• Title/Summary/Keyword: $\beta$-Tricalcium Phosphate

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정형외과 수술에서 골대체제로써 Beta-Tricalcium Phosphate 사용에 대한 방사선학적 결과 (Radiologic Outcome of Beta-Tricalcium Phosphate as a Bone Substitute in Orthopaedic Surgery)

  • 박형석;문정은;조용진
    • 보건의료산업학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.133-144
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    • 2019
  • Objectieves: 본 논문의 목적은 정형외과 수술 중 골결손에 대하여 β-TCP를 이용하여 치료 받은 대상자의 방사선학적 결과를 평가하기 위함이다. Methods: 총 49명의 대상자 중 24명 (49.0%)는 남자 였으며, 25명 (51%)는 여자였다. 요인 분석을 위하여 의무 기록 검토가 시행되었다. 각 시기별로 골대체재의 흡수 정도는 Irwin 의 방사선학적 체계에 따라서 평가되었다. Results: 술 후 3개월 째, 세 가지 측정 변수인 골대체제 이식 견고성, 진단 당시 나이, 병변의 부피에 의한 회귀 모형의 설명력은 65.6% 였다. 술 후 6개월 째, 두 가지 측정 변수인 병변의 부피, 골대체제 이식 견고성에 의한 회귀 모형의 설명력은 32.9% 였다. 술 후 9개월 째, 두 가지 측정 변수인 병변의 장축 길이, 골대체제 이식 견고성에 의한 회귀 모형의 설명력은 30.8% 였다. Conclusions: 골대체제 이식 견고성, 병변의 부피, 진단 당시 나이 그리고 병변의 장측 길이가 골대체제의 흡수에 영향을 미치는 인자였다.

Use of Wet Chemical Method to Prepare β Tri-Calcium Phosphates having Macro- and Nano-crystallites for Artificial Bone

  • Chang, Myung Chul
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.670-675
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    • 2016
  • Calcium phosphate crystallites were prepared by wet chemical method for use in artificial bone. In order to obtain ${\beta}$-tricalcium phosphate (TCP), nano-crystalline calcium phosphate (CaP) was precipitated at $37^{\circ}C$ and at $pH5.0{\pm}0.1$ under stirring using highly active $Ca(OH)_2$ in DI water and an aqueous solution of $H_3PO_4$. The precipitated nano-crystalline CaP solution was kept at $90^{\circ}C$ for the growth of CaP crystallites. Through the growing process of CaP crystallites, we were able to obtain various sizes of rectangular CaP crystallites according to the crystal growing times. Dry nano-crystalline CaP powders at $37^{\circ}C$ were mixed with dry macro-crystalline CaP crystallites and the shaped mixture sample was fired at $1150^{\circ}C$ to make a ${\beta}-TCP$ block. Several tens of nm powders were uniformly coated on the surface, which was comprised of powders of several tens of ${\mu}m$, using a vibrator. The mixing ratio between the nanometer powders and the micrometer powders greatly affected the mechanical strength of the mixture block; the most appropriate ratio of these two materials was 50 wt% to 50 wt%. The sintered block showed improved mechanical strength, which was caused by the solid state interaction between the nano-crystalline ${\beta}-TCP$ and the macro-crystalline ${\beta}-TCP$.

참치 뼈에서 추출한 천연 Hydroxyapatite를 이용한 세라믹 복합체 및 Glass-Ceramics의 특성 (Properties of the Ceramic Composites and Glass-Ceramics Prepared by Using the Natural Hydroxyapatite Derived from Tuna bone)

  • 최진삼;이창국;전유진;변희국;김세권
    • 공업화학
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    • 제10권3호
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    • pp.394-399
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    • 1999
  • 바이오 세라믹스와 같은 의료용재료의 출발물질에 사용되는 화학시약을 대신하여 참치 뼈로부터 추출한 천연 hydroxyapatite를 이용하여 세라믹 복합체와 glass-ceramics 등을 제조하였다. 복합체의 경우 pseudowollastonite(${\alpha}-CaSiO_3$)와 $\beta$-tricalcium phosphate($\beta$-TCP)가 주 결정상으로, 그리고 glass-ceramics는 pseudowollastonite, $\beta$-TCP 및 핵형성제로 포함시킨 $CaF_2$에 의한 fluoroapatite상이 각각 관찰되었다. 복합체의 미세구조 변화 양상은 열처리 온도의 함수로 결정상의 입자 크기가 증가하는 일반적인 미세조직 구조의 형태를 나타내었고, 맛) $900^{\circ}C$로 4시간 동안 대기 상에서 제조한 glass-ceramics의 강도는 90 MPa로 나타났다.

