초록 ▼

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아파타이트의 Ca/P 비나 입자의 입상과 크기와 같은 물리적 특성， 결정성， 열적 안정성, 소결특성을 인위적으로 제어할 수 있는 제조공정을 확보하였고， 실제로 분말의 Ca/P 비 제어를 통해 수산화 아파타이트와 TCP 분율이 다른 소결체를 제조하여 임상적 평가를 시도하였다. 생역학적 신연 검사 및 현미경 검사상 치밀한 아파타이트 성형체는 2-4주에 염증반응이 나 이물반응 없이 골과 결합하였고 그 정도는 분말 조건과 소결 조건의 영향을 받았다. 기공 형상이나 기공율， 기공크기를 인위적으로 변화시킬 수 있는 다공질 아

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아파타이트의 Ca/P 비나 입자의 입상과 크기와 같은 물리적 특성， 결정성， 열적 안정성, 소결특성을 인위적으로 제어할 수 있는 제조공정을 확보하였고， 실제로 분말의 Ca/P 비 제어를 통해 수산화 아파타이트와 TCP 분율이 다른 소결체를 제조하여 임상적 평가를 시도하였다. 생역학적 신연 검사 및 현미경 검사상 치밀한 아파타이트 성형체는 2-4주에 염증반응이 나 이물반응 없이 골과 결합하였고 그 정도는 분말 조건과 소결 조건의 영향을 받았다. 기공 형상이나 기공율， 기공크기를 인위적으로 변화시킬 수 있는 다공질 아파타이트 제조공정 확보를 목표로 하여 직선형 다공질 아파타이트와 스폰지형 다공질 아파타이트를 개발하였다.
개발된 아파타이트 다공체는 이식후 4주면 활발한 골전도가 가능하였고 8주에는 골조직이 보다 성숙하였다. 기공 형상과 크기에 따라 신생골 형성의 양상도 차이가 있었다. 이식후 강도의 증가는 직선형 300μm에서 가장 우수하였고， 기공이 50 μm인 경우에도 직선형에서는 골전도가 가능하였다. 콜라겐 코팅을 통한 다공질 아파타이트/콜라겐 복합체를 제조하였다.
다양한 콜라겐의 코팅액을 제조하고 여러 다공질체 함침 방법을 시도한 후 코팅 양상을 확인하여 최적의 공정기술을 확보하였다. 다공체 제조 공정의 개선과 및 복합체 사용으로 이식 전후 시편의 강도 향상을 보였다. 스폰지형에서는 초기에 강도가 약하기는 하지만， 이식후 강도의 증가가 우수하고， 콜라겐 coating을 하는 장점이 없었다. 직선형의 경우는 초기 강도는 우수하나 이식후 강도의 증가는 스폰지형보다 적으며, 콜라겐 복합체들이 콜라겐이 없는 다공체보다 강도의 증가면에서는 우수하였으나 coating 방법에 따른 강도의 증가 차이는 비교적 적었다.

Abstract ▼

The biologic responses to the implants in human or experimental animals differ depending on types of materials used. The purpose of this research is to develope synthetic porous hydroxyapatite(HA) as bone substitute with high biocompatibility and good bioaffinity through process control and in-vivo

The biologic responses to the implants in human or experimental animals differ depending on types of materials used. The purpose of this research is to develope synthetic porous hydroxyapatite(HA) as bone substitute with high biocompatibility and good bioaffinity through process control and in-vivo test.
At first year, we investigated the properties of the HA powder and dense HA implants, synthesized with various starting Ca/P ratios and aging temperatures, and assessed the biocompatibility of the implants by histologic and biomechanical analyses. The change in the conditions of HA synthesis affected not only the characteristics of the powder, but also the body reaction to the HA implants. This study evaluated the biologic response to the dense synthetic HA implants, which were made in various synthetic conditions, and placed in corticocancellous defects of rabbits' long bone. The characteristics of HA powder and sintered body were significantly affected by starting Ca/P ratios. Bonding properties in terms of new bone formation and new bone ingrowth into resorbed surface of hydroxyapatite plate were also best with HA 1.67, 30°C.
Next study was about the optimum pore structure which could allow most rapid and secure bone conduction. We have developed porous HA with parallel cylindrical pores without interconnecting fenestration between adjacent pores to evaluate the actual effect of pore size on osteoconduction and investigated both the histological response and the reinforcing effects of bone ingrowth within porous HA implants depending on pore geometry. HA implants appear to have no early adverse effects, such as inflammation and foreign body reaction. The implants showed different histological changes depending on to pore geometry. Porous HA implanted into rabbits tibia showed biological fixation and osteointegration. In our study, a pore size of 300 ㎛ was most effective for bone ingrowth. At 50 ㎛ sized cylindrical pores, however, active osteoconduction was happened. In according to pore arrangement, the pattern of new bone formation was different and it may have influence on biomechanical strength. All four cylindrical type porous HA showed greater compressive strength than normal cancellous bone (7-8MPa) at pre- and post-implantation.
At last year, we studied to make porous HAl collagen composite to modify surface characteristics of HA for osteoconduction which may influence mechanical stability. Variable coating and preservation techniques have been used. And biologic response to the composite was tested by implantation to corticocancellous defects of rabbits' tibiae. Both pre- and post-implantation mechanical strength was higher than that of previous study. It was postulated that improvement of mechanical strength of implant was due to process control and collagen incorporation.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구개발 최종보고서 ... 3
• 제출문 ... 4
• 요약문 ... 5
• 영문요약문(SUMMARY) ... 8
• List of Tables ... 9
• List of Figures ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절. 연구개발의 목적 ... 14
• 제 2 절. 연구개발의 필요성 ... 15
• 제 3 절. 연구개발의 범위 ... 18
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 20
• 제 1 절. 아파타이트계 인공골 개발 현황 ... 20
• 제 2 절. 문헌 연구 ... 21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 34
• 제 1 절. 이론적, 실험적 접근 방법 ... 34
• 제 2 절. 연 구 내 용 ... 46
• 제 3 절. 연 구 결 과 ... 52
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 126
• 제 1 절. 연구목표 및 평가 착안점 ... 126
• 제 2 절. 연구개발목표의 달성도 ... 128
• 제 3 절. 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 130
• 제 5 장 연구개발결과의 활용성과 및 계획 ... 133
• 가. 계량적 성과 ... 133
• 나. 성과내용기술 ... 133
• 다. 활용계획 ... 135
• 제 6 장 기타 중요변경사항 ... 136
• 제 7 장 참고문헌 ... 137
• 최종보고서 요약 (초록) ... 139
• 끝페이지 ... 139