizing the powder; (f) dehydrating the powder; (g) degreasing the powder again; And (h) sterilizing the degreased and dehydrated powder to prepare a bone graft material.
  • step (c) may be a quick freezing of the root of the root with liquefied nitrogen of -160 to -210 °C for 30 minutes to 2 hours.
  • the bone graft processing method using the tooth according to the present invention may further comprise the step of removing the contaminants and residual soft tissue by washing the powder made in step (c) with distilled water for 30 minutes to 2 hours.
  • the bone graft processing method using a tooth comprises the steps of removing the suspended fat in the powder by centrifugation after degreasing step (d); And after centrifugation may further comprise the step of washing the powder with distilled water for 1 to 2 hours.
  • the deliming of the step (e) may be performed for 10 minutes to 1 hour with 0.1 to 1.0 N hydrochloric acid of 5 to 10 times the volume of the powder.
  • step (f) may be carried out for 30 minutes to 2 hours using neutral ethyl alcohol.
  • the method for processing bone graft material using the tooth according to the present invention may include the step of mixing with the powder the additive generated in the crown before the step (h) is reinforced bone conductivity.
  • the additive may include a powder processed by dewatering and degreasing the crown from which the soft tissue is removed.
  • the bone graft using a tooth according to the invention is characterized in that it is processed by any one of the methods described above.
  • the tooth discarded after extraction can be processed into a bone graft having bone induction and bone conduction ability such as autologous bone, and the graft has good function and effect as autologous bone graft, thereby solving the problem of immunity.
  • the alveolar bone graft can be made to have the alveolar bone production rate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a tooth illustrating the structure of a tooth to be processed in accordance with the present invention.
  • Figure 2 is a photograph of the tooth extracted for the bone graft processing method using the tooth according to the present invention.
  • FIG. 3 is a photograph of a state in which a defect site such as tooth decay or inflammation of the extracted tooth of FIG. 2 is removed.
  • FIGS. 4 and 5 are photographs showing a state in which a tooth is cut at the interface between the crown and the root.
  • FIG. 6 is a photograph of a state in which soft and pulp tissues are removed.
  • FIG. 7 is a photograph showing a bone graft using a tooth according to the present invention in a state in which the crown is pulverized into powder after rapid cooling.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of the initial dentin powder implantation of the present invention.
  • 11 is a conceptual diagram of the initial enamel powder implantation of the present invention.
  • the present invention discloses a method for processing teeth extracted from a patient into bone graft material for alveolar bone, which processed bone graft material can be used for transplantation to the patient himself or another patient.
  • the enamel is hard tissue of the outermost part of the crown covering the tooth, which is composed of 96% mineral and protects the inside of the tooth.
  • dentin is the tissue most similar to the bone tissue of the human body, weaker than enamel, stronger than cementitious, pale yellow or yellowish white opaque tissue.
  • cement quality serves to fix teeth in the alveolar bone and is harder than bone tissue but weaker than enamel and is white or slightly opaque tissue.
  • the dimension is a soft tissue located in the center of the tooth and includes a nerve and a blood supply.
  • the periodontal membrane is a connective tissue that connects the cementoid and the alveolar bone of the tooth.
  • enamel, dentin and cement may be classified as hard tissue, and pulp, periodontal membrane and nerve and blood supply may be classified as soft tissue.
  • the above-described tooth of FIG. 1 is horizontally cut into the boundary line of the crown and the root, that is, the interface (CEJ: Cementoenamel junction) so that the crown and the root are divided and processed into powder, and the powder processed by the crown and the powder processed by the root are different.
  • CEJ cementoenamel junction
  • the components By having the components, they can be used as implants, either separately or in admixture with each other.
  • Each embodiment uses a tooth extracted as shown in FIG. 2, and in the tooth extracted as shown in FIG. 2, a defect site such as caries or inflammation is preferably removed in advance and processed as shown in FIG. 3.
  • the pretreated tooth is extracted as shown in FIG. 3 to remove a defect site such as caries or inflammation, and is cut at the interface between the crown and the root as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the crown is washed with distilled water for 30 minutes to 2 hours after removing the soft and pulp tissue as shown in FIG. As shown in Figure 6, the soft tissue and the pulp tissue removed from the crown may remain enamel and dentin.
  • the crown treated as shown in FIG. 6 is rapidly frozen for 30 minutes to 2 hours with liquefied nitrogen at -160 to -210 ° C. and then crushed with a grinder to be processed into powder having an average particle diameter of 200 to 1500 ⁇ m as shown in FIG. .
  • the powder can be washed with distilled water for 30 minutes to 2 hours to remove contaminants and residual soft tissue.
  • the powder is a first wash using ultrasonic washing water for 5 minutes to 10 minutes using pure or sterile distilled water, and a second washing and washing liquid washing ultrasonically for 10 to 30 minutes using washing liquid as hydrogen peroxide.
  • the third wash which is cleaned with ultrasonic waves for 5 to 10 minutes using pure or sterile distilled water, may be sequentially performed three times each to remove contaminants and residual soft tissue.
  • the hydrogen peroxide water is used to have a hydrogen peroxide concentration of 5% to 7%
  • the washing liquid of each washing step is used in a volume of 5 to 10 times the powder
  • the washing liquid is a temperature atmosphere of about 60 °C to 80 °C
  • the ultrasonic powder may be washed.
  • the powder washed as described above is degreased for 3 to 12 hours by a chloroform methanol solution in which chloroform and methanol are mixed at a ratio of 1: 0.5 to 2.
  • the degreased powder can then be removed from the fat by centrifugation and then washed with distilled water for 1 to 2 hours.
  • the powder degreased as described above is dehydrated for 30 minutes to 2 hours using neutral ethyl alcohol.
  • the powder including enamel and dentin may have bone conduction ability of enamel and osteoinduction ability of dentin.
  • the powder processed according to Example 1 has a characteristic of having a stronger bone conduction ability.
  • the powder processed by degreasing and dehydrating the crown can be used as a bone graft material for alveolar bone graft independently or by mixing an additive capable of reinforcing the bone inducing ability generated in the root.
  • the additive may be used the same powder as in Example 2 to be processed by dehydration, degreasing and deliming in the state of removing the soft tissue and pulp tissue of the root.
  • the pretreated tooth is extracted as shown in FIG. 3 to remove a defect site such as caries or inflammation, and is cut at the interface between the crown and the root as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the root is removed with distilled water for 30 minutes to 2 hours after removing the soft tissue and pulp tissue as shown in FIG.
  • the soft roots and pulp tissues are removed dentin and cement.
  • Tooth root treated as shown in Figure 6 is processed in the same manner as the rapid freezing and grinding of the crown of Example 1 is processed into a powder having an average particle diameter of 200 to 1500 ⁇ m.
  • the powder is a first wash using ultrasonic washing for 5 minutes to 10 minutes using pure or sterile distilled water as in Example 1, the first washing agent using ultrasonic cleaning for 10 minutes to 30 minutes using the washing solution as hydrogen peroxide 2
  • Washing and washing liquid using pure or sterile distilled water may be sequentially performed three times, each washing three times by ultrasonic cleaning for 5 to 10 minutes to remove contaminants and residual soft tissue.
  • the hydrogen peroxide water is used to have a hydrogen peroxide concentration of 5% to 7%
  • the washing liquid of each washing step is used in a volume of 5 to 10 times the powder
  • the washing liquid is a temperature atmosphere of about 60 °C to 80 °C
  • In the ultrasonic powder may be washed.
  • the powder according to Example 2 of processing the dentin and cementitious may have the bone conduction ability and the osteoinductive ability of the dentin and the cementitious substance.
  • the powder according to Example 2 has a property of having a stronger osteoinductive ability than the powder according to Example 1.
  • the molar can produce 0.14 g to 0.40 g of dentin (depending on the prosthetic treatment) and 0.10 g to 0.78 g of enamel powder, and the yield may vary depending on the prosthetic treatment. 0.43g and 0.20g dentin can be produced.
  • the powder obtained by Example 1 is called enamel powder, and the powder obtained by Example 2 is called dentin powder.
  • the dentin powder contains 10% of inorganic hydroxyl apatite (HA), 35% of organic collagen fiber and 5% of organic protein (BMP).
  • HA inorganic hydroxyl apatite
  • BMP organic protein
  • the tooth discarded after conventional extraction can be processed into a bone graft material having the same function and effect as autologous bone graft so that the safety of the alveolar bone graft can be significantly ensured.

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Abstract

본 발명은 발치된 치아를 부위 별로 구분하여 가공하여 치조골 이식이나 치조골 증강과 같은 이용 용도에 따라 부위 별 파우더를 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있도록 개선한 치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 따른 골 이식재에 관한 것이며, 상기 골 이식재 가공방법은 (a) 환자로부터 발치된 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단하는 단계; (b) 수평 절단된 상기 치관의 결손 부위와 연조직 및 치수조직을 제거하는 단계; (c) 상기 치관 조직을 급속 냉동한 후 분쇄하여 평균입경 200 내지 1500 μm 입자 크기의 파우더로 만드는 단계; (d) 상기 파우더를 탈지하는 단계; (e) 상기 파우더를 탈수하는 단계; 및 (f) 탈지 및 탈수된 상기 파우더를 적어도 멸균을 포함하는 후처리를 수행하여 골 이식재로 제조하는 단계;를 포함한다.

Description

치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 의해 가공된 골 이식재
본 발명은 골 이식재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발치된 치아를 부위 별로 구분하여 파우더로 가공하여 치조골 이식이나 치조골 증강과 같이 이용 용도에 따라 독립적으로 또는 혼합하여 사용하는 치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 의해 가공된 골 이식재에 관한 것이다.
최근 보편화된 치아의 임플란트 시술은 발치 후 즉시 식립하는 것으로 추이가 바뀌고 있으며, 임플란트 시술에 있어서 손상된 치조골의 보존과 증강은 필수적이다.
임플란트 시술을 위한 치조골의 보존과 증강에 사용되는 골 이식재는 합성골, 이종골 또는 동종골 이식재 등이 있다. 그런, 합성골, 이종골 또는 동종골 이식재는 자가골 이식재를 능가하지 못하며, 현재 사용되는 거의 대부분의 이식재는 자가골의 무기질, 유지질 또는 그 성분의 일부를 합성하는 것으로 자가골 기능의 일부를 수행해오는 실정이다.
그리고, 임플란트 시술을 위해서는 픽스쳐가 단단하게 고정되어야 하나, 치조골에 선천적 또는 후천적인 결함이 있는 환자의 경우 시술을 위해서 픽스쳐를 단단하게 고정하기 어렵다. 이 경우 종래의 임플란트 시술은 타인의 뼈나 인공 구조물로 이루어진 골 이식재를 치조골로 이식하여 치조골의 선천적 또는 후천적 결함을 치료하는 것이 선행되어야 한다.
그러나 타인의 뼈로 이루어진 골 이식재는 면역의 문제점과 상기 면역의 문제를 제거하기 위해 복잡한 처리 과정이 요구되는 문제점을 갖는다.
또한 인공구조물로 이루어진 골이식재는 골형성 단백질을 포함하고 있지 않기 때문에 치조골생성속도가 낮은 문제점을 갖는다.
상술한 문제점을 해결하고자 자가골을 이용하는 경우에도 부가적인 수술이 필요하고 재료의 양이 제한되는 등의 문제점이 있다.
그러므로, 상술한 문제점들을 해결할 수 있는 골 이식재의 개발이 절실한 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 발치된 후 버려지는 치아를 자가골과 같은 골 유도능 및 골 전도능을 갖는 골 이식재로 가공하는 치아를 이용한 골 이식재 가공방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상술한 골 이식재 가공방법을 이용하여 가공된 골 유도능 및 골 전도능 중 적어도 어느 하나의 특성을 갖는 골 이식재를 제공함을 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 이식재가 자가골 이식과 동일한 기능과 효력을 가짐으로써 면역의 문제점을 해결하면서 양호한 치조골 생성 속도를 갖는 치아를 이용한 골 이식재 가공방법 및 그에 의해 가공된 골 이식재를 제공함을 또다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은, (a) 발치된 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단하는 단계; (b) 절단된 상기 치관의 결손 부위와 연조직을 제거하는 단계; (c) 상기 치관을 급속 냉동한 후 분쇄하여 평균입경 200 내지 1500 μm의 파우더로 만드는 단계; (d) 상기 파우더를 탈지하는 단계; (f) 상기 파우더를 탈수하는 단계; 및 (h) 탈지 및 탈수된 상기 파우더를 멸균하여 골 이식재로 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (b) 이후 상기 치관을 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (c)의 급속 냉동은 -160 내지 -210 ℃의 액화 질소로 상기 치관을 30 분 내지 2 시간 동안 급속 냉동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (c)에서 만들어진 파우더를 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (c)의 파우더는, 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 1 세척단계, 과산화수소수를 세척액으로 하여 10 내지 30 분 동안 초음파 세척하는 제 2 세척단계 및 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 3 세척단계를 각 3 회씩 순차적으로 실시하고, 상기 과산화수소수의 농도는 5 내지 7 ％이고, 각 세척단계의 세척액 부피는 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피이고, 상기 세척액의 온도는 60 내지 80 ℃일 수 있다.
또한, 상기 단계 (d)의 탈지는 클로로포름과 메탄올이 1 : 0.5 내지 2의 중량비로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (d)의 탈지 후 원심분리에 의하여 상기 파우더 내의 부유 지방을 제거하는 단계; 및 상기 원심분리 후 증류수로 상기 파우더를 1 내지 2 시간 동안 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (f)의 탈수는 중성 에틸알콜을 이용하여 30 분 내지 2 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (h) 이전에 상기 치근에서 생성되어 골 유도능이 보강된 첨가물을 상기 파우더와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 첨가물은 연조직을 제거한 치근을 탈수, 탈지 및 탈회하여 가공한 파우더를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은, (a) 발치된 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단하는 단계; (b) 절단된 상기 치근의 연조직을 제거하는 단계; (c) 상기 치근을 급속 냉동한 후 분쇄하여 평균입경 200 내지 1500 μm의 파우더로 만드는 단계; (d) 상기 파우더를 탈지하는 단계; (e) 상기 파우더를 탈회하는 단계; (f) 상기 파우더를 탈수하는 단계; (g) 상기 파우더를 다시 탈지하는 단계; 및 (h) 탈지 및 탈수된 상기 파우더를 멸균하여 골 이식재로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (b) 이후 상기 치근을 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (c)의 급속 냉동은 -160 내지 -210 ℃의 액화 질소로 상기 치근을 30 분 내지 2 시간 동안 급속 냉동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (c)에서 만들어진 파우더를 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (c)의 파우더는, 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 1 세척단계, 과산화수소수를 세척액으로 하여 10 내지 30 분 동안 초음파 세척하는 제 2 세척단계 및 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 3 세척단계를 각 3 회씩 순차적으로 실시하고, 상기 과산화수소수의 농도는 5 내지 7 ％이고, 각 세척단계의 세척액 부피는 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피이고, 상기 세척액의 온도는 60 내지 80 ℃일 수 있다.
또한, 상기 단계 (d) 및 단계 (g)의 탈지는 클로로포름과 메탄올이 1 : 0.5 내지 2의 중량비로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (d)의 탈지 후 원심분리에 의하여 상기 파우더 내의 부유 지방을 제거하는 단계; 및 상기 원심분리 후 증류수로 상기 파우더를 1 내지 2 시간 동안 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (e)의 탈회는 파우더의 5 내지 10 배 부피의 0.1 내지 1.0 N 염산으로 10 분 내지 1 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 단계 (f)의 탈수는 중성 에틸알콜을 이용하여 30 분 내지 2 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법은 상기 단계 (h) 이전에 상기 치관에서 생성되어 골 전도능이 보강된 첨가물을 상기 파우더와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 첨가물은 연조직을 제거한 치관을 탈수 및 탈지하여 가공한 파우더를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재는 상술한 방법 중 어느 하나의 방법으로 가공됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 발치된 후 버려지는 치아를 자가골과 같은 골 유도능 및 골 전도능을 갖는 골 이식재로 가공할 수 있고, 이식재가 자가골 이식과 동일한 기능과 효력을 가짐으로써 면역의 문제점을 해결하면서 양호한 치조골 생성 속도를 갖도록 치조골 이식이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 가공될 치아의 구조를 설명하는 치아의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재 가공방법을 위하여 발치된 치아의 사진이다.
도 3은 도 2의 발치된 치아의 충치나 염증과 같은 결손 부위를 제거한 상태의 사진이다.
도 4 및 도 5는 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단한 상태를 나타내는 사진이다.
도 6은 연조직 및 치수조직을 제거한 상태의 사진이다.
도 7은 치관을 급속 냉각 후 파우더로 분쇄한 상태의 본 발명에 따른 치아를 이용한 골 이식재를 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 상아질 파우더 이식 초기의 개념도이다.
도 9 및 10은 본 발명의 상아질 파우더 이식 중기 및 후기의 이식 부위를 촬영한 사진이다.
도 11은 본 발명의 사기질 파우더 이식 초기의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 사기질 파우더 이식 후기의 이식 부위를 촬영한 사진이다.
본 발명은 환자로부터 발치된 치아를 치조골을 위한 골이식재로 가공하는 방법을 개시하며, 상기 가공된 골이식재는 환자 자신 또는 다른 환자에 이식용으로 이용될 수 있다.
도 1을 참조하면 치아는 잇몸 밖으로 드러나서 눈으로 보이는 부분을 치관(Crown)이라 호칭하고 잇몸 속에 있어서 눈으로 확인할 수 없는 부분은 치근(Root)라 호칭한다. 그리고, 치아는 성분에 따라서 사기질(Enamel), 상아질(Dentin), 치수(Pulp), 시멘트질(Cementum), 치주막(Periodontal membrane) 및 신경과 혈액공급부(Nerve and blood supply)로 구분될 수 있다.
여기에서, 사기질은 치아를 덮고 있는 치관의 제일 바깥 부분의 경조직으로 96％ 무기질로 구성되며 치아 내부를 보호하는 것이다. 그리고, 상아질은 인체의 골조직과 가장 유사한 조직으로서 사기질보다는 약하고 시멘트질보다는 강하며 담황색 또는 황백색 불투명 조직이다. 그리고, 시멘트질은 치아를 치조골에 고정시키는 역할을 하며 골조직 보다는 단단하나 사기질보다는 강도가 약하며 백색이나 약간 불투명한 조직이다. 그리고, 치수는 치아의 중심부에 위치한 연조직이며 신경과 혈액공급부를 포함한다. 그리고, 치주막은 치아의 시멘트질과 치조골이 연결되도록 하는 결합 조직이다.
여기에서 사기질, 상아질 및 시멘트질은 경조직으로 분류될 수 있고, 치수, 치주막 및 신경과 혈액공급부는 연조직으로 분류될 수 있다.
상술한 치아 조직은 자가골과 유사하나 부위 별로 다른 구성 성분과 물리적 성질을 가지며, 골이식용으로 사용 가능한 부분은 사기질과 상아질 및 시멘트질이고, 사기질은 이식재로써 공간 충전제(Void filler)와 이식 확장재(Graft expander)로 이용될 수 있으며 골전도능(Osteoconduction)을 가지고, 상아질과 시멘트질은 골유도능(Osteoinduction)과 골전도능(Osteoconduction)을 갖는다.
상술한 도 1의 치아는 치관과 치근의 경계선 즉 경계면(CEJ : Cementoenamel junction)으로 수평으로 절단되어 치관과 치근이 분할되어 파우더로 가공되며, 치관을 가공한 파우더와 치근을 가공한 파우더는 다른 구성 성분을 가짐으로써 이들을 독립적으로 또는 서로에 대한 첨가물로 혼합하여 이식재로 이용될 수 있다. 각 실시예는 도 2와 같이 발치된 치아를 이용하며, 도 2와 같이 발치된 치아에 있어서 충치나 염증과 같은 결손 부위는 미리 제거되어 도 3과 같이 가공됨이 바람직하다.
실시예
실시예 1 : 사기질 파우더
발치된 치아 중 치관을 파우더로 가공하는 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 3와 같이 발치되어서 충치나 염증과 같은 결손 부위를 제거하는 등의 전처리된 치아는 도 4 및 도 5와 같이 치관과 치근의 경계면에서 절단한다.
이 중 치관은 연조직 및 치수조직을 도 6과 같이 제거한 후 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척한다. 도 6과 같이 연조직 및 치수조직을 제거한 치관은 사기질과 상아질이 잔류될 수 있다.
도 6과 같이 처리된 치관은 -160 내지 -210 ℃의 액화 질소로써 30 분 내지 2 시간 동안 급속 냉동한 후 분쇄기로 분쇄(Crushing)하여 도 7과 같은 평균입경 200 내지 1500 μm 의 파우더로 가공한다.
파우더는 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거할 수 있다.
이와 달리 파우더는 세척액을 순수 또는 멸균증류수로 이용하여 5분 내지 10분 간 초음파로 세척하는 제 1 세척, 세척액을 과산화수소수로 이용하여 10분 내지 30분 간 초음파로 세척하는 제 2 세척 및 세척액을 순수 또는 멸균증류수로 이용하여 5분 내지 10분 간 초음파로 세척하는 제 3 세척을 각 3 회씩 순차적으로 실시하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거할 수 있다. 이때, 과산화수소수는 5％ 내지 7％의 과산화수소 농도를 갖는 것을 이용하며, 각 세척 단계의 세척액은 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피로 이용하고, 상기 세척액이 약 60℃ 내지 80℃의 온도 분위기에서 상기 초음파로 파우더가 세척될 수 있다.
상술한 바와 같이 세척된 파우더는 클로로포름(Chloroform)과 메탄올(Methanol)이 1 : 0.5 내지 2의 비율로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3시간 내지 12시간 동안 탈지된다.
그리고, 탈지된 파우더는 원심분리에 의하여 부유 지방을 제거하고 그 후 증류수로 1 내지 2 시간 동안 세척될 수 있다.
상술한 바와 같이 탈지된 파우더는 중성 에틸알콜을 이용하여 30분 내지 2시간 동안 탈수된다.
상술한 바와 같이 탈지 및 탈수된 파우더는 후처리되며, 후처리 과정으로 탈지 및 탈수된 파우더를 세척하고 냉동 건조하는 과정과 냉동 건조된 파우더를 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하여 멸균하는 과정을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 사기질과 상아질을 포함하는 파우더는 사기질의 골전도능과 상아질의 골유도능을 가질 수 있다. 그러나 사기질의 양이 상아질에 비하여 많고 상아질에 대한 탈회 작업을 하지 않기 때문에 실시예 1에 의하여 가공된 파우더는 골전도능을 보다 강하게 갖는 특성을 갖는다.
상술한 바와 같이 치관을 탈지 및 탈수하여 가공된 파우더는 독자적으로 치조골 이식을 위한 골이식재로 이용되거나 또는 치근에서 생성된 골 유도능의 보강이 가능한 첨가물을 혼합하여 골이식재로 이용될 수 있다. 이때 첨가물은 치근의 연조직 및 치수조직을 제거한 상태에서 탈수, 탈지 및 탈회하여 가공한 후술되는 실시예 2와 같은 파우더가 이용될 수 있다.
실시예 2 : 상아질 파우더
발치된 치아 중 치근을 파우더로 가공하는 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 3와 같이 발치되어서 충치나 염증과 같은 결손 부위를 제거하는 등의 전처리된 치아는 도 4 및 도 5와 같이 치관과 치근의 경계면에서 절단한다.
이 중 치근은 연조직 및 치수조직을 도 6과 같이 제거한 후 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척한다. 도 6과 같이 연조직과 치수조직을 제거한 치근은 상아질과 시멘트질이 잔류된다.
도 6과 같이 처리된 치근은 실시예 1의 치관을 급속 냉동 및 분쇄하는 것과 같은 방법으로 가공하여 평균입경 200 내지 1500 μm 의 파우더로 가공한다.
파우더는 실시예 1과 동일하게 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거할 수 있다.
또한 파우더는 실시예 1과 동일하게 세척액을 순수 또는 멸균증류수로 이용하여 5분 내지 10분 간 초음파로 세척하는 제 1 세척, 세척액을 과산화수소수로 이용하여 10분 내지 30분 간 초음파로 세척하는 제 2 세척 및 세척액을 순수 또는 멸균증류수로 이용하여 5분 내지 10분 간 초음파로 세척하는 제 3 세척을 각 3 회씩 순차적으로 실시하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거할 수 있다. 이때, 과산화수소수는 5％ 내지 7％의 과산화수소 농도를 갖는 것을 이용하며, 각 세척 단계의 세척액은 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피로 이용하고, 상기 세척액이 약 60℃ 내지 80℃의 온도 분위기에서 상기 초음파로 파우더가 세척될 수 있다.
상술한 바와 같이 세척된 파우더는 클로로포름(Chloroform)과 메탄올(Methanol)이 1 : 0.5 내지 2 의 비율로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3시간 내지 12시간 동안 1차 탈지된다.
그리고, 1차 탈지된 파우더는 원심분리에 의하여 부유 지방을 제거하고 그 후 증류수로 적어도 1시간 세척될 수 있다.
상술한 바와 같이 1차 탈지된 파우더는 자신의 5 내지 10배 부피의 0.5N 염산으로 약 10분 내지 1시간 동안 탈회된다.
그리고, 탈회된 파우더는 중성 에틸알콜을 이용하여 30분 내지 2시간 동안 탈수된다.
탈수된 파우더는 클로로포름(Chloroform)과 메탄올(Methanol)이 1 : 0.5 내지 2의 비율로 함유된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3시간 내지 12시간 동안 2차 탈지된다.
상술한 바와 같이 탈지, 탈회 및 탈수된 파우더는 후처리되며, 후처리 과정으로 탈지, 탈회 및 탈수된 파우더를 생리 식염수로 세척하고 냉동 건조하는 과정과 냉동 건조된 파우더를 방사선 또는 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하여 멸균하는 과정을 포함할 수 있다.
상술한 가공 과정에서 탈회된 후 파우더는 8％ 이하의 잔존 칼슘 양을 가질 수 있으며, 염산 용액은 파우더 1g 당 2 내지 10 ml가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 상아질과 시멘트질을 가공한 실시예 2에 따른 파우더는 상아질과 시멘트질의 골전도능과 골유도능을 가질 수 있다. 그러나, 실시예 2에 따른 파우더는 실시예 1에 따른 파우더보다 골유도능을 보다 강하게 갖는 특성을 갖는다.
상술한 바와 같이 치관을 탈지, 탈회 및 탈수하여 가공된 파우더는 독자적으로 치조골 이식을 위한 골이식재로 이용되거나 또는 치관에서 생성된 골 전도능의 보강이 가능한 첨가물을 혼합하여 골이식재로 이용될 수 있다. 이때 첨가물은 치관의 연조직 및 치수조직을 제거한 상태에서 탈지 및 탈수하여 가공한 실시예 1과 같은 파우더가 이용될 수 있다.
상술한 실시예 1 및 2와 같이 파우더로 골이식재가 가공될 수 있으며, 본 발명에 따라 가공되는 골이식재는 실시예별로 가공된 성분에 따라서 골유도능 및 골전도능을 상대적으로 강하게 가질 수 있으며, 이들을 독자적으로 또는 혼합하여 치조골을 위한 골이식재로 이용될 수 있다.
보다 구체적으로 대구치의 경우 0.14g부터 0.40g의 상아질(보철 치료에 따라 달라진다)과 0.10g부터 0.78g의 사기질 파우더를 생산할 수 있으며, 생산량은 보철 치료에 따라서 달라질 수 있고, 평균적으로 대구치의 경우 사기질 0.43g, 상아질 0.20g 정도가 생산될 수 있다.
실시예 1에 의하여 얻어지는 파우더를 사기질 파우더라 칭하고, 실시예 2에 의하여 얻어지는 파우더를 상아질 파우더라 칭한다.
사기질 파우더는 기존 시장의 합성골이나 동물의 뼈로 제작된 골전도성 물질과 유사하다. 그러나 사람의 사기질은 기존 합성골의 무기질보다 생체적합성이 우수하고, 흡수성, 골치환성이 우수하므로 초기에는 부피와 보양의 유지를 하고 후기에는 뼈로 치환되어 씹는 힘을 견디는 치조골과 유사하게 된다. 더욱이 물리적으로 분리하기 어려운 상아질을 약 3분의 1 또는 4분의 1을 포함하므로 골유도 작용도 포함하게 된다. 이때의 상아질의 골유도 작용은 비탈회를 거치므로 급격한 부피의 감소나 흡수가 없는 골전도능에 가깝다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예 1에 의하여 얻어지는 사기질 파우더는 치조골외 이식이나 혈행 공급이 아주 불량한 장소에 이식하거나 심미적인 볼륨을 장기간 얻고자 할 때 유리하게 이용할 수 있다.
한편, 상대적으로 골유도능이 우수한 상아질 파우더는 치조골내와 혈행 공급이 우수한 곳과 주로 임플란트 계면과 접촉하는 부위에 이식하여 활성이 높은 골을 생성하는데 유리하지만 신속한 골유도능과 골개조 능력으로 초기의 부피를 유지하지 못하는 단점이 있으므로 치조골내에 이식하면 유리한 이점이 있다.
사기질 파우더와 상아질 파우더의 차이점을 구분할 필요가 없는 신선 발치와의 경우에는 두 종류를 혼합하여 사용하고, 임플란트 식립 후 계면 접촉 부위는 상아질 파우더를 사용하고 그 위의 상부는 사기질 파우더를 이식하는 것이 유리하다. 상악동의 경우 빈 공간인 상악동 상부에는 부피를 오래 유지하는 사기질 파우더를 사용하고 치조골과 접촉하는 임플란트 계면 주위에는 상아질 파우더를 이식하는 것이 유리하다.
상술한 상아질 파우더의 골유도 과정과 상술한 사기질 파우더의 골전도 과정에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
상아질 파우더는 무기질인 하이드록실 아파타이트(Hydroxyl Apatite, HA)을 10％ 함유하고 유기질인 콜라젠 섬유는 35％ 함유하며 유기질인 단백질(BMP)를 5％ 함유한다.
상아질 파우더의 골유도 과정은 우선 골이식재로 사용된 상아질 파우더에 혈액과 혈관이 도 8과 같이 유입된다. 골이식재의 콜라젠과 그 내부의 단백질이 혈관세포를 조골세포로 바꾸어서 신생골을 형성하고 신생골은 콜라겐 덩어리에 바로 침착된다. 도 9에서 상아질 파우더의 작용으로 조골세포와 신생골이 생성되는 것을 확인할 수 있다. 그 후 도 10과 같이 신생골과 상아질 파우더는 골개조를 거쳐서 하나의 골 덩어리로 변화된다.
이상과 같이 상아질 파우더를 이용하면 골유도 작용에 의하여 신생골이 빨리 형성되며 이식재인 파우더가 빠른 시간에 골로 대체될 수 있다.
한편, 사기질 파우더는 혈액과 혈관의 유입, 신생골 대체 및 유착이 순차적으로 이행되는 골전도 작용을 가지며, 무기질인 하이드록실 아파타아트를 96％ 함유하고 유기질인 콜라젠은 1 내지 2％ 함유한다.
이에 따라서 사기질 파우더가 골이식재로 사용되면 먼저 도 11과 같이 혈관과 혈액이 사기질 파우더 사이로 유입되며, 그 후 도 12와 같이 유입된 혈관과 같은 유입된 연조직들이 신생골로 대체되고, 대체된 신생골과 무기질 덩어리(HA)가 유착된다.
이상과 같이 사기질 파우더는 상아질 파우더에 비하여 무기질이 오랜 기간 남아있고 신생골로 치환되는 것이 느리기 때문에 골유도와 달리 부피와 모양을 오래 유지시키는 장점이 있다.
상술한 작용이 이행되는 본 발명에 따른 골이식재는 환자 자신에서 발치된 치아를 가공하여 제조될 수 있으며, 그에 따라서 골이식재에 대한 면역 거부 반응이 없기 때문에 안전하게 치조골에 이식하여 치조골을 생성 및 유지할 수 있다.
그리고, 타인에서 발치된 치아를 가공한 경우에도 면역 거부 물질을 처리함으로써 안전하게 치조골에 이식할 수 있다.
따라서, 종래의 발치후 버리던 치아를 자가골 이식과 동일한 기능과 효력을 갖는 골이식재로 가공할 수 있어서 치조골 이식의 안전성이 획기적으로 보장될 수 있다.

Claims (22)

  1. (a) 발치된 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단하는 단계;
    (b) 절단된 상기 치관의 결손 부위와 연조직을 제거하는 단계;
    (c) 상기 치관을 급속 냉동한 후 분쇄하여 평균입경 200 내지 1500 μm의 파우더로 만드는 단계;
    (d) 상기 파우더를 탈지하는 단계;
    (f) 상기 파우더를 탈수하는 단계; 및
    (h) 탈지 및 탈수된 상기 파우더를 멸균하여 골 이식재로 제조하는 단계;
    를 포함하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (b) 이후 상기 치관을 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  3. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (c)의 급속 냉동은 -160 내지 -210 ℃의 액화 질소로 상기 치관을 30 분 내지 2 시간 동안 급속 냉동하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  4. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (c)에서 만들어진 파우더를 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  5. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (c)의 파우더는,
    순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 1 세척단계, 과산화수소수를 세척액으로 하여 10 내지 30 분 동안 초음파 세척하는 제 2 세척단계 및 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 3 세척단계를 각 3 회씩 순차적으로 실시하고, 상기 과산화수소수의 농도는 5 내지 7 ％이고, 각 세척단계의 세척액 부피는 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피이고, 상기 세척액의 온도는 60 내지 80 ℃인 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  6. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (d)의 탈지는 클로로포름과 메탄올이 1 : 0.5 내지 2의 중량비로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3 내지 12 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  7. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (d)의 탈지 후 원심분리에 의하여 상기 파우더 내의 부유 지방을 제거하는 단계; 및
    상기 원심분리 후 증류수로 상기 파우더를 1 내지 2 시간 동안 세척하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  8. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (f)의 탈수는 중성 에틸알콜을 이용하여 30 분 내지 2 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  9. 청구항 1에 있어서,,
    상기 단계 (h) 이전에 상기 치근에서 생성되어 골 유도능이 보강된 첨가물을 상기 파우더와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  10. 청구항 9에 있어서,,
    상기 첨가물은 연조직을 제거한 치근을 탈수, 탈지 및 탈회하여 가공한 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  11. (a) 발치된 치아를 치관과 치근의 경계면에서 절단하는 단계;
    (b) 절단된 상기 치근의 연조직을 제거하는 단계;
    (c) 상기 치근을 급속 냉동한 후 분쇄하여 평균입경 200 내지 1500 μm의 파우더로 만드는 단계;
    (d) 상기 파우더를 탈지하는 단계;
    (e) 상기 파우더를 탈회하는 단계;
    (f) 상기 파우더를 탈수하는 단계;
    (g) 상기 파우더를 다시 탈지하는 단계; 및
    (h) 탈지 및 탈수된 상기 파우더를 멸균하여 골 이식재로 제조하는 단계;
    를 포함하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 이후 상기 치근을 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  13. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (c)의 급속 냉동은 -160 내지 -210 ℃의 액화 질소로 상기 치근을 30 분 내지 2 시간 동안 급속 냉동하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  14. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (c)에서 만들어진 파우더를 30 분 내지 2 시간 동안 증류수로 세척하여 오염물 및 잔여 연조직을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  15. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (c)의 파우더는,
    순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 1 세척단계, 과산화수소수를 세척액으로 하여 10 내지 30 분 동안 초음파 세척하는 제 2 세척단계 및 순수 또는 멸균증류수를 세척액으로 하여 5 내지 10 분 동안 초음파 세척하는 제 3 세척단계를 각 3 회씩 순차적으로 실시하고, 상기 과산화수소수의 농도는 5 내지 7 ％이고, 각 세척단계의 세척액 부피는 상기 파우더의 5 내지 10배의 부피이고, 상기 세척액의 온도는 60 내지 80 ℃인 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  16. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (d) 및 단계 (g)의 탈지는 클로로포름과 메탄올이 1 : 0.5 내지 2의 중량비로 혼합된 클로로포름 메탄올 용액에 의하여 3 내지 12 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  17. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (d)의 탈지 후 원심분리에 의하여 상기 파우더 내의 부유 지방을 제거하는 단계; 및
    상기 원심분리 후 증류수로 상기 파우더를 1 내지 2 시간 동안 세척하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  18. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (e)의 탈회는 파우더의 5 내지 10 배 부피의 0.1 내지 1.0 N 염산으로 10 분 내지 1 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  19. 청구항 11에 있어서,,
    상기 단계 (f)의 탈수는 중성 에틸알콜을 이용하여 30 분 내지 2 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 단계 (h) 이전에 상기 치관에서 생성되어 골 전도능이 보강된 첨가물을 상기 파우더와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 첨가물은 연조직을 제거한 치관을 탈수 및 탈지하여 가공한 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아를 이용한 골 이식재의 가공방법.
  22. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 청구항의 방법으로 가공됨을 특징으로 하는 골 이식재.
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