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KR102078331B1 - Method for coating bioceramic on a titanium implant surface and titanium implant prepared by the method - Google Patents

Method for coating bioceramic on a titanium implant surface and titanium implant prepared by the method Download PDF

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KR102078331B1
KR102078331B1 KR1020180003849A KR20180003849A KR102078331B1 KR 102078331 B1 KR102078331 B1 KR 102078331B1 KR 1020180003849 A KR1020180003849 A KR 1020180003849A KR 20180003849 A KR20180003849 A KR 20180003849A KR 102078331 B1 KR102078331 B1 KR 102078331B1
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Abstract

본 발명은 임플란트 소재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 임플란트에 관한 것으로, 구체적으로 티타늄 임플란트 표면에 바이오 세라믹을 코팅하는 방법 및 이에 따라 제조된 티타늄 임플란트에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 임플란트 소재의 제조방법에 따르면 임플란트 기재와 바이오 세라믹 입자 사이에 이산화티타늄 박막을 형성하고, 이산화티타늄 입자를 분산 및 도포하여, 임플란트 기재와 바이오 세라믹 입자의 계면밀착성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a method for manufacturing an implant material and an implant prepared accordingly, and more particularly, to a method for coating a bio ceramic on the surface of a titanium implant and a titanium implant prepared accordingly.
In particular, according to the manufacturing method of the implant material of the present invention, a thin film of titanium dioxide is formed between the implant base material and the bio ceramic particles, and titanium dioxide particles are dispersed and applied to increase the interface adhesion between the implant base material and the bio ceramic particles. It works.

Description

티타늄 임플란트 표면에 바이오 세라믹을 코팅하는 방법 및 이에 따라 제조된 티타늄 임플란트{Method for coating bioceramic on a titanium implant surface and titanium implant prepared by the method}Method for coating bioceramic on a titanium implant surface and titanium implant prepared by the method

본 발명은 임플란트 소재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 임플란트에 관한 것으로, 구체적으로 티타늄 임플란트 표면에 바이오 세라믹을 코팅하는 방법 및 이에 따라 제조된 티타늄 임플란트에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an implant material and an implant prepared accordingly, and more particularly, to a method for coating a bio ceramic on the surface of a titanium implant and a titanium implant prepared accordingly.

최근 고령화 사회의 진전에 따라 골다공증과 같은 질환이나, 자동차 사고 등에 의해 골 결손부를 수복해야 하는 경우가 늘어나고 있다. 종래에는 이러한 경우, 환자 자신의 체내에서 다른 정상부위의 뼈를 채취하여 그 결손부에 이식하는 자가골 이식(autograft)과 다른 사람의 동종골을 이식하는 동종골 이식(homograft) 방법이 행해져 왔다.Recently, with the progress of the aging society, there is an increasing number of cases in which bone defects need to be repaired due to diseases such as osteoporosis or car accidents. Conventionally, in such a case, autografts for collecting bones of other normal parts from the patient's own body and transplanting them to the defects, and homograft methods for transplanting allogeneic bones of others have been performed.

그러나, 자가골 이식은 치료할 부분 이외의 정상부위를 손상시킨다는 결점이 있었으며, 동종골 이식 방법은 면역반응이나 감염 등과 같은 문제가 발생하였다.However, there was a drawback that autologous bone graft damages normal areas other than the area to be treated, and allogeneic bone graft methods have problems such as an immune response or infection.

이러한 자가골 이식 또는 동종골 이식의 문제점을 극복하기 위한 방법으로 여러 가지 인공 재료를 사용하는 타종골 이식(allograft)이 있으며, 이 목적으로 사용되는 재료를 생체재료라 한다.As a method for overcoming the problem of autologous bone graft or allograft graft, there is an allograft using various artificial materials, and the material used for this purpose is referred to as a biomaterial.

최근 타종골 이식 분야에서 가장 큰 관심은 치료 기간의 단축이며, 치료기간을 단축하는데 가장 중요한 요소는 골유착을 조기에 얻고 유지하는 것이다. Albrektsson 등에 따르면, 성공적인 골 유착을 얻기 위한 요소로서 임플란트의 생체적합성, 디자인, 표면상태, 식립부의 상태, 외과적 수술 방법, 생체 이식 이후 치유 기간의 하중 조절의 6 가지를 제시하였다.In the field of grafting bones in recent years, the biggest concern is the shortening of the treatment period, and the most important factor in shortening the treatment period is obtaining and maintaining bone adhesion early. According to Albrektsson et al., Six factors of biocompatibility of the implant, design, surface condition, implantation condition, surgical operation method, and load control during the healing period after biotransplantation were suggested as factors for obtaining a successful bone adhesion.

상용화된 대다수의 생체재료는 생체적합도가 높고, 골의 치유, 생성, 유지에 적합한 표면을 가지고 있다고 여겨지고 있으나, 불리한 골 상태를 완전히 극복할 수 있는 생체재료는 나오지 않고 있다. 따라서, 앞으로도 생체재료의 표면에 관한 더 깊은 연구가 필요한 실정이다.Most commercially available biomaterials are considered to have high biocompatibility and have a surface suitable for healing, production, and maintenance of bone, but no biomaterial capable of completely overcoming adverse bone conditions has not emerged. Therefore, further studies on the surface of biomaterials are needed in the future.

한편, 생체재료에서 표면 처리를 하는 목적은 1) 표면적을 증가시켜 매식 직후에 골과 생체재료 사이에 더 나은 기계적인 고정을 얻고, 2) 혈병(blood clot)을 잘 유지할 수 있는 표면 형태를 제공하며, 3) 골 치유 과정을 촉진하는 표면 형태를 제공하는 것이다.On the other hand, the purpose of surface treatment in biomaterials is to 1) increase the surface area to obtain a better mechanical fixation between bone and biomaterial immediately after implantation, and 2) to provide a surface shape that can maintain blood clots well 3) to provide a surface shape that promotes the bone healing process.

상용화된 티타늄의 표면처리 방법은 절삭(가공)처리, 플라즈마 도포, 분사처리, 산 부식 등의 형태로 적용중이다.The surface treatment method of commercialized titanium is being applied in the form of cutting (processing) treatment, plasma application, spray treatment, and acid corrosion.

먼저, 절삭(가공)처리(Machined surface, Turned surface) 방법은 티타늄이 낮은 비중을 가지고 있고, 용융점이 높아 주조가 어려워 원하는 형태로 가공하기 위해서 선반 가공(milling)을 이용하게 되는데, 이때 표면에서는 절삭 기구에 의해 규칙적인 구(groove)가 발생한다. 최근까지 사용되고 있는 나사형(screw type), 치근형 임플란트인 Branemark implant 의 표면으로 1965년에 개발되어 임상에 적용되기 시작했다.First, in the machining (turned surface) method, titanium has a low specific gravity, and because of its high melting point, it is difficult to cast, so milling is used to process the desired shape. Regular grooves are generated by the mechanism. The surface of the Branemark implant, a screw-type and root-type implant that has been in use until recently, was developed in 1965 and began to be applied to clinical trials.

티타늄 플라즈마 도포(TPS, Titanium plasma spraying)는 아르곤 가스가 채워진 기계 내부에서 고온 용융된 티타늄 입자를 노즐로 분출하여 빠른 속도로 티타늄의 표면에 분사한다. 티타늄 플라즈마 도포 방식은 표면적을 증가시킬 수 있어 초기 고정이 우수하고 골유착이 향상되는 결과를 보고하였다. 그러나 임플란트 매식과 그 이후 표면입자가 떨어져 나오거나 거친 표면에서 Ti 이온 누출(ion leakage)이 일어나 이후 개발된 다른 거친 표면에 비해 골유착의 양이 작다는 보고가 있다. 또한 구강 내로 노출될 경우 치태 침착이 현저하여 임플란트 주위염의 원인이 되기도 한다. Titanium plasma spraying (TPS) sprays hot melted titanium particles inside a machine filled with argon gas with a nozzle and sprays it onto the surface of titanium at a high speed. Titanium plasma coating method can increase the surface area, so the initial fixation is excellent and the results of improving bone adhesion are reported. However, it has been reported that the implant implantation and subsequent surface particles fall off or Ti ion leakage occurs on the rough surface, resulting in a smaller amount of bone adhesion than other rough surfaces developed later. In addition, when exposed to the oral cavity, plaque deposition is remarkable, which may cause peri-implantitis.

수산화인회석 플라즈마 도포(HA plasma sprayed surface) 방법의 경우, HA(hydroxyapatite)는 티타늄에 비해 초기 골 반응이 매우 우수하나 기능 부하에 파절되는 단점이 있어 티타늄에 플라즈마 도포 방법으로 피복하는 방법이 사용되어 왔다. HA 코팅 임플란트는 결손부가 큰 곳이나 상악구치부, 이식골 등 골질이 불량한 곳에서도 골유착의 성공률이 높은 것으로 보고되었다. 그러나 시간이 지나 기능 부하가 가해지면서 수산화인회석이 흡수되거나 임플란트 표면에서 떨어져나와 골접촉률이 감소되거나 주변 골 흡수가 발생하는 등 문제가 발생하였다. In the case of the HA plasma sprayed surface (HA plasma sprayed surface) method, HA (hydroxyapatite) has a superior initial bone reaction compared to titanium, but has a disadvantage of breaking the functional load, so a method of coating with titanium as a plasma coating method has been used. . It has been reported that HA-coated implants have a high success rate of bone adhesion even in areas with large defects, maxillary molars, and poor bone quality, such as graft bones. However, as the functional load was applied over time, problems occurred, such as absorption of hydroxyapatite or dropping off the surface of the implant, resulting in a decrease in bone contact rate or absorption of surrounding bone.

분사처리 표면(Blasted surface) 방법은 다양한 직경(25-250㎛)의 거친 입자들을 티타늄 표면에 분사하여 표면을 떼어내는 제거 과정(substractive process)이다. The blasted surface method is a substractive process in which coarse particles of various diameters (25-250 µm) are sprayed onto a titanium surface to detach the surface.

이와 관련하여, 티타니아를 티타늄 표면에 분사처리 하는 방법만으로는 요구되는 표면 거칠기를 충족시키지 못하기 때문에 알루미나(Al2O3)를 이용하는 방법도 시도되고 있다.In this regard, a method of using alumina (Al 2 O 3 ) has also been attempted because the method of spraying titania onto a titanium surface does not satisfy the required surface roughness.

그러나 알루미나를 이용하는 방법은 표면거칠기를 증가시킬 수 있는 장점이 있으나, 임플란트의 표면에 존재하는 알루미나의 생체에 대한 영향이 아직 완전하게 규명되지 않았으므로 실제로 임상에서 많이 사용되지는 않고 있다.However, the method using alumina has the advantage of increasing the surface roughness, but the effect of alumina on the surface of the implant has not yet been fully investigated, so it is not widely used in clinical practice.

한편, 티타늄의 표면에 자연적으로 생성되는 얇은 티타니아막은 수산화아파타이트가 티타늄의 표면에 코팅되는 과정에서 티타늄과 수산화아파타이트간의 접착강도(계면밀착성)를 증가시켜주기는 하나, 두께가 매우 얇기 때문에 접착강도를 충분히 유지하도록 하지 못하는 단점이 있다.On the other hand, a thin titania film naturally generated on the surface of titanium increases the adhesion strength (interface adhesion) between titanium and apatite in the process of coating the surface of titanium with titanium hydroxide, but because the thickness is very thin, the adhesion strength is increased. It has the disadvantage of not being able to maintain enough.

한국 등록특허 제10-0953126호Korean Registered Patent No. 10-0953126

금속 티타늄(임플란트 기재)과 바이오 세라믹(수산화아파타이트)간의 접착강도를 증가시킬 수 있는 임플란트 소재에 바이오 세라믹을 코팅하는 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method of coating bioceramic on an implant material capable of increasing the adhesion strength between metal titanium (implant base material) and bioceramic (apatite hydroxide).

아울러, 이에 따라 제조된 임플란트 소재를 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide an implant material manufactured accordingly.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명의 일 실시예에서,In one embodiment of the invention,

티타늄 전구체를 포함하는 혼합용액을 임플란트 기재 표면에 도포 및 열처리하여 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계;Forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film by applying and heat-treating a mixed solution containing a titanium precursor on the surface of the implant substrate;

이산화티타늄 박막이 형성된 임플란트 기재 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계; 및Dispersing and coating titanium dioxide (TiO 2 ) particles on the surface of the implant substrate on which the titanium dioxide thin film is formed; And

이산화티타늄(TiO2) 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포하는 단계; 를 포함하는 임플란트 소재의 제조방법을 제공한다.Dispersing and coating bio-ceramic particles on a part or all of the surface of titanium dioxide (TiO 2 ) particles; It provides a method of manufacturing an implant material comprising a.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, In addition, in one embodiment of the present invention,

티타늄 또는 티타늄 합금 기재;Titanium or titanium alloy substrates;

티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 형성된 이산화티타늄(TiO2) 박막; 및A titanium dioxide (TiO 2 ) thin film formed on the surface of a titanium or titanium alloy substrate; And

이산화티타늄 박막 표면에 분산되어 형성되며, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자를 함유하는 입자층; 을 포함하며,A particle layer formed on a surface of the titanium dioxide thin film and containing titanium dioxide particles and bio ceramic particles; It includes,

상기 입자층은The particle layer

이산화티타늄 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 임플란트 소재를 제공한다.It provides an implant material characterized in that the bio-ceramic particles are attached to part or all of the titanium dioxide particle surface.

본 발명의 일 실시예의 임플란트 소재의 제조방법에 따르면, 티타늄 임플란트 표면에 이산화티타늄 박막과 이산화티타늄 입자를 각각 코팅한 후에 바이오 세라믹 입자를 코팅함으로써, 상기 티타늄 임플란트와 바이오 세라믹 입자의 계면밀착성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the method of manufacturing the implant material of one embodiment of the present invention, by coating the titanium dioxide thin film and the titanium dioxide particles on the surface of the titanium implant, respectively, and then coating the bio ceramic particles to increase the interfacial adhesion between the titanium implant and the bio ceramic particles It has the effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 소재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 임플란트 소재의 제조방법에 따라 제조되는 임플란트 소재를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3는 금속 티타늄의 SEM 이미지(×10,000)를 나타내는 사진으로, (a)는 티타늄을 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면, (b)는 TTIP 1차 코팅 3회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면을 나타낸다.
도 4은 티타늄을 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.
도 5는 TTIP 1차 코팅 3회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.
도 6는 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 이다.
도 7은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 사진이다.
도 8은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회, 3차코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 이다.
도 9은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회, 3차코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.
도 10는 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 3회, 3차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 이다.
도 11은 TTIP 코팅 유무에 따른 티타늄 금속과 TiO2 입자의 계면밀착성을 비교하기 위한 사진이다.
1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing an implant material according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a schematic view of an implant material manufactured according to the method for manufacturing an implant material of the present invention.
3 is a photograph showing an SEM image (× 10,000) of metallic titanium, (a) is the surface when titanium is heat-treated at 550 ° C. for 1 hour, and (b) is TTIP primary coating 3 times and then at 550 ° C. for 1 hour. It shows the surface when heat treated.
4 shows the EDS data of the surface when the titanium was heat treated at 550 ° C. for 1 hour.
FIG. 5 shows EDS data of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating.
FIG. 6 is a photograph ((a) × 10,000, (b) × 50,000) showing the SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating and 1 time of secondary coating.
FIG. 7 is a photograph showing EDS data on the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating and 1 time of secondary coating.
8 is a photograph showing a SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP 1st coating, 1 time of 2nd coating, and 1 time of 3rd coating ((a) × 10,000, (b) × 50,000 ) to be.
9 shows EDS data of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating, 1 time of secondary coating, and 1 time of tertiary coating.
Figure 10 is a photograph showing the SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C for 1 hour after 3 times of TTIP, 3 times of 2nd coating, and 1 time of 3rd coating ((a) × 10,000, (b) × 50,000 ) to be.
11 is a photograph for comparing the interfacial adhesion between titanium metal and TiO 2 particles according to the presence or absence of TTIP coating.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

본 발명은 임플란트 기재와 바이오 세라믹간의 접착강도를 증가시킬 수 있는 임플란트 소재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 임플란트에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an implant material capable of increasing the adhesive strength between the implant base material and the bio ceramic, and an implant manufactured accordingly.

특히, 본 발명의 임플란트 소재의 제조방법에 따르면 임플란트 기재와 바이오 세라믹 입자 사이에 이산화티타늄 박막과 이산화티타늄 입자를 형성하는 단계를 포함하여, 티타늄 임플란트와 바이오 세라믹 입자의 계면밀착성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, according to the method of manufacturing the implant material of the present invention, including the step of forming a titanium dioxide thin film and titanium dioxide particles between the implant base material and the bioceramic particles, the effect of increasing the interfacial adhesion between the titanium implant and the bioceramic particles There is.

본 발명에서, 임플란트 소재의 제조방법이라 함은 임플란트 기재 표면에 바이오 세라믹을 형성하는 방법을 의미하는 것으로, 구체적으로는 티타늄 또는 티타늄 합금의 임플란트 기재 표면에 바이오 세라믹 입자를 형성 또는 코팅하는 방법을 의미한다. 이하에서는 티타늄 또는 티타늄 합금의 임플란트 소재를 티타늄 임플란트와 혼용할 수 있다.In the present invention, the method of manufacturing an implant material means a method of forming bioceramics on the surface of an implant base material, and specifically, a method of forming or coating bioceramic particles on the surface of an implant base material of titanium or titanium alloy. do. Hereinafter, an implant material of titanium or a titanium alloy may be mixed with a titanium implant.

한편, 이하에서 '코팅'은 기재의 표면에 박막 또는 입자 등을 덮어 씌우는 것을 의미할 수 있으며, 상기 박막 재료 또는 혼합용액 또는 입자가 분산되어 있는 용액 등을 분산 및 도포하는 의미일 수 있다.Meanwhile, hereinafter, 'coating' may mean covering a thin film or particles on the surface of a substrate, and may mean dispersing and coating the thin film material or a solution in which the mixed solution or particles are dispersed.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 임플란트 소재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing an implant material according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail below with reference to FIG. 1.

본 발명은 일 실시예에서,The present invention in one embodiment,

(a) 티타늄 전구체를 포함하는 혼합용액을 임플란트 기재 표면에 도포 및 열처리하여 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계 (S100);(A) forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film by applying and heat-treating a mixed solution containing a titanium precursor on the surface of the implant substrate (S100);

(b) 이산화티타늄 박막이 형성된 임플란트 기재 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계 (S200); 및(b) dispersing and coating titanium dioxide (TiO 2 ) particles on the surface of the implant substrate on which the titanium dioxide thin film is formed (S200); And

(c) 이산화티타늄(TiO2) 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포하는 단계 (S300); 를 포함하는 임플란트 소재의 제조방법을 제공한다.(c) dispersing and applying bio-ceramic particles to a part or all of the titanium dioxide (TiO 2 ) particle surface (S300); It provides a method of manufacturing an implant material comprising a.

먼저, 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계(S100)를 상세하게 설명하도록 한다.First, the step (S100) of forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film will be described in detail.

티타늄 임플란트 표면에 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계는 졸겔(sol-gel)법을 이용해 본 단계에 따른 도막을 형성할 수도 있다. 구체적으로, 임플란트 기재 상에 형성하고자 하는 재료의 전구체에 해당되는 물질이 포함된 졸 용액에 임플란트 기재를 침지시킨 후, 숙성, 건조 및 열처리하는 단계를 수행하여 박막을 형성하는 것을 의미한다.In the step of forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film on the surface of the titanium implant, a coating film according to this step may be formed using a sol-gel method. Specifically, after immersing the implant substrate in a sol solution containing a material corresponding to the precursor of the material to be formed on the implant substrate, it means that a thin film is formed by performing the steps of aging, drying and heat treatment.

이 외에도 후술하게 되는 에어로졸 데포지션(aerosol deposition, AD), 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이드(doctor blade), 건식 디핑(dry dipping), 수열(hydro thermal) 반응, 스프레이법(plasma spraying) 또는 이온빔 증착법(ion beam deposition) 등을 수행하여 박막을 형성할 수 있다.In addition, aerosol deposition (AD), spin coating, dip coating, doctor blade, dry dipping, hydro thermal reaction, which will be described later, A thin film may be formed by performing a plasma spraying method or an ion beam deposition method.

본 발명의 일 실시예에서, 용매에 티타늄 전구체를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 혼합용액을 초음파로 분산시키는 단계; 및 초음파로 분산시킨 혼합용액을 임플란트 기재 표면에 분산 및 도포하여 건조하는 단계; 를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, mixing a titanium precursor in a solvent to prepare a mixed solution; Dispersing the mixed solution by ultrasonic waves; And dispersing and coating the mixed solution dispersed by ultrasonic waves on the surface of the implant base material and drying. It may include.

티타늄 전구체로는 티타늄 금속 원소를 포함하는 할로겐화물 (halide), 티타늄 금속 질산염 (nitrate), 티타늄 금속 황산염 (sulfate), 티타늄 금속 아세테이트 (acetate), 티타늄 금속 카르보닐, 티타늄 금속 알콕사이드와 같은 금속 염, 또는 이들의 수화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, Ti(OCH(CH3)2)4, Ti(OBu)4, TiCl4(Titanium tetrachloride), (C4H9O)4Ti, Ti(OCH2CH3)4, ((CH3)2CHO)2Ti(C5H7O2)2, Ti(OC2H5)4, Ti(OCH3)4, Ti(C5H7O2)2 및 TiOSO4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 TTIP(Titanium(Ⅳ) isopropoxide, Ti(OCH(CH3)2)4)가 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Titanium precursors include metal salts such as halides containing titanium metal elements, titanium metal nitrates, titanium metal sulfates, titanium metal acetates, titanium metal carbonyls, and titanium metal alkoxides, Or hydrates thereof. Specifically, Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 , Ti (OBu) 4 , TiCl 4 (Titanium tetrachloride), (C 4 H 9 O) 4 Ti, Ti (OCH 2 CH 3 ) 4 , ((CH 3 ) 2 CHO) 2 Ti (C 5 H 7 O 2 ) 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (C 5 H 7 O 2 ) 2 and TiOSO 4 It may be one or more, preferably, TTIP (Titanium (IV) isopropoxide, Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 ) may be used, but is not limited thereto.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용매는 알코올계 용매로 티타늄 전구체 내의 H2O 등을 제거할 수 있도록 무수알코올, 일 예로 무수에탄올을 사용할 수 있다. 특히, 티타늄 전구체가 H2O 와 접촉하게 되면, 나노크기의 TiO2 의 입자를 생성하여 용액이 현탁액이 되므로, 무수알코올을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, as the solvent used in the present invention, anhydrous alcohol, for example, anhydrous ethanol, may be used to remove H 2 O and the like in the titanium precursor as an alcohol-based solvent. Particularly, when the titanium precursor comes into contact with H 2 O, it is preferable to use anhydrous alcohol because the solution becomes a suspension by generating nano-sized TiO 2 particles.

이때, 용매 100 부피부에 대하여, 티타늄 전구체는 5 내지 30 부피부로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 용매 100 부피부에 대하여, 7 내지 27 부피부, 10 내지 20 부피부로 혼합될 수 있으며, 일 예로, 10 부피부를 혼합할 수 있다.At this time, with respect to 100 parts by volume of the solvent, the titanium precursor may be mixed with 5 to 30 parts by volume, preferably with respect to 100 parts by volume of the solvent, 7 to 27 parts by volume, 10 to 20 parts by volume, For example, 10 parts by volume may be mixed.

참고로, 티타늄 전구체가 5 부피부 미만인 경우 용매 대비 티타늄 전구체의 양이 너무 적어 티타늄 임플란트 표면에 치밀한 박막을 형성할 수 없으며, 30 부피부를 초과하는 경우, 용매 대비 티타늄 전구체의 혼합 양이 너무 많아 이산화티타늄 박막층이 너무 두꺼워져 코팅 표면에 균열 및 박리현상 등의 문제가 발생할 수 있다.For reference, when the titanium precursor is less than 5 parts by volume, the amount of the titanium precursor relative to the solvent is too small to form a dense thin film on the surface of the titanium implant, and when it exceeds 30 parts by volume, the mixing amount of the titanium precursor relative to the solvent is too large. The titanium dioxide thin film layer becomes too thick, which may cause problems such as cracking and peeling on the coating surface.

아울러, 혼합용액을 초음파로 분산시켜 분산성을 향상시킬 수 있으며, 이는 티타늄 임플란트를 상기의 혼합용액에 침지할 때도 분산성을 유지하기 위하여 초음파 처리를 수행할 수 있다.In addition, it is possible to improve the dispersibility by dispersing the mixed solution by ultrasonic waves, which may be performed by ultrasonic treatment to maintain dispersibility even when the titanium implant is immersed in the mixed solution.

특히, 임플란트 기재를 혼합용액에 침지할 때, 1mm/sec 속도로 하강 및 상승 속도를 유지할 수 있으며, 침지시간은 10sec 를 유지할 수 있다.Particularly, when the implant substrate is immersed in the mixed solution, the descending and rising speeds can be maintained at a rate of 1 mm / sec, and the immersion time can be maintained at 10 sec.

침지가 완료된 임플란트 기재는 상온에서 10분간 방치하여 자연건조를 진행하고, 100 내지 200℃의 오븐에서 약 20 내지 30 분 동안 열처리하여 건조를 진행할 수 있다.The immersed implant substrate can be left to stand for 10 minutes at room temperature to proceed with natural drying, and heat-treated in an oven at 100 to 200 ° C for about 20 to 30 minutes to proceed with drying.

이러한 코팅과정은 1 내지 5회 반복할 수 있으나, 더 두꺼운 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하기 위하여 2 내지 5회 또는 3 내지 5회 반복해서 진행하는 것이 바람직하다.This coating process may be repeated 1 to 5 times, but it is preferable to proceed 2 to 5 times or 3 to 5 times repeatedly to form a thicker titanium dioxide (TiO 2 ) thin film.

한편, 티타늄 임플란트 또는 임플란트 기재는 생체 임플란트용 티타늄 기재를 의미하는 것으로, 티타늄 또는 티타늄 합금 기재일 수 있다.Meanwhile, the titanium implant or the implant substrate means a titanium substrate for a bio-implant, and may be a titanium or titanium alloy substrate.

다음으로, 이산화티타늄 박막이 형성된 티타늄 임플란트 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계(S200)를 상세히 설명하도록 한다.Next, the step (S200) of dispersing and applying titanium dioxide (TiO 2 ) particles on the surface of the titanium implant on which the titanium dioxide thin film is formed will be described in detail.

한편, 이산화티타늄 박막이 형성된 티타늄 임플란트 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자 코팅(분산 및 도포)은 에어로졸 데포지션(aerosol deposition, AD), 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이드(doctor blade), 건식 디핑(dry dipping), 수열(hydro thermal) 반응, 졸겔(sol-gel)법, 스프레이법(plasma spraying) 또는 이온빔 증착법(ion beam deposition)을 통해 수행될 수 있다.On the other hand, titanium dioxide (TiO 2 ) particle coating (dispersion and application) on the surface of a titanium implant with a titanium dioxide thin film formed is aerosol deposition (AD), spin coating, dip coating, doctor It can be performed through a blade (doctor blade), dry dipping, hydro thermal reaction, sol-gel method, spray method (plasma spraying) or ion beam deposition.

구체적으로, 에어로졸 데포지션(aerosol deposition, AD)을 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자를 코팅하는 경우에는, 진공 챔버에서 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자를 임플란트 기재 상에 분무해 입자와 기판 사이의 강한 충돌에 의하여 입자층을 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 입자층은 나노 입도를 가지는 결정 입자와 비정질상이 혼재된 미세 구조를 나타내는데, 이러한 입자층의 생체 친화성 및 체내 안정성을 보다 향상시키기 위해 입자층 형성 후에 필요에 따라 로(furnace)에서 열처리하거나 상기 열처리 보다 낮은 온도에서 수열 처리하는 단계를 추가로 수행하여 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자의 결정성을 향상시킬 수 있다.Specifically, between the aerosol to the position (aerosol deposition, AD) the use of titanium dioxide (TiO 2) in the case of coating the particle, with a vacuum chamber of titanium dioxide (TiO 2) by spraying the particles onto the implant base material particles and the substrate The particle layer is formed by a strong collision. The particle layer thus formed exhibits a fine structure in which crystalline particles having nano-particle sizes and an amorphous phase are mixed, and in order to further improve the biocompatibility and stability in the body of the particle layer, after formation of the particle layer, heat treatment is performed in a furnace or as necessary. It is possible to improve the crystallinity of the titanium dioxide (TiO 2 ) particles by additionally performing a step of hydrothermal treatment at a lower temperature.

아울러, 슬러리를 이용해 상기 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자를 코팅하는 경우에는, 상기 슬러리를 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이드(doctor blade) 등의 공지의 용액 코팅법으로 임플란트 기재 상에 도포한 후 건조하는 과정을 거쳐 본 단계를 수행할 수 있으며, 이때, 보다 균일한 입자층 두께의 형성 및 입자층 두께 조절이 필요하다면 상기한 코팅 과정을 복수회 실시할 수 있고, 필요에 따라서는 해당 입자 분해 온도 미만의 온도에서 열처리하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.In addition, when using the slurry to coat the titanium dioxide (TiO 2 ) particles using the above, a known solution coating method, such as spin coating, spin coating, dip coating, doctor blade, etc. This step can be carried out through a process of drying after being applied onto an implant substrate, and at this time, the above-described coating process may be performed multiple times if more uniform particle layer thickness formation and particle layer thickness control are required. Depending on, it may further perform the step of heat treatment at a temperature below the corresponding particle decomposition temperature.

