• 제목/요약/키워드: Biocompatibility

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돼지-염소 모델에서 신선 동결된 이종 경동맥 이식편의 시간 경과에 따른 조직병리학적 변화 (Time-related Histopathologic Changes of Fresh Frozen Vascular Xenograft in Pig-to-goat Model)

  • 장지민;김원곤
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제40권3호
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    • pp.180-192
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    • 2007
  • 배경: 최근 이종 심장 이식에서 이종항원 및 항체로 인한 초급성 또는 급성 거부반응이 중 또는 대구경의 혈관이나 판막에서는 일어나지 않는다는 보고들이 있다. 이는 이런 부위에서 이종 항원의 발현이 다른 부위보다 낮고 내피세포에 미치는 전단력이 크기 때문인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이들 보고를 바탕으로 돼지-염소 모델에서 중 또는 대구경의 혈관에 해당하는 경동맥을 이용한 이종 동맥 이식을 시행하고 정해진 기간 경과 후 이식편을 적출하여 이종 이식 혈관의 생체 내 중, 장기 개통성 및 조직병리학적 변화 양상을 관찰하여 이종 혈관 이식의 생체 내 장기 적합성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 10쌍의 돼지-염소 조합을 실험군으로 하여 1주, 1개월, 3개월, 6개월 및 12개월의 정해진 기간으로 나누어 각 기간마다 2마리의 돼지에서 양측 경동맥을 채취하여 얻은 4개의 경동맥편을 다른 처리를 하지 않고 $-70^{\circ}C$에서 보존한 후 2마리의 염소의 양측 경동맥에 각각 이식하였다. 보존 기간은 2일에서 7일로 대부분 7일 이내에 동물 실험을 시행하였다. 이식 후 주기적인 도플러 초음파 검사로 개통성을 평가하였고, 정해진 기간이 경과한 후에 염소에서 이식된 혈관 도관을 적출하여 관찰한 후 hematoxylin-eosin과 Masson's trichrome 염색을 시행하였다. 또한 T 임파구 표식자와 von Willebrand factor에 대한 면역화학염색을 시행하였다. 결과: 실험군 중 1주와 1년으로 정해진 2마리의 염소가 실험 과정과는 무관한 이유로 사망하였고, 나머지 8마리가 실험 종료시점까지 생존하였다. 생존한 8마리의 염소 가운데 3개월로 지정된 염소에서 일측 경동맥의 폐색이 발견되었으나 나머지 염소에서는 혈관의 개통성이 잘 유지되었으며, 동맥류를 형성한 이식편은 없었다. 정해진 기간 별로 적출하여 관찰하였을 때 혈관 문합부위는 잘 보존되어 있었고, 석회화는 관찰되지 않았다. 조직학적 검사에서 이식편의 혈관 내피세포는 이식 1주 후에는 소실되어 있었고, 1개월째에는 수용체인 염소의 내피세포로 재세포화 되는 양상을 보였다. 중막 및 외막에도 염증반응과 함께 수여자의 섬유아세포 및 근섬유아세포가 침윤되는 양상을 보였다. 재내피세포화 과정은 양측 문합 부위에서 시작하여 이식된 혈관의 중간 부위로 진행되는 양상이었으며, vWF에 대한 면역조직화학 염색을 통해 이식 후 1개월에 이식편의 전체에 걸쳐 재내피세포화가 이루어졌음을 관찰할 수 있었다. 신생 내막의 비후와 외막의 염증반응이 이식 후 3개월까지 심하였으나 그 이후에는 감소된 양상을 보였다. 이식 편에서 T 임파구 표식자인 CD3 양성인 세포들의 비율은 매우 낮았다. 결론: 신선 동결된 이종 동맥은 조직학적으로 이종 면역 반응에 큰 영향을 받지 않고 생체 내에서 장기 개통성을 유지하였다.

수종의 흡수성 차단막의 생체 분해도와 조직학적 반응 (Resorbability and histological reaction of bioabsorbable membranes)

  • 석헌주;권석훈;김창성;최성호;전동원;김종관
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제32권4호
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    • pp.781-800
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    • 2002
  • The major goals of periodontal therapy are the functional regeneration of periodontal supporting structures already destructed by periodontal disease. There have been many efforts to develop materials and therapeutic methods to promote periodontal wound healing. With the development of non-resorbable membrane, GTR has proved to be the representive technique of periodontal regeneration. However, due to various clinical problems of non-resorbable membrane, resorbable membrane was developed and it showed to be clinically effective. The newly developed Para-Dioxanone membrane has a characteristic of non-woven fabric structures which is different from the generally used membranes with structure of mesh form. In addition, Chitosan membrane has been developed to apply its adventage maximally in GTR. Although a number of different types of membranes had been clinically used, researches on absorption rate of membranes were inadequate and limited to subjective opinions. However, since long term period of resorption and space maintenance are required in implant or ridge augmentation, accurate verification of resorption rate is clinically important. In this study, we had implanted Resolut(R), Biomesh(R), Para-Dioxanone membrane and Chitosan membrane (Size : 4mm ${\times}$ 4mm) on dorsal side of Sprague Dawley rat, and sacrified them after 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks respectively. Histologic observation was carried out, and the following results were obtained by calculating the objective resorption rate. 1. In case of Resolut(R), external resorption took place initially, followed by internal resorption. Surface area are 5.76${\pm}$2.37$mm^2$, 4.90${\pm}$l.06$mm^2$, 4.90${\pm}$0.98$mm^2$ at 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks respectively, and invasion rate of connective tissue to membrane are 31.6${\pm}$4.5%, 52.8${\pm}$9.4%, 56.4${\pm}$5.1% respectively. 2. Biomesh(R) showed a pattern of folding, relatively slow resorption rate with small size of membrane. Surface area are 3.62${\pm}$0.82$mm^2$, 3.63${\pm}$0.76$mm^2$, 4.07${\pm}$1.14$mm^2$ at 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks respectively, and invasion rate of connective tissue to membrane are 26.1${\pm}$5.8%, 30.9${\pm}$3.4%, 29.2${\pm}$3.6%, respectively. 3. Para-Dioxanone membrane was surrounded by fibrous conncetive tissue externally, and resorption took place internally and externally. Surface area are 5.96${\pm}$1.05$mm^2$, 4.77${\pm}$10.76$mm^2$, 3.86${\pm}$0.84$mm^2$ at 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks respectively, and invasion rate of connective tissue to membrane are 30.7${\pm}$5.1%, 53.3${\pm}$4.4%, 69.5${\pm}$3.1%, respectively. 4. Each fiber of Chitosan membrane was surrounded by connective tissue and showed external resorption pattern. It showed little invasion of inflammatory cells and excellent biocompatability. The resorption rate was relatively slow. Surface area are 6.01${\pm}$2.01$mm^2$, 5.49${\pm}$1.3$mm^2$, 5.06${\pm}$1.38$mm^2$ at 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks respectively, and invasion rate of connective tissue to membrane are 31.3${\pm}$3.6%, 38.4${\pm}$3.80%, 39.7${\pm}$5.6%, respectively. Consequently, Para-Dioxanone membrane and Chitosan membrane are found to be clinically effective for their excellent tissue reaction and biocompatibility. Futhermore, the advantage of bone regenerating ability as well as the relatively long resorption period of Chitosan membrane, it might be widely used in implant or ridge augmentation.

인체 섬유모세포(HGF-1) 배양에서 소아용 치과금속재의 세포친화성에 대한 분자생물학적 연구 (A MOLECULAR BIOLOGIC STUDