일반기술

생체활성 표면을 갖는 Ｔｉ-소재 경조직 대체재료의제조방법

○ 기술발명의 목적: 생체활성 표면을 갖는 Ti-소재 경조직 대체재료의 제조 방법○ 기술 요약 및 특징: 본 발명은 열확산방법으로 생체활성 표면을 갖는 Ti-소재 경조직 대체재료의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 진공소결로 내에서 티타늄 또는 티타늄합금을 기재로 하여 하이드록시애퍼타이트 분말로 매몰시킨 다음, 불활성가스 또는 질소 분위기 하에서 열처리하여 Ca, P를 기재층으로 침투시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 고가의 설비에 의한 코팅방법에 비해 진공열처리 설비만으로도 제조할 수 있고, 또한 기재 내부로 Ca 또는 P가 침투하기 때문에 마모에 의해 Ti-Ca 또는 Ti-P층이 떨어져 나가지 않아 안정된 생체활성 피막을 제조할 수 있다.○ 색인어: 생체활성, Ti, Ti6Al4V, 경조직 대체재료, 하이드록시애퍼타이트본 발명의 생체활성 표면을 갖는 Ti-소재 경조직 대체재료의 제조방법은 진공소결로 내에서 티타늄 또는 티타늄 합금을 기재층으로 침투시키는 것을 특징으로 한다.본 발명에서 사용된 방법과 같이, 매식체 표면에 뼈 등의 생체 경조직 중의 무기성분의 주요 구성화합물인 애퍼타이터와 같은 생체 친화성이 우수한 물질을 피복시키면, 매식 체와 뼈와의 초기고정이 촉진된다. 또한 열처리에 의해 표면층 뿐 아니라, 티타늄 또는 티타늄합금 조직이 느슨해지는 틈 사이로 Ca, P와 같은 뼈 유사성분이 침투하기 때문에 마모에 의해 Ti-Ca 또는 Ti-P층이 떨어져 나가지 않아 안정된 생체활성 피막으로의 사용이 가능하다.이하, 하기 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.<제조예 1> 하이드록시애퍼타이트(HA)의 제조시약급 질산칼슘 4수화물(Ca(NO 3 ) 2 •4H 2 O, 덕산), 인산수소암모늄((NH 4 ) 2 HPO 4 , 오사까, 일본)을 Ca/P몰비가 1.67인 조건에서 암모니아수를 이용하여 pH를 7로 만든 후, 30℃를 유지하면서 10시간 동안 교반시켰다. 얻어진 분말을 감압여과하면서 3회 이상 세척한 후, 100℃ 건조기에서 24시간 건조시켜 하이드록시애퍼타이트를 제조하였다.제조된 하이드록시애퍼타이트를 FT-IR(니콜렛, 프랑스), XRD(리가꾸, D/MAX-ⅢA, 일본)를 이용하여 상용화된 하이드록시애퍼타이트(와꼬, 일본)와 비교한 결과, 하이드록시애퍼타이트(HA) 고유의 피크들을 확인할 수 있었다.<제조예 2> 진공소결로 제작하이드록시애퍼타이트(HA) 내에 매몰된 티타늄 소재의 상변태온도 이상으로 열처리(1200℃ 이상)가 가능하고, 진공, 아르곤 및 질소 가스 투입이 가능하며, 설 정된 온도까지 상승시간과 그 온도 유지시간을 변경할 수 있는 온도제어장치를 구비한 진공소결로를 제작하였다. 가열로는 원통형의 알루미나를, 시편용기는 카본을 사용하여 열처리시 노내분위기에서 발생할 수 있는 화학적 변화를 최소화하였다.<실시예 1> 순수티타늄-기재 매식체의 제조순수티타늄을 기재로 하여 하이드록시애퍼타이트(HA) 분말에 매몰시키고, 진공소결로에서 10 -3 토르까지 진공형성 후, 아르곤 가스 분위기하에서, 800℃, 850℃, 900℃에서 각각 1시간 동안 열처리하여 순수티타늄-기재 매식체를 제조하였다.