본 단계를 수행하기 위한 또 다른 방법으로는, 임플란트 기재를 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자에 건식 디핑(dry dipping)한 상태에서 가열하여 임플란트의 금속 기재가 용융되면서 임플란트 기재의 표면에 세라믹 생체재료가 코팅되도록 하는 방법이 있다.As another method for performing this step, a ceramic biomaterial is placed on the surface of the implant substrate while the metal substrate of the implant is melted by heating in a dry dipping state to titanium dioxide (TiO 2 ) particles using the implant substrate. There is a way to ensure that the coating.

또한, 수열(hydro thermal) 반응을 이용해 본 단계를 수행하는 것도 가능한데, 이는 이용해 이산화티타늄(TiO2) 입자를 염산 등 의 산 수용액에 용해시켜 얻어진 용액에 임플란트 기재를 투입한 후 수열 반응을 일으켜 세라믹 생체재료를 임플란트 기재 표면에 코팅하는 방법이다.In addition, it is also possible to perform this step by using a hydrothermal reaction, which is performed by dissolving titanium dioxide (TiO 2 ) particles in an aqueous solution of acid such as hydrochloric acid to insert an implant substrate into a solution obtained and then causing a hydrothermal reaction to generate ceramics. It is a method of coating a biomaterial on the surface of an implant substrate.

한편, 전술한 코팅 방법들 중에서 임플란트 기재와 이산화티타늄 입자와 높은 계면 접착력을 가지고 균일한 두께의 형성 및 입자층의 두께를 조절할 수 있는 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating) 또는 닥터 블레이드(doctor blade) 를 이용하여 코팅할 수 있으며, 바람직하게는 딥 코팅을 이용하여 코팅할 수 있다.On the other hand, spin coating, dip coating, or doctor blade (which can control the thickness of the particle layer and the formation of a uniform thickness with high interfacial adhesion between the implant substrate and the titanium dioxide particles among the above-mentioned coating methods) It can be coated using a doctor blade), preferably can be coated using a dip coating.

구체적으로, 이산화티타늄 박막이 형성된 임플란트 기재 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계는Specifically, the step of dispersing and coating the titanium dioxide (TiO 2 ) particles on the surface of the implant substrate on which the titanium dioxide thin film is formed is

이산화티타늄 입자 및 분산제를 용매에 투입하고, 초음파를 인가하여, 산화티타늄 입자가 분산된 용액을 제조하는 단계; 및 용액을 이산화티타늄 박막이 형성된 티타늄 임플란트 표면에 분산 및 도포하여 건조하는 단계; 를 포함할 수 있다.Preparing a solution in which titanium dioxide particles are dispersed by adding titanium dioxide particles and a dispersant to a solvent and applying ultrasonic waves; And drying the solution by dispersing and coating the titanium dioxide thin film formed on the surface of the titanium implant; It may include.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용매는 상술한 바와 같이 무수알코올을 사용할 수 있으며, 용매 100 부피부에 대하여, 이산화티타늄 입자는 5 내지 30 중량부를 분산시킬 수 있다. 일 예로, 무수에탄올 200ml에 이산화티타늄 입자 20g 을 분산시켜 용액을 제조하였으며, 분산제는 0.1ml 를 첨가하였다.In addition, as the solvent used in the present invention, anhydrous alcohol may be used as described above, and with respect to 100 parts by volume of the solvent, titanium dioxide particles may be dispersed in 5 to 30 parts by weight. As an example, a solution was prepared by dispersing 20 g of titanium dioxide particles in 200 ml of anhydrous ethanol, and 0.1 ml of dispersant was added.

아울러, 용액을 초음파로 분산시켜 분산성을 향상시킬 수 있으나, 티타늄 임플란트를 상기의 용액에 침지할 때 초음파를 인가하게 되면, 1차 형성된 이산화티타늄(TiO2) 박막의 손상우려로 침지할 때는 초음파를 처리하지 않는 것이 바람직하다.In addition, the dispersibility can be improved by dispersing the solution with ultrasonic waves. However, when ultrasonic waves are applied when the titanium implant is immersed in the solution, ultrasonic waves are immersed due to fear of damage to the first formed titanium dioxide (TiO 2 ) thin film. It is preferred not to process.

특히, 티타늄 임플란트를 용액에 침지할 때, 1mm/sec 속도로 하강 및 상승 속도를 유지할 수 있으며, 침지시간은 10sec 를 유지할 수 있다.In particular, when the titanium implant is immersed in the solution, the descent and ascent rates can be maintained at a rate of 1 mm / sec, and the immersion time can be maintained at 10 sec.

침지가 완료된 티타늄 임플란트는 상온에서 10분간 방치하여 자연건조를 진행하고, 100 내지 200℃의 오븐에서 약 20 내지 30 분 동안 건조를 진행할 수 있다.The immersed titanium implant can be left to stand at room temperature for 10 minutes to naturally dry, and dried in an oven at 100 to 200 ° C for about 20 to 30 minutes.

이러한 코팅과정은 1 내지 5회 반복할 수 있으나, 더 두꺼운 이산화티타늄(TiO2) 입자 코팅을 수행하기 위하여 2 내지 5호 또는 3 내지 5회 반복해서 진행하는 것이 바람직하다.This coating process can be repeated 1 to 5 times, but it is preferable to proceed 2 to 5 or 3 to 5 times repeatedly to perform thicker titanium dioxide (TiO 2 ) particle coating.

아울러, 산화티타늄 입자를 보다 안정적으로 용액 내에서 분산시키기 위하여 분산제를 첨가할 수 있는 것으로, 입자를 용액 내에서 안정적으로 분산시키기 위한 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무관하다.In addition, a dispersant may be added to more stably disperse the titanium oxide particles in the solution, and any dispersant for stably dispersing the particles in the solution may be used.

다음으로, 이산화티타늄(TiO2) 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자를 코팅하는 단계(S300)를 설명하도록 한다.Next, the step (S300) of coating the bio-ceramic particles on part or all of the surface of the titanium dioxide (TiO 2 ) particles will be described.

구체적으로, 바이오 세라믹 입자를 코팅하는 단계는 바이오 세라믹 입자 및 분산제를 용매에 투입하고, 초음파를 인가하여, 바이오 세라믹 입자가 분산된 용액을 제조하는 단계; 및 용액을 이산화티타늄 입자가 형성된 티타늄 임플란트 표면에 도포하여 건조하는 단계; 를 포함할 수 있다.Specifically, the step of coating the bio-ceramic particles may include introducing bio-ceramic particles and a dispersant into a solvent, and applying ultrasonic waves to prepare a solution in which the bio-ceramic particles are dispersed; And drying the solution by applying the titanium dioxide particles on the surface of the titanium implant. It may include.

하나의 구체적인 예에서, 상기 바이오 세라믹은 생체 친화성 및 내화학성이 우수한 소재라면 특별히 한정되지 아니하나, 상세하게는 하이드록시아파타이트(HAP, Hydroxyapatite) 및 트리칼슘포스페이트(Beta TCP, Beta Tricalcium Phosphate) 로 이루어진 군 에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 보다 상세하게는 하이드록시아파타이트(HAP)일 수 있다.In one specific example, the bio-ceramic is not particularly limited as long as it is a material having excellent biocompatibility and chemical resistance, but in detail, it is used as hydroxyapatite (HAP) and tricalcium phosphate (Beta TCP, Beta Tricalcium Phosphate). It may be one or more selected from the group consisting of, may be more specifically hydroxyapatite (HAP).

아울러, 바이오 세라믹 입자의 평균 입경은 0.01 내지 1 ㎛ 범위일 수 있다. 바이오 세라믹 입자의 직경이 상기 범위를 초과할 경우에는 티타늄 임플란트의 표면, 구체적으로 이산화티타늄 입자 표면에 균일한 바이오 세라믹 조성의 막을 얻기가 힘들고, 입자층 표면의 거칠기가 너무 커서 오히려 골 유착을 저하시키는 문제점이 발생할 우려가 있다. 한편, 바이오 세라믹 입자는 이산화티타늄 입자보다 평균입경이 작을 수 있으며, 이는 상기 이산화티타늄 입자 사이의 공간에 보다 용이하게 부착하기 위함이다.In addition, the average particle diameter of the bioceramic particles may range from 0.01 to 1 μm. When the diameter of the bio-ceramic particles exceeds the above range, it is difficult to obtain a film having a uniform bio-ceramic composition on the surface of the titanium implant, specifically, the titanium dioxide particle surface, and the roughness of the surface of the particle layer is too large, thereby deteriorating bone adhesion. There is a risk of this. On the other hand, the bio-ceramic particles may have a smaller average particle diameter than the titanium dioxide particles, which is for easier attachment to the space between the titanium dioxide particles.

구체적인 용액 제조방법 및 건조방법은 상술한 이산화탄소 입자의 코팅방법과 동일하므로 본 단계에서는 생략하도록 한다. The specific solution preparation method and drying method are the same as the above-described coating method of carbon dioxide particles, and thus will be omitted in this step.

한편, 티타늄 임플란트 표면에 바이오 세라믹 입자를 직접적으로 코팅하는 것이 아닌, 이산화티타늄 박막을 형성하고, 이산화티타늄 입자를 분산 및 도포한 후에 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포함으로써, 바이오 세라믹 입자의 계면밀착성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.On the other hand, instead of directly coating the bio-ceramic particles on the surface of the titanium implant, by forming a titanium dioxide thin film, dispersing and applying the titanium dioxide particles, and then dispersing and applying the bio-ceramic particles, the interfacial adhesion of the bio-ceramic particles is increased. There is an effect that can be made.

아울러, 본 발명의 일 실시예의 임플란트 소재의 제조방법에 따르면, 바이오 세라믹 입자의 코팅 단계 이후 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the method of manufacturing an implant material of an embodiment of the present invention, it is characterized in that it further comprises a heat treatment step after the coating step of the bio-ceramic particles.

구체적으로, 열처리는 이산화티타늄 박막, 이산화티타늄 입자, 바이오 세라믹 입자와 티타늄 임플란트의 결합강도인 계면밀착성을 향상시키기 위한 것으로, 열처리 조건은 상온(25℃)에서 시작하여 2 내지 15℃/min 의 승온 속도로 열을 인가하여, 350 내지 650℃ 에서 0.5 내지 2 시간 동안 수행할 수 있다. 일 예로, 10℃/min 의 승온 속도로 온도를 인가하여 550℃에서 1시간동안 열처리를 수행할 수 있다.Specifically, the heat treatment is to improve the interfacial adhesion, which is the bonding strength of the titanium dioxide thin film, titanium dioxide particles, bio-ceramic particles and titanium implants, and the heat treatment conditions start at room temperature (25 ° C) and raise the temperature from 2 to 15 ° C / min. Heat may be applied at a rate, and may be performed at 350 to 650 ° C. for 0.5 to 2 hours. For example, heat treatment may be performed at 550 ° C. for 1 hour by applying the temperature at a temperature increase rate of 10 ° C./min.

한편, 상기에서 가열조건이 상기 한정한 온도범위 미만인 경우에는 이산화티타늄(TiO2) 입자와 바이오 세라믹 입자가 충분히 소결되지 아니하여 티타늄 임플란트의 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자와 바이오 세라믹 입자가 불완전한 입자층을 형성할 우려가 있고, 가열조건이 상기에서 한정한 조건의 범위를 초과할 경우에는 임플란트의 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자와 바이오 세라믹 입자를 포함하는 입자층의 두께가 너무 두꺼워져 골 유착을 저하시키는 문제점이 발생할 우려가 있다. 일 예로, 열처리 온도는 550℃일 수 있으며, 이는 티타늄의 산화를 최대한 억제하기 위한 온도일 수 있다. On the other hand, when the heating conditions are less than the above-mentioned temperature range, titanium dioxide (TiO 2 ) particles and bio ceramic particles are not sufficiently sintered, so titanium dioxide (TiO 2 ) particles and bio ceramic particles are incomplete on the surface of the titanium implant. There is a fear of forming a particle layer, and when the heating conditions exceed the range of the conditions defined above, the thickness of the particle layer containing titanium dioxide (TiO 2 ) particles and bio-ceramic particles on the surface of the implant becomes too thick to coalesce the bone. There is a risk of causing problems. For example, the heat treatment temperature may be 550 ° C, which may be a temperature for maximally suppressing the oxidation of titanium.

아울러, 열처리 단계를 거쳐 티타늄 전구체가 이산화티타늄 박막을 형성하고, 상기 이산화티타늄 박막이 상기 티타늄 임플란트 표면에 5 내지 500 nm 두께로 코팅될 수 있다.In addition, through the heat treatment step, the titanium precursor forms a titanium dioxide thin film, and the titanium dioxide thin film may be coated with a thickness of 5 to 500 nm on the surface of the titanium implant.

도 2는 본 발명의 티타늄 임플란트 표면에 바이오 세라믹을 코팅하는 방법에 따라 제조되는 티타늄 임플란트를 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically showing a titanium implant prepared according to a method of coating a bio-ceramic on the surface of a titanium implant of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명은 다른 실시예에서,Referring to Figure 2, the present invention in another embodiment,

티타늄 또는 티타늄 합금 기재;Titanium or titanium alloy substrates;

티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 형성된 이산화티타늄(TiO2) 박막; 및A titanium dioxide (TiO 2 ) thin film formed on the surface of a titanium or titanium alloy substrate; And

이산화티타늄 박막 표면에 분산되어 형성되며, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자를 함유하는 입자층; 을 포함하며,A particle layer formed on a surface of the titanium dioxide thin film and containing titanium dioxide particles and bio ceramic particles; It includes,

상기 입자층은The particle layer

이산화티타늄 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 임플란트 소재를 제공한다.It provides an implant material characterized in that the bio-ceramic particles are attached to part or all of the titanium dioxide particle surface.

한편, 이산화티타늄 입자를 먼저 분산 및 도포한 후, 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포하였기 때문에 이산화티타늄 박막 표면에서 입자층의 외면으로 갈수록 바이오 세라믹 입자의 농도가 높아질 수 있다.On the other hand, since the titanium dioxide particles are first dispersed and applied, and then the bio ceramic particles are dispersed and applied, the concentration of the bio ceramic particles may increase as the titanium dioxide thin film surface goes to the outer surface of the particle layer.

즉, 생체에 이식되어 생체의 골고 직접적으로 닿는 부분은 바이오 세라믹 입자일 수 있다.That is, the part that is implanted in the living body and directly contacts the bone of the living body may be bio ceramic particles.

구체적으로, 티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 이산화티타늄 박막으로 형성된 5 내지 500nm 두께의 이산화티타늄(TiO2) 박막과 100 내지 10000nm 두께의 입자층이 순차 적층될 수 있다.Specifically, a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film having a thickness of 5 to 500 nm and a particle layer having a thickness of 100 to 10000 nm may be sequentially stacked on a surface of a titanium or titanium alloy substrate formed of a titanium dioxide thin film.

이산화티타늄(TiO2) 박막층은 상술한 열처리 온도의 조건과 코팅 횟수에 따라 결정될 수 있다. The titanium dioxide (TiO 2 ) thin film layer may be determined according to the conditions of the heat treatment temperature and the number of coatings.

한편, 이산화티타늄(TiO2) 박막층은 5 내지 500nm 두께일 수 있으며, 5 내지 300nm, 또는 5 내지 100nm 일 수 있다.Meanwhile, the titanium dioxide (TiO 2 ) thin film layer may be 5 to 500 nm thick, and may be 5 to 300 nm, or 5 to 100 nm.

이산화티타늄(TiO2) 박막층이 5 nm 미만인 경우에는 티타늄 임플란트와 적층되는 이산화티타늄 입자 및 바이오 세라믹 입자간의 접착강도(계면밀착성)을 증가시켜주기는 하나, 두께가 너무 얇아 접착강도가 충분히 유지되지 않으며, 500nm 를 초과하는 경우 이산화티타늄(TiO2) 박막층이 너무 두꺼워 티타늄 임플란트와 적층되는 이산화티타늄 입자 및 바이오 세라믹 입자간의 접착강도(계면밀착성)가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.When the titanium dioxide (TiO 2 ) thin film layer is less than 5 nm, the adhesion strength (interface adhesion) between the titanium dioxide particles and the bio ceramic particles stacked with the titanium implant is increased, but the adhesion strength is not sufficiently maintained because the thickness is too thin. , If it exceeds 500nm, the titanium dioxide (TiO 2 ) thin film layer is too thick, there may be a problem that the adhesion strength (interface adhesion) between the titanium dioxide particles and the bio ceramic particles laminated with the titanium implant is lowered.

아울러, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자을 포함하는 입자층은 100 내지 10000nm 두께가 형성될 수 있으며, 200 내지 7000, 또는 300 내지 5000nm 일 수 있으며, 바람직하게는 500 내지 1500nm의 두께가 형성될 수 있다.In addition, the particle layer including the titanium dioxide particles and the bio-ceramic particles may have a thickness of 100 to 10000 nm, may be 200 to 7000, or 300 to 5000 nm, and preferably have a thickness of 500 to 1500 nm.

이때, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자는 표면의 일부 또는 전부에 부착되어 있는 형태일 수 있다. 한편, 각각의 이산화티타늄 입자층과 바이오 세라믹 입자층 두께를 측정하기는 어려울 수 있으나, 이산화티타늄 입자층과 바이오 세라믹 입자층은 분산/도포 횟수 또는 각 입자의 입경크기에 따라서 각각의 입자층의 두께를 설정할 수 있다. 일 예로. 평균 입경이 200nm 이산화티타늄 입자와 평균 입경이 50nm 의 바이오 세라믹 입자를 각각 1회 분산/도포를 실시하게 되면, 각각의 입자층의 두께 비율은 4:1이 될 수 있으며, 평균입경 300nm인 이산화티타늄 입자와 50nm 의 바이오 세라믹 입자를 각각 1회 분산/도포를 실시하게 되면, 각각의 입자층의 두께 비율은 6:1이 될 수 있다. 만일 바이오 세라믹의 분산/도포 횟수를 증가시키면, 이산화티타늄 입자 입자층과 바이오 세라믹 입자 입자층은 3:2의 두께비율을 형성할 수 있다.At this time, the titanium dioxide particles and the bio-ceramic particles may be in a form attached to a part or all of the surface. On the other hand, it may be difficult to measure the thickness of each titanium dioxide particle layer and the bioceramic particle layer, but the titanium dioxide particle layer and the bioceramic particle layer may set the thickness of each particle layer according to the number of dispersion / application or particle size of each particle. For example. When the titanium dioxide particles having an average particle diameter of 200 nm and bio ceramic particles having an average particle diameter of 50 nm are dispersed / applied once, the thickness ratio of each particle layer may be 4: 1, and the titanium dioxide particles having an average particle diameter of 300 nm When the dispersion / application of bio-ceramic particles of and 50 nm is performed once, the thickness ratio of each particle layer may be 6: 1. If the number of dispersion / application of bio ceramics is increased, the titanium dioxide particle particle layer and the bio ceramic particle particle layer may form a 3: 2 thickness ratio.

여기서, 입자층이라 함은 상기 이산화티타늄 박막상에 실질적으로 적층되는 층이 아닌, 각각의 입자가 분산 및 도포되어 이루는 형상을 의미하는 것으로, 상기 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자들의 군을 의미할 수 있다.Here, the particle layer refers to a shape formed by dispersing and coating each particle, rather than a layer substantially stacked on the titanium dioxide thin film, and may mean a group of the titanium dioxide particles and bio-ceramic particles. .