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Precipitation of Calcium Phosphate at pH 5.0 for the β Tri-calcium Phosphate Cement

  • Chang, Myung Chul
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.275-279
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    • 2013
  • The purpose of this study was to prepare calcium phosphate cement [CPC] for use in artificial bone. Nano-crystalline calcium phosphate [CaP] was precipitated at $37^{\circ}C$ using highly active $Ca(OH)_2$ in DI water and an aqueous solution of $H_3PO_4$. From the XRD measurements, the nano-CaP powder was close to apatitic TCP phase and the powders fired at $800^{\circ}C$ showed a critical ${\beta}$-TCP phase. A mixture of one mole $CaCO_3$ and two moles di-calcium phosphate was calcined at $1100^{\circ}C$ to make a reference ${\beta}$-TCP material. The nano-CaP powders were added to the normal ${\beta}$-TCP matrix and fired at $900^{\circ}C$ to make a ${\beta}$-TCP block. The sintered block showed improved mechanical strength, which was caused by the solid state interaction between nano-CaP and normal ${\beta}$-TCP.

Setting Behavior and Drug Release from Brushite Bone Cement prepared with Granulated Hydroxyapatite and β-Tricalcium Phosphate

  • Son, Yeong-Jun;Lee, In-Cheol;Jo, Hyun-Ho;Chung, Tai-Joo;Oh, Kyung-Sik
    • 한국세라믹학회지
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    • 제56권1호
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    • pp.56-64
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    • 2019
  • Calcium phosphate bone cement was prepared to contain antibiotics for release after setting using granulated ${\beta}$-tricalcium phosphate (${\beta}$-TCP) and hydroxyapatite (HA). Gentamicin sulfate (GS) solution was infiltrated within the interconnected pores of the granule to avoid affecting the setting reaction and for protection of GS during the setting. Consequently, the setting time and the temperature increase were not affected, regardless of the loading of GS. The release of the GS from the cement was estimated by measuring the concentration at regular intervals from the cement dipped solution. The ${\beta}$-TCP granule loaded with GS exhibited the saturation of accumulative concentration at 16 h. In contrast, the HA granule with GS exhibited steady increase in accumulative concentration of over $10{\mu}g/ml$ at 144 h. Thus, the granulated cement could release the GS greater than the minimum inhibitory concentration of staphylococcus during the prescription peroid of the oral antibiotics.

폴리머 적층 시스템을 이용한 β-TCP 혼합 비율에 따른 PCL/β-TCP 인공지지체의 제작 (Fabrication of Blended PCL/β-TCP Scaffolds by Mixture Ratio of β-TCP using Polymer Deposition System)

  • 하성우;김종영
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.791-797
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    • 2014
  • Abstract Scaffold used as a carrier of the cell has been actively conducted using plenty of technology in tissue engineering. ${\beta}$-tricalcium phosphate (${\beta}$-TCP) material has shown good biocompatibility and osteoconductive ability when it was implanted as a bone graft substitute in osseous defect in human and animal studies for bone regeneration. In this study, we fabricated the blended polycaprolactone (PCL) and ${\beta}$-TCP scaffold by the polymer deposition system (PDS). The PCL/${\beta}$-TCP scaffold was fabricated at a temperature of $110^{\circ}C$, pressure of 650 kPa, and scan velocity of 100 mm/sec. The Overall geometry and size of the scaffold were fixed circle type with a diameter of 10 mm and a height of 4 mm. PCL/${\beta}$-TCP scaffold was observed by scanning electron microscopy. Cell attachment and proliferation of the scaffold containing 30 wt% ${\beta}$-TCP was superior to those containing 10 wt% and 20 wt% ${\beta}$-TCP.

Fe 이온 치환 beta-tricalcium phosphate의 하소 온도에 따른 미세구조 및 분해 특성 (Fe-doped beta-tricalcium phosphate; crystal structure and biodegradable behavior with various heating temperature)

