초록 ▼

본 연구는 poly(L-lactic acid) 생체분해성 고분자를 이용하여 bone screw를 제조하는 것이 목적이다. 분자량이 400,000g/mol인 poly(L-lactic acid)를 사용하여 사출기로 직경이 10mm인 rod를 제조하고 이를 60kg/cm²의 고압으로 고체상태에서 연신하는 solid state extrusion 방법으로 연신비별, 연신속도별로 실험을 행하였다. 그 결과 사출된 rod의 굽힘강력은 150-170Mpa이었는데 이를 solid state extrusion 방법을 이용하여 연신

본 연구는 poly(L-lactic acid) 생체분해성 고분자를 이용하여 bone screw를 제조하는 것이 목적이다. 분자량이 400,000g/mol인 poly(L-lactic acid)를 사용하여 사출기로 직경이 10mm인 rod를 제조하고 이를 60kg/cm²의 고압으로 고체상태에서 연신하는 solid state extrusion 방법으로 연신비별, 연신속도별로 실험을 행하였다. 그 결과 사출된 rod의 굽힘강력은 150-170Mpa이었는데 이를 solid state extrusion 방법을 이용하여 연신한 결과 굽힘강력이 250MPa인 rod를 제조하였다. Solid state extrusion시에 제조 온도별, 연신속도별로 제조하였다. 연신온도를 120-150℃ 에서 Solid extrusion실험을 행한 결과 온도가 140℃ 이상에서는 시료가 투명하지 못하고 표면이 매끄럽지 않았으며 가장 양호한 범위는 125-135℃이었다. 연신속도는 1-20mm/min으로 매우 저속에서 실험 한 결과 가장 양호한 범위는 1-10mm/min이었다. 10mm/min이상에서는 표면이 매끄럽지 못하였다. 질소분위기하에서 100-140℃ 에서 20시간동안 열처리한 결과 인장강력과 굽힘강력이 증가하였으며 결정화도 또한 증가하는 현상을 보였다. 침지시간이 증가함에 따라 분자량은 감소하며 또한 In-vitro 실험에서 12주까지에서는 굽힘강력은 큰 변화없이 일정한 값을 보였으며 결정화도는 증가하는 현상을 보였다. Solid state extrusion을 통하여 제조한 PLLA rod의 굽힘강력이 250MPa 이고, 인장강력이 260MPa이고, 직경이 4.6mm인 rod를 사용하여 PLLA bone screw를 제조하여 본 연구의 목표를 달성하였다. 특허를 2건 출원하였으며 향후에 한국고분자학회에 발표할 예정이다. 또한 SUS 316인 물성과 유사한 제품을 제조하기 위하여 poly(p-dioxanone)를 matrix로 사용하고 poly(L-lactide)를 필라멘트로 제조하고 이를 직물로 제조하고 강화재로 사용하여 poly(p-dioxanone)/poly(L-lactide) 직물 강화복합재료를 제조하고, 이를 이용하여 solid state extrusion을 행하여 고강력 고굽힘강력의 bone screw, bone plate, bone pin을 제조할 예정이다.
2000년 8월에는 세계특허 (Patent Cooperation Treaty)를 출원하고자 한다.

Abstract ▼

The goal of this project was to make the biodegradable bone screw with high tensile strength and high bending strength, using as poly(L-lactic acid)(PLLA). At first, PLLA rod with 10mm diameter was manufactured by injection machine at processing temperature 200℃. Solid state extrusion took experimen

The goal of this project was to make the biodegradable bone screw with high tensile strength and high bending strength, using as poly(L-lactic acid)(PLLA). At first, PLLA rod with 10mm diameter was manufactured by injection machine at processing temperature 200℃. Solid state extrusion took experimental as a function of draw ration, draw speed, and draw temperature under 60kg/cm² pressure. This results was showed that PLLA rod made by solid state extrusion system was bending strength 250MPa. It could be obtained that the optimal draw temperature and draw speed was 125~135℃, 1~10mm/min respectively. Also, the effects of annealing temperature of PLLA rod made by solid state extrusion was studied. The tensile strength, bending strength, and crystallinity were increased with annealing temperature. The goal properties of PLLA rod was accomplished. We also made the PLLA bone screw described as the proposal project. We applied two patents which were korea application number 10-1999-0038918 and 10-2000-0016448. In in-vitro experimental, viscosity average molecular weight, Mv was decreased, the bending strength and tensile strength were not changed, but crystallinity was increased with immersion time. We will proceed the project which is to improve the high tensile strength and bending strength PLLA bone fixation devices with the same level of sus316. The future project is to make the woven reinforced composite materials which is composed of poly(p-dioxanone)/poly(L-lactide)=matrix/woven reinforce materials. These woven reinforced sheets was high drawn by solid state extrusion systems.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 5
• Project Summery ... 6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 7
• 1-1. 총괄연구개 발의 필요성 ... 7
• 1-2. 총괄연구개발의 목표 및 범위 ... 8
• 1-3. 연구개발 추진체계 ... 9
• 1-4. 기대성과 및 활용방안 ... 11
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 12
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 14
• 3.1 결과 고찰 ... 14
• 3.2 결론 ... 19
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 20
• (1) 산업재산권 ... 20
• (2) 총괄연구개발과제의 목표달성도 ... 20
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 21
• (1) 연구종료 2년후 예상 연구성과 ... 21
• (2) 연구성과의 활용계획 ... 21
• 6. 첨부서류 ... 21
• 제 1 세부연구개발과제 연구결과 ... 22
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 23
• 2. 제1세부연구재발과제의 연구대상 및 방법 ... 25
• 3. 제1세부연구재발과제의 최종 연구개발결과 ... 27
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 29
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 33
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 33
• 7. 참고문헌 ... 34
• 제 2 세부연구개발과제 연구결과 ... 36
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 37
• 2. 제2세부연구재발과제의 연구대상 및 방법 ... 38
• 3. 제2세부연구재발과제의 최종 연구개발결과 ... 39
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 39
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 41
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 42
• 7. 참고문헌 ... 42
• 끝페이지 ... 42