결론적으로, 본 발명의 일 실시예의 임플란트 기재에 바이오 세라믹을 형성하는 방법에 따라 제조된 임플란트 소재는 임플란트 소재 표면에 이산화티타늄 박막을 형성하고 이산화티타늄 입자를 분산 및 도포한 후에 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포함으로써, 임플란트 기재 표면과 바이오 세라믹 입자와의 계면밀착성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In conclusion, the implant material manufactured according to the method of forming bioceramics on the implant substrate of an embodiment of the present invention forms a titanium dioxide thin film on the surface of the implant material, disperses and applies the titanium dioxide particles, and then disperses the bioceramic particles and By applying, there is an effect that can increase the interface adhesion between the surface of the implant base material and the bio ceramic particles.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and experimental examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples and experimental examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples and experimental examples.

<실시예><Example>

실시예 1. 금속 티타늄 표면 전처리Example 1. Metal titanium surface pretreatment

1-1. 용액 준비1-1. Solution preparation

티타늄이소프로폭사이드(TTIP, Titanium(IV) isopropoxide: Junsei, japan, 98%) 20㎖, 알코올(Ethyl alcohol anhydrous, 99.9%) 180㎖를 혼합하여 용액을 준비하였으며, 분산성을 향상시키기 위하여 상기 용액을 10분간 초음파 처리하여, 1차 용액을 제조하였다.A solution was prepared by mixing 20 ml of titanium isopropoxide (TTIP, Titanium (IV) isopropoxide: Junsei, japan, 98%) and 180 ml of alcohol (Ethyl alcohol anhydrous, 99.9%), and in order to improve dispersibility, The solution was sonicated for 10 minutes to prepare a primary solution.

이때, TTIP와 H2O가 만나면, 즉시 나노크기의 TiO2를 생성하여 현탁액이 되므로, 무수알코올을 사용하였다.At this time, when TTIP and H 2 O meet, the nano-sized TiO 2 is immediately generated, resulting in a suspension, and anhydrous alcohol was used.

1-2. 1차 코팅1-2. 1st coating

1차 용액에 금속 티타늄(가로 5cmΧ 세로 5cm)을 침지(dipping)하여 코팅하였다.The first solution was coated by dipping metal titanium (5 cm horizontal 5 cm vertical).

구체적으로, 금속 티타늄을 1차 용액에 침지시 하강 및 상승 속도는 1mm/sec 였으며, 침지시간은 10초를 유지하였으며, 침지시 초음파 처리하여 분산성을 유지하였다. 그리고, 이를 150℃ 오븐에서 30분간 건조를 진행하였다.Specifically, when the metal titanium was immersed in the primary solution, the descending and rising speed was 1 mm / sec, the immersion time was maintained for 10 seconds, and the dispersibility was maintained by ultrasonic treatment during immersion. Then, it was dried in an oven at 150 ° C for 30 minutes.

이러한 코팅과정을 3회 반복하였다.This coating process was repeated three times.

1-3. 열처리1-3. Heat treatment

코팅재료와 금속 티타늄의 결합강도를 향상시키기 위하여 열처리를 수행하였다.Heat treatment was performed to improve the bonding strength of the coating material and metallic titanium.

구체적으로, 공기(air) 분위기, 상온(25℃)에서 시작하여 승온속도 10℃/min, 550℃ 1시간 유지하였으며, 냉각속도는 10℃/min의 조건으로 진행하였다.Specifically, starting from the air (air) atmosphere, room temperature (25 ℃) was maintained at a heating rate of 10 ℃ / min, 550 1 hour, the cooling rate was performed under the conditions of 10 ℃ / min.

비교예 1Comparative Example 1

코팅을 실시하지 않은 금속 티타늄을 실시예 1과 동일하게 열처리를 진행하였다.The metal titanium that was not coated was subjected to heat treatment in the same manner as in Example 1.

실시예 2. 금속 티타늄 표면에 산화티타늄(TiOExample 2. Titanium oxide (TiO) on metallic titanium surface 22 ) 코팅) coating

2-1. 2차 용액 준비2-1. Secondary solution preparation

평균 50nm 크기의 TiO2(Degussa P25) 20g을 무수에탄올 200ml에 분산시켜 현탁액을 준비하였다.20 g of TiO 2 (Degussa P25) having an average size of 50 nm was dispersed in 200 ml of anhydrous ethanol to prepare a suspension.

이때, TiO2의 분산성을 강화하기 위해 분산제를 0.1ml 첨가하였으며, 30분간 초음파 처리하여 분산성을 향상시켜 2차 용액을 준비하였다.At this time, 0.1 ml of a dispersing agent was added to enhance the dispersibility of TiO 2 , and the secondary solution was prepared by improving the dispersibility by ultrasonic treatment for 30 minutes.

2-2. 2차 코팅2-2. Second coating

실시예 1-2에서 1차 코팅한 금속 티타늄을 2차 용액에 침지(dipping)하여 코팅하였다.The metallic titanium coated in Example 1-2 was coated by dipping in a secondary solution.

구체적으로, 1차 코팅한 금속 티타늄을 2차 용액에 침지시 하강 및 상승 속도는 1mm/sec 였으며, 침지시간은 10초를 유지하였다. 이때, 1차 코팅한 코팅막의 손상우려로 침지시 초음파 처리는 실시하지 않았으며, 마그네틱 바로 천천히 교반을 하였다.Specifically, when the primary coated metallic titanium was immersed in the secondary solution, the descending and rising speed was 1 mm / sec, and the immersion time was maintained for 10 seconds. At this time, the ultrasonic coating was not performed when immersed due to the fear of damage to the primary coated coating film, and the magnetic bar was stirred slowly.

그리고, 침지한 금속 티타늄을 상온에서 10분간 방치하여 자연건조를 진행한 후, 이를 150℃ 오븐에서 30분간 건조를 진행하였다.Then, the immersed metal titanium was allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and then dried naturally, and then dried in a 150 ° C. oven for 30 minutes.

이러한 코팅과정은 1회 진행하였다.This coating process was performed once.

2-3. 열처리2-3. Heat treatment

코팅 재료(산화티타늄)와 금속 티타늄의 결합강도를 향상시키기 위하여 열처리를 수행하였다.Heat treatment was performed to improve the bonding strength of the coating material (titanium oxide) and metallic titanium.

구체적으로, 공기(air) 분위기, 상온(25℃)에서 시작하여 승온 속도 10℃/min, 550℃ 1시간 유지하였으며, 냉각속도는 10℃/min의 조건으로 진행하였다.Specifically, starting from the air (air) atmosphere, room temperature (25 ℃) was maintained at a heating rate of 10 ℃ / min, 550 1 hour, the cooling rate was performed under the conditions of 10 ℃ / min.

실시예 3. 금속 티타늄 표면에 바이오 세라믹 코팅Example 3. Bio-ceramic coating on metallic titanium surface

3-1. 3차 용액 준비3-1. Tertiary solution preparation

평균 50nm 크기의 하이드록시아파타이트(HAP, Hydroxyapatite) 20g을 무수에탄올 200ml에 분산시켜 현탁액을 준비하였다.A suspension was prepared by dispersing 20 g of hydroxyapatite (HAP) having an average size of 50 nm in 200 ml of anhydrous ethanol.

그리고, 상기 HAP의 분산성을 강화하기 위해 분산제를 0.1ml 첨가하였으며, 30분간 초음파 처리하여 분산성을 향상시켜 2차 용액을 준비하였다.In addition, 0.1 ml of a dispersant was added to enhance the dispersibility of the HAP, and a secondary solution was prepared by improving the dispersibility by ultrasonic treatment for 30 minutes.

3-2. 3차 코팅3-2. Tertiary coating

실시예 2-2에서 2차 코팅한 금속 티타늄을 3차 용액에 침지(dipping)하여 코팅하였다.The metallic titanium coated in Example 2-2 was coated by dipping in a tertiary solution.

구체적으로, 1차 코팅한 금속 티타늄을 2차 용액에 침지시 하강 및 상승 속도는 1mm/sec 였으며, 침지시간은 10초를 유지하였다. 이때, 1차 코팅한 코팅막의 손상우려로 침지시 초음파 처리는 실시하지 않았으며, 마그네틱 바로 천천히 교반을 하였다.Specifically, when the primary coated metallic titanium was immersed in the secondary solution, the descending and rising speed was 1 mm / sec, and the immersion time was maintained for 10 seconds. At this time, the ultrasonic coating was not performed when immersed due to the fear of damage to the primary coated coating film, and the magnetic bar was stirred slowly.

그리고, 침지한 금속 티타늄을 상온에서 10분간 방치하여 자연건조를 진행한 후, 이를 150℃ 오븐에서 30분간 건조를 진행하였다.Then, the immersed metal titanium was allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and then dried naturally, and then dried in a 150 ° C. oven for 30 minutes.

3-3. 열처리3-3. Heat treatment

코팅 재료(산화티타늄 및 HAP)와 금속 티타늄의 결합강도를 향상시키기 위하여 열처리를 수행하였다.Heat treatment was performed to improve the bonding strength of the coating material (titanium oxide and HAP) and metallic titanium.

구체적으로, 공기(air) 분위기, 상온(25℃)에서 시작하여 승온 속도 10℃/min, 550℃ 1시간 유지하였으며, 냉각속도는 10℃/min의 조건으로 진행하였다.Specifically, starting from the air (air) atmosphere, room temperature (25 ℃) was maintained at a heating rate of 10 ℃ / min, 550 1 hour, the cooling rate was performed under the conditions of 10 ℃ / min.

실시예 4. 금속 티타늄 표면에 바이오 세라믹 코팅Example 4. Bio-ceramic coating on metallic titanium surface

2차 코팅을 2회 진행한 것을 제외하곤, 실시예 3과 동일한 방법으로 금속 티타늄 표면에 바이오 세라믹 코팅을 진행하였다.A bio-ceramic coating was performed on the metal titanium surface in the same manner as in Example 3, except that the secondary coating was performed twice.

이는 티타늄 표면에 나노 TiO2의 양을 증대시키기 위해 2차 코팅을 3회 진행하였다.In order to increase the amount of nano TiO 2 on the titanium surface, secondary coating was performed three times.

<실험예><Experimental Example>

실험예 1-1. SEM 분석Experimental Example 1-1. SEM analysis

본 발명에 의해 열처리된 티타늄 소재의 표면을 관찰하기 위하여, SEM(Hitachi S4700, Hitachi, Japan)을 이용하여 표면을 분석하였다. 기재는 실시예 1과 비교예 1의 550℃에서 1시간 동안 열처리한 티타늄을 사용하였다.In order to observe the surface of the titanium material heat-treated by the present invention, the surface was analyzed using SEM (Hitachi S4700, Hitachi, Japan). As the substrate, titanium heat-treated for 1 hour at 550 ° C in Example 1 and Comparative Example 1 was used.

그리고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.And, the results are shown in FIG. 3.

구체적으로, 도 3(a)는 비교예 1의 티타늄 표면을 분석한 것이며, 도 3(b) 는 실시예 1의 표면을 분석한 것이다.Specifically, Figure 3 (a) is to analyze the titanium surface of Comparative Example 1, Figure 3 (b) is to analyze the surface of Example 1.

도 3에서 보는 바와 같이, 비교예 1 보다 실시예 1의 표면이 더 매끄러운 것을 확인할 수 있었다. 3, it was confirmed that the surface of Example 1 was smoother than Comparative Example 1.

이는 실시예 1이 코팅을 통하여, 기재의 표면에 막이 형성하고 있음을 확인할 수 있었다.This confirmed that Example 1 had a film formed on the surface of the substrate through the coating.

실험예 1-2. EDS 분석Experimental Example 1-2. EDS analysis

실시예 1의 시료를 주사 전자현미경(SEM)으로 촬영하고, 이를 에너지 분산 X-RAY(EDS)를 이용하여 분석하였다.The sample of Example 1 was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and this was analyzed using energy dispersive X-RAY (EDS).

도 4은 비교예 1(티타늄을 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면)의 EDS 데이터를 나타낸 것이고, 도 5는 실시예 1(TTIP 1차 코팅 3회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면)의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the EDS data of Comparative Example 1 (the surface when the titanium was heat-treated at 550 ° C. for 1 hour), and FIG. 5 is Example 1 (when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating 3 times) Surface) EDS data.

도 4을 참조하면, 비교예의 경우, 티타늄 열처리 후 EDS 결과 산소가 검출되지 않음으로 산화가 진행되지 않았음을 판단할 수 있으며, 도 5를 참조하면, 1차 코팅(TTIP 코팅) 처리한 시편의 경우 산소가 검출된 것으로 보아, 티타늄 금속 표면에 균일한 산화티타늄 막이 형성되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, in the case of the comparative example, it can be determined that oxidation did not proceed due to no oxygen being detected as a result of the EDS after the titanium heat treatment, and referring to FIG. 5, the sample coated with the primary coating (TTIP coating) If oxygen is detected, it can be seen that a uniform titanium oxide film was formed on the titanium metal surface.

실험예 2. SEM 및 EDS 분석 - 2차 코팅Experimental Example 2. SEM and EDS analysis-secondary coating

본 발명(실시예 2)에 의해 열처리된 티타늄 소재의 표면을 관찰하기 위하여, SEM(Hitachi S-4700, Hitachi, Japan)을 이용하여 표면을 분석하고, 이를 에너지 분산 X-RAY(EDS)를 이용하여 표면 분석하였다.In order to observe the surface of the titanium material heat-treated by the present invention (Example 2), the surface was analyzed using SEM (Hitachi S-4700, Hitachi, Japan), and energy dispersive X-RAY (EDS) was used. Surface analysis.

도 6는 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 이며, 도 7은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.Figure 6 is a photograph showing the SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C for 1 hour after 3 times of TTIP 1st coating and 1 time of 2nd coating ((a) × 10,000, (b) × 50,000). It shows EDS data of the surface when heat treated at 550 ℃ for 1 hour after 3 times of TTIP 1st coating and 1 time of 2nd coating.

도 6를 참조하여, 2차 코팅이 완료된 티타늄 표면에 입자가 형성된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that particles were formed on the surface of the titanium on which the secondary coating was completed.

아울러, 도 7을 참조하면, 도 5와 비교하였을 때 보다 더 많은 산소 원자가 검출되었다. 이는 1차 코팅시 생성된 산화티타늄 막이 보다 두껍게 형성되었음을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 7, more oxygen atoms were detected than when compared to FIG. 5. It can be seen that the titanium oxide film produced during the primary coating was formed thicker.

실험예 3. SEM 및 EDS 분석 - 3차 코팅Experimental Example 3. SEM and EDS analysis-tertiary coating

본 발명(실시예 3)에 의해 열처리된 티타늄 소재의 표면을 관찰하기 위하여, SEM(Hitachi S-4700, Hitachi, Japan)을 이용하여 표면을 분석하고, 이를 에너지 분산 X-RAY(EDS)를 이용하여 표면 분석하였다.In order to observe the surface of the titanium material heat-treated by the present invention (Example 3), the surface was analyzed using SEM (Hitachi S-4700, Hitachi, Japan), and energy dispersive X-RAY (EDS) was used. Surface analysis.

도 8은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회, 3차코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 으로, 도 8을 참조하면, 2차 코팅한 TiO2 입자위에 나노크기의 입자가 부착된 것을 확인할 수 있다.8 is a photograph showing a SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP 1st coating, 1 time of 2nd coating, and 3rd coating ((a) × 10,000, (b) × 50,000 8, it can be seen that nano-sized particles were attached on the secondary coated TiO 2 particles.

도 9은 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 1회, 3차코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 EDS 데이터를 나타낸 것이다.9 shows EDS data of the surface when heat treated at 550 ° C. for 1 hour after 3 times of TTIP primary coating, 1 time of secondary coating, and 1 time of tertiary coating.

도 9을 참조하면, 인(P)과 칼슘(Ca) 이 검출된 것을 확인할 수 있으며, 이는, TiO2 입자 위에 나노크기의 HAP 가 부착하여 형성된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be confirmed that phosphorus (P) and calcium (Ca) were detected, and it can be seen that nano-sized HAP was attached to TiO 2 particles.

실험예 4. SEM 및 EDS 분석 - 3차 코팅Experimental Example 4. SEM and EDS analysis-tertiary coating

본 발명(실시예 4)에 의해 열처리된 티타늄 소재의 표면을 관찰하기 위하여, SEM(Hitachi S-4700, Hitachi, Japan)을 이용하여 표면을 분석하고, 이를 에너지 분산 X-RAY(EDS)를 이용하여 표면 분석하였다.In order to observe the surface of the titanium material heat-treated by the present invention (Example 4), the surface was analyzed using SEM (Hitachi S-4700, Hitachi, Japan), and energy dispersive X-RAY (EDS) was used. Surface analysis.

도 10는 TTIP 1차 코팅 3회, 2차 코팅 3회, 3차 코팅 1회 후 550℃에서 1시간 열처리하였을 때의 표면의 SEM 이미지를 나타내는 사진 ((a) ×10,000, (b) ×50,000) 이다.Figure 10 is a photograph showing the SEM image of the surface when heat treated at 550 ° C for 1 hour after 3 times of TTIP, 3 times of 2nd coating, and 1 time of 3rd coating ((a) × 10,000, (b) × 50,000 ) to be.

도 10를 참조하면, 대부분의 티타늄 표면에 TiO2 입자가 형성되었고, 형성된 TiO2 상에 HAP 입자가 형성되어 있음을 관찰할 수 있었다.Referring to FIG. 10, it was observed that TiO 2 particles were formed on most of the titanium surface, and HAP particles were formed on the formed TiO 2 .

이는 금속 티타늄에 TiO2 를 코팅해 줌으로서 금속 티타늄의 표면거칠기를 증대시키고, HAP 를 적용하여 티타늄의 부족한 골 유착성을 보완해 줄 수 있을 것으로 판단하였다.It was judged that TiO 2 could be coated on metallic titanium to increase the surface roughness of metallic titanium and to compensate for the insufficient bone adhesion of titanium by applying HAP.

실험예 4. TTIP 코팅 유무에 따른 계면밀착성 테스트Experimental Example 4. Interfacial adhesion test with and without TTIP coating

티타늄 금속 표면에 TTIP 코팅 유무에 따른 계면밀착성을 테스트 하였다. 구체적으로, TTIP 코팅을 실시하지 않은 티타늄 금속과 TTIP 코팅을 실시한 티타늄 금속에 TiO2 입자를 코팅하고, 이에 대한 세척력을 비교함으로써 TiO2 의 계면밀착성을 테스트 하였다.The interfacial adhesion with or without TTIP coating on the titanium metal surface was tested. Specifically, TiO 2 particles were coated on titanium metal without TTIP coating and titanium metal with TTIP coating, and the interfacial adhesion property of TiO 2 was tested by comparing the cleaning power.

도 11은 TTIP 코팅 유무에 따른 계면밀착성을 비교하기 위한 사진이다.11 is a picture for comparing the interfacial adhesion with or without TTIP coating.

도 11(a) 는 TTIP 코팅을 처리하지 티타늄 필름(좌)과 TTIP 코팅을 실시한 티타늄 필름(우), 11(b) 는 도 11(a)의 각각의 필름에 TiO2 를 3회 코팅한 티타늄 필름을 나타내는 사진이다.FIG. 11 (a) shows titanium film (left) and TTIP coated titanium film (right) not treated with TTIP coating, and 11 (b) titanium coated with TiO 2 three times on each film of FIG. 11 (a). This is a photograph representing a film.

그리고, 도 11(c) 는 11(b) 각각의 필름을 오븐건조하고 초음파세척을 한 후(열처리 진행하지 않음)의 사진이다.And, Figure 11 (c) is a photo of each of the 11 (b) after drying the oven and ultrasonic cleaning (no heat treatment).

도 11(c)를 참조하면, 우측(TTIP 처리한 티타늄 필름) 필름은 엷은 흰색의 자국이 남아있는 것을 확인할 수 있다. 이는 TiO2 입자가 상기 티타늄 필름에서 세척되지 않고, 부착되어 있는 것으로 판단하였다. Referring to FIG. 11 (c), it can be confirmed that a thin white mark remains on the right side (TTIP-treated titanium film) film. It was determined that TiO 2 particles were not washed in the titanium film, but were attached.