  • 유경현;김현진;선우경;윤석영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.244-250
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    • 2020
  • β-삼인산칼슘(β-tricalcium phosphate, β-TCP, Ca3(PO4)2)은 뼈와 유사한 성분을 가지는 인산 칼슘계 세라믹 중 하나로, 생분해성과 골 전도성을 가지고 있어 골 대체재 등으로 다양하게 사용된다. 이러한 β-TCP의 생체 활성과 골유도성을 향상시키기 위해 다양한 이온 치환 연구가 진행되어왔으며 그 중 철 이온은 필수 미량 원소로 체내에서 다양한 기능을 한다. 본 연구에서는 β-TCP에 철 이온이 치환되었을 때 열처리 온도에 따른 구조의 변화를 분석하고, 이에 따른 생분해 특성을 평가하였다. 또한 분해 후의 구조를 분석하여 분해 거동을 확인하였다. 철 이온을 치환한 β-TCP는 공침법으로 합성을 하였고, 925℃와 1100℃에서 하소 처리를 실시하였다. X-선 회절 분석과 Rietveld refinement를 이용하여 구조 분석을 실시하였다. 철 이온은 온도에 따라 Fe2+ 또는 Fe3+ 상태로 바뀌기 때문에 β-TCP에 치환되었을 때 열처리 온도에 따라 치환 위치(Ca(4), Ca(5))가 바뀌고, 1100℃에서 열처리를 실시한 철 이온 치환 β-TCP의 분해 속도가 가장 빨랐다. 또한 세포 증식 특성이 향상된 것을 통해 β-TCP에 철 이온을 치환하는 것이 생체적합성과 생체 활성 특성을 향상시키고 골 결손부 회복 등 더욱 다양한 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

TTCP-DCPA-β-TCP-PHA계 골 시멘트 (Bone Cements in TTCP, DCPA, β-TCP and PHA System)

  • 김형준;최성철;석준원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.57-67
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    • 2002
  • 본 연구에서는 Tetracalcium Phosphate(TTCP), Dicalcium Phosphate Anhydrate(DCPA)계 골 시멘트에 $\beta$-tricalcium Phosphate (TCP)와 Precipitated Hydroxy Apatite(PHA)를 첨가하였을 때, 골시멘트의 초기 응결시간과 강도에 미치는 영향 및 in vitro test후의 표면 미세구조의 변화를 관찰하고자 하였다. 골 시멘트에 사용된 TTCP와 $\beta$-TCP는 약 3-5$mu extrm{m}$으로 합성후 분쇄하였으며, DCPA는 0.9$\mu\textrm{m}$, 그리고 PHA는 4$\mu\textrm{m}$의 평균 입경을 가졌다. 각각의 조성으로 배합된 시멘트는 Vicat건에 의한 초기응결시간 측정과 압축강도 시험을 행하였고, 의사체액내에 침적 후 침전 생성물을 x-선 회절 분석과 주사전자현미경을 이용하여 분석, 관찰 하였다. 초기 응결시간은 $\beta$-TCP나 PHA의 존재 유무와 함량의 증가에 따라 크게 좌우되지 않았으나, 분말 : 액상의 비에 영향을 받았으며, 특히 PHA가 함유되는 경우 PHA의 비표면적으로 인하여 응결에 요구되는 액상의 양은 PHA가 없는 경우에 비하여 2배 이상 되었다. $\beta$-TCP PHA의 첨가로 인해 압축강도는 낮아졌고, 이는 수화 생성물인 HAP의 생성 정도가 낮았기 때문이었다. 이는 x-선 회절 분석과 주사전자 현미경 관찰을 통하여 확인할 수 있었다. 본 연구로부터 TTCP-DCPA계 골 시멘트에 $\beta$-TCP나 PHA의 첨가는 기계적 물성과 생체 반응성 향상에 효과적이지 못하다는 것을 확인 할 수 있었다.

Microsotructure Designed Porous Apatite Ceramics Prepared by Hydrothermal Method

  • Ioku, Koji;Fukuhara, Michiko;Fujimori, Hirotaka;Goto, Seishi
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제5권2호
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    • pp.162-164
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    • 1999
  • Microsotructure designed porous ceramics of calcium hydroxyapatite $(Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2)$ were prepared by hydrothermal method. The particle size, shape, and the micro-pore size of the porous hydroxyapatite ceramics could becontrolled. The hydroxyapatite was non-stoichiometric apatite with calcium deficient compositions (Ca/P ratio < 1.67). The composition of non-stoichiometric hydroxyapatite ceramics could be controlled from 1.50 to 1.63 in Ca/P ratio. The hydroxyapatite ceramics preparedc at $105^{\circ}C$ under the saturated vapor pressure for 20h were composed of rod-shaped crystals with about 10$\mu\textrm{m}$ in length with the mean aspect ratio of 40. The porous ceramics of calcium deficient hydroxyapatite had about 45% porosity with the inter-connecting pore structure. Porous hydroxyapatite ceramics prepared hydrothermally had the compressive strength of about 10 to 30 MPa. In addition, porous ceramics of $\beta$-tricalcium phosphate ($\beta-Ca_3(PO_4)_2$) were prepared from the calcium deficient hydroxyapatite.

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