정형외과용 지지구조물 및 이의 제조방법
An orthopedic support structure and manufacturing method thereof
특허 요약
본 발명은 인체의 뼈에 고정되는 플레이트, 플레이트의 표면에 대한 산화 및 식각을 통해 친수성을 가지도록 형성되는 제1 층 및 제1 층의 표면에 도포되는 코팅제 및 서방형 물질로 이루어진 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물 및 이의 제조방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

인체의 뼈에 고정되는 플레이트;상기 플레이트의 표면에 대한 산화 및 식각을 통해 친수성을 가지도록 형성되는 제1 층; 및상기 제1 층의 표면에 HDFS((HEPTADECAFLUORO-1,1,2,2-TETRAHYDRODECYL)-TRICHLOROSILANE)를 코팅한 제2 층;을 포함하고,상기 제1 층은,상기 플레이트를 산 수용액 침지를 통한 화학적 식각 또는 블라스팅(blasting)을 이용한 물리적 식각 후 세척 및 건조를 통해 상기 플레이트의 표면에 형성된 식각층; 및상기 식각층을 알칼리 수용액에 침지하여 산화시킨 후 세척 및 건조를 통해 형성된 산화층;을 포함하며,상기 산화층의 표면에는 상기 친수성을 가지는 이산화티타늄(TiO2)층이 형성되며,상기 식각층은 마이크로(um) 스케일의 구조층이고,상기 산화층은 나노(nm) 스케일의 구조층인 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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3

제1 항에 있어서,상기 플레이트는 티타늄(titanium)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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5

제1항에 있어서,상기 블라스팅(blasting)은 모래(sand), 드라이아이스(dry-ice), 탄화규소 분말(silicone-carbide bead), 알루미나 분말(alumina bead), 유리분말(glass bead) 및 플라스틱 분말(plastic bead) 중 적어도 어느 하나가 분사된 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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제1 항에 있어서,상기 식각층은 1um 내지 10um의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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제1 항에 있어서,상기 산화층은 10nm 내지 100nm의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

9

제1항에 있어서,상기 산 수용액은 염산(hydrochloric acid), 불산(hydrofluoric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 질산(nitric acid) 및 아세트산(acetic acid) 중 적어도 어느 하나가 수용된 용액인 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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제1항에 있어서,상기 알칼리 수용액은 수산화나트륨(sodium hydroxide), 수산화바륨(barium hydroxide), 수산화칼륨(potassium hydroxide), 수산화칼슘(calcium hydroxide), 수산화구리(copper hydroxide), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 수산화철(iron hydroxide) 중 적어도 어느 하나가 수용된 용액인 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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제1항에 있어서,상기 이산화티타늄(TiO2)층은,Ti + 4 H2O → Ti(OH)3+ + (OH)- + 2 H2 (용해)Ti(OH)3+ + (OH)- → TiO2 + 2 H2O (침전)의 화학반응식을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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제1 항에 있어서,상기 제2층은 HDFS층에 도포되는 불소계윤활유(PFIE, PFPE, Krytox), 저분자 지방산(C4, C6, C8, C10), 다불포화 지방산(PUFA, polyunsaturated fatty acid) 및 실리콘 오일 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물.

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(a) 지지구조물에 구비된 플레이트의 표면에 대한 산화 및 식각을 통해 친수성을 가지는 제1 층을 형성시키는 단계; 및(b) 상기 제1 층의 표면에 HDFS((HEPTADECAFLUORO-1,1,2,2-TETRAHYDRODECYL)-TRICHLOROSILANE)를 도포시켜 제2 층을 형성시키는 단계;를 포함하고,상기 (a) 단계는,(a1) 티타늄(titanium)으로 이루어지는 상기 플레이트를 산 수용액에 침지하여 식각시키는 단계;(a2) 상기 식각된 플레이트의 표면을 세척 및 건조시켜 식각층을 형성시키는 단계;(a3) 상기 식각층을 알칼리 수용액에 침지하여 산화시키는 단계; 및(a4) 상기 산화된 식각층을 세척 및 건조시켜 산화층을 형성시키는 단계;를 포함하고,상기 산화층의 표면에는 상기 친수성을 가지는 이산화티타늄(TiO2)층이 형성되는 것을 특징으로 하는 제1항의 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,상기 이산화티타늄(TiO2)층은,Ti + 4 H2O → Ti(OH)3+ + (OH)- + 2 H2 (용해)Ti(OH)3+ + (OH)- → TiO2 + 2 H2O (침전)의 화학반응식을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,상기 식각층은 1um 내지 10um의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,상기 산화층은 10nm 내지 100nm의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

24

제18 항에 있어서,상기 산 수용액은 염산(hydrochloric acid), 불산(hydrofluoric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 질산(nitric acid) 및 아세트산(acetic acid) 중 적어도 어느 하나가 수용된 용액인 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,상기 알칼리 수용액은 수산화나트륨(sodium hydroxide), 수산화바륨(barium hydroxide), 수산화칼륨(potassium hydroxide), 수산화칼슘(calcium hydroxide), 수산화구리(copper hydroxide), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 수산화철(iron hydroxide) 중 적어도 어느 하나가 수용된 용액인 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,상기 (b) 단계는,(b1) HDFS((HEPTADECAFLUORO-1,1,2,2-TETRAHYDRODECYL)-TRICHLOROSILANE)가 상기 제1 층에 도포되어 극소수성을 가지는 극소수성 표면층이 형성되는 단계;(b2) 윤활제가 상기 극소수성 표면층에 도포되어 윤활성을 가지는 윤활 표면층이 형성되는 단계; 및(b3) 상기 극소수성 표면층에 적층된 상기 윤활 표면층을 포함하는 상기 제2 층이 형성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제29 항에 있어서,상기 윤활제는 상기 극소수성 표면층에 도포되는 불소계윤활유(PFIE, PFPE, Krytox), 저분자 지방산(C4, C6, C8, C10), 다불포화 지방산(PUFA, polyunsaturated fatty acid) 및 실리콘 오일 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.

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제18 항에 있어서,(c) 상기 플레이트의 표면에 형성된 상기 제1 층 및 상기 제1 층의 표면에 형성된 상기 제2 층을 포함하는 상기 지지구조물이 제조되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 지지구조물의 제조방법.