이는 티타늄 금속에 TTIP 코팅처리 하여, 상기 티타늄 금속과 TiO2 입자의 계면밀착성을 증대시킨 것으로 판단된다.It is judged that the interfacial adhesion between the titanium metal and TiO 2 particles was increased by TTIP coating on the titanium metal.

이에 따라, 상기 TiO2 입자의 일부 또는 전부에 HAP 입자를 코팅하여도, Accordingly, even if HAP particles are coated on part or all of the TiO 2 particles,

티타늄 금속(임플란트)에 TTIP 코팅에 의해서 상기 티타늄 금속과 TiO2 입자의 계면밀착성을 증대시켰으며, 상기 TiO2 입자의 일부 또는 전부에 HAP 를 코팅하여도 상기 티타늄 금속과 HAP의 계면밀착성을 충분히 유지시킬 수 있을 것으로 판단된다.The interfacial adhesion between the titanium metal and TiO 2 particles was increased by TTIP coating on titanium metal (implant), and even if HAP was coated on some or all of the TiO 2 particles, the interfacial adhesion between the titanium metal and HAP was sufficiently maintained. I think it can be done.

Claims (13)

티타늄 전구체를 포함하는 혼합용액을 임플란트 기재 표면에 도포 및 열처리하여 이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계;
이산화티타늄 박막이 형성된 임플란트 기재 표면에 이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계; 및
이산화티타늄(TiO2) 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포함으로써, 이산화티타늄 박막 표면에 분산되어 형성되고, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자를 함유하되, 이산화티타늄 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자가 부착되어 있는 입자층을 형성하는 단계를 포함하며,
이산화티타늄(TiO2) 입자를 분산 및 도포하는 단계는, 이산화티타늄 입자 및 분산제를 용매에 투입하고, 초음파를 인가하여, 이산화티타늄 입자가 분산된 용액을 제조하는 단계; 및 용액을 이산화티타늄 박막이 형성된 임플란트 기재 표면에 분산 및 도포하여 건조하는 단계를 포함하며,
이산화티타늄(TiO2) 입자의 평균 입경은 0.01 내지 1 ㎛ 범위이고,
바이오 세라믹 입자의 평균 입경은 0.01 내지 1 ㎛ 범위이며,
이산화티타늄 박막 표면에서 입자층의 외면으로 갈수록 바이오 세라믹 입자의 농도가 높아지고,
티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 5 내지 500 nm 두께의 이산화티타늄(TiO2) 박막과 100 내지 10000 nm 두께의 입자층이 순차 적층되어 있는 임플란트 소재의 제조방법.
Forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film by applying and heat-treating a mixed solution containing a titanium precursor on the surface of the implant substrate;
Dispersing and coating titanium dioxide (TiO 2 ) particles on the surface of the implant substrate on which the titanium dioxide thin film is formed; And
By dispersing and coating bio-ceramic particles on a part or all of the surface of titanium dioxide (TiO 2 ) particles, it is formed by dispersing on a titanium dioxide thin film surface, containing titanium dioxide particles and bio-ceramic particles, or a part of the surface of the titanium dioxide particles or And forming a particle layer to which bio ceramic particles are attached,
The step of dispersing and applying titanium dioxide (TiO 2 ) particles comprises: adding titanium dioxide particles and a dispersing agent to a solvent, and applying ultrasonic waves to prepare a solution in which titanium dioxide particles are dispersed; And dispersing and coating the solution on the surface of the implant substrate on which the titanium dioxide thin film is formed, followed by drying.
The average particle diameter of the titanium dioxide (TiO 2 ) particles is in the range of 0.01 to 1 μm,
The average particle diameter of the bio ceramic particles is in the range of 0.01 to 1 μm,
The concentration of bio-ceramic particles increases from the surface of the titanium dioxide thin film to the outer surface of the particle layer,
A method of manufacturing an implant material in which a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film having a thickness of 5 to 500 nm and a particle layer having a thickness of 100 to 10000 nm are sequentially stacked on a surface of a titanium or titanium alloy substrate.
제1항에 있어서,
바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포하는 단계 이후 열처리 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 소재의 제조방법.
According to claim 1,
Method of manufacturing an implant material, characterized in that it further comprises a heat treatment step after the step of dispersing and applying the bio-ceramic particles.
제2항에 있어서,
열처리 단계는
2 내지 15℃/min 의 승온 속도로 열을 인가하여, 350 내지 650℃ 에서 0.5 내지 2 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 임플란트 소재의 제조방법.
According to claim 2,
Heat treatment step
A method of manufacturing an implant material, characterized in that heat is applied at a heating rate of 2 to 15 ° C / min, and performed at 350 to 650 ° C for 0.5 to 2 hours.
제1항에 있어서,
이산화티타늄(TiO2) 박막을 형성하는 단계는
용매에 티타늄 전구체를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계;
혼합용액을 초음파로 분산시키는 단계; 및
초음파로 분산시킨 혼합물을 임플란트 기재 표면에 도포하여 건조하는 단계; 를 포함하는 임플란트 소재의 제조방법.
According to claim 1,
The step of forming a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film is
Preparing a mixed solution by mixing a titanium precursor in a solvent;
Dispersing the mixed solution by ultrasonic waves; And
Applying the ultrasonically dispersed mixture to the surface of the implant substrate and drying the mixture; Method of manufacturing an implant material comprising a.
제4항에 있어서,
티타늄 전구체는
Ti(OCH(CH3)2)4, Ti(OBu)4, TiCl4(Titanium tetrachloride), Ti(OCH2CH3)4, ((CH3)2CHO)2Ti(C5H7O2)2, Ti(OC2H5)4, Ti(OCH3)4, Ti(C5H7O2)2 및 TiOSO4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 임플란트 소재의 제조방법.
According to claim 4,
Titanium precursor
Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 , Ti (OBu) 4 , TiCl 4 (Titanium tetrachloride), Ti (OCH 2 CH 3 ) 4 , ((CH 3 ) 2 CHO) 2 Ti (C 5 H 7 O 2 ) 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (C 5 H 7 O 2 ) 2 and TiOSO 4 One or more selected from the group consisting of implant material manufacturing method characterized in that .
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
바이오 세라믹 입자를 분산 및 도포하는 단계는
바이오 세라믹 입자 및 분산제를 용매에 투입하고, 초음파를 인가하여, 바이오 세라믹 입자가 분산된 용액을 제조하는 단계; 및
용액을 이산화티타늄 입자가 형성된 임플란트 기재 표면에 분산 및 도포하여 건조하는 단계; 를 포함하는 임플란트 소재의 제조방법.
According to claim 1,
The step of dispersing and applying the bio ceramic particles
Adding a bio ceramic particle and a dispersing agent to a solvent, and applying ultrasonic waves to prepare a solution in which the bio ceramic particle is dispersed; And
Dispersing and coating the solution on the surface of the implant substrate on which titanium dioxide particles are formed, followed by drying; Method of manufacturing an implant material comprising a.
제8항에 있어서,
상기 바이오 세라믹 입자는
하이드록시아파타이트(HAP) 및 트리칼슘포스페이트(Beta TCP) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 임플란트 소재의 제조방법.
The method of claim 8,
The bio ceramic particles
Method for producing an implant material, characterized in that at least one member selected from the group consisting of hydroxyapatite (HAP) and tricalcium phosphate (Beta TCP).
삭제delete 제1항에 따른 임플란트 소재의 제조방법의 의해 제조되는 임플란트 소재로서,
티타늄 또는 티타늄 합금 기재;
티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 형성된 이산화티타늄(TiO2) 박막; 및
이산화티타늄 박막 표면에 분산되어 형성되고, 이산화티타늄 입자와 바이오 세라믹 입자를 함유하는 입자층 을 포함하며,
입자층에서 이산화티타늄 입자 표면의 일부 또는 전부에 바이오 세라믹 입자가 부착되어 있고,
이산화티타늄(TiO2) 입자의 평균 입경은 0.01 내지 1 ㎛ 범위이며,
바이오 세라믹 입자의 평균 입경은 0.01 내지 1 ㎛ 범위이고,
이산화티타늄 박막 표면에서 입자층의 외면으로 갈수록 바이오 세라믹 입자의 농도가 높아지며,
티타늄 또는 티타늄 합금 기재 표면에 5 내지 500 nm 두께의 이산화티타늄(TiO2) 박막과 100 내지 10000 nm 두께의 입자층이 순차 적층되어 있는 임플란트 소재.
As an implant material manufactured by the method of manufacturing the implant material according to claim 1,
Titanium or titanium alloy substrates;
A titanium dioxide (TiO 2 ) thin film formed on the surface of a titanium or titanium alloy substrate; And
It is formed by dispersing on a titanium dioxide thin film surface, and includes a particle layer containing titanium dioxide particles and bio ceramic particles,
Bio ceramic particles are attached to a part or all of the surface of the titanium dioxide particles in the particle layer,
The average particle diameter of the titanium dioxide (TiO 2 ) particles is in the range of 0.01 to 1 μm,
The average particle diameter of the bio ceramic particles is in the range of 0.01 to 1 μm,
The concentration of bio-ceramic particles increases from the surface of the titanium dioxide thin film to the outer surface of the particle layer.
An implant material in which a titanium dioxide (TiO 2 ) thin film having a thickness of 5 to 500 nm and a particle layer having a thickness of 100 to 10000 nm are sequentially stacked on a surface of a titanium or titanium alloy substrate.
삭제delete 삭제delete
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101256175B1 (en) * 2011-09-16 2013-04-19 주식회사 덴티스 Method for producing high hydrophilic implant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100540513B1 (en) 2002-11-08 2006-01-11 학교법인 포항공과대학교 Bio-implant material coated with titanium oxide thin film and its manufacturing method
KR100809574B1 (en) 2006-11-07 2008-03-04 부산대학교 산학협력단 Bio-friendly Implants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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X. Nie A. Leyland A. Matthews, Surface and Coatings Technology(2000), Vol. 125, pp. 407-414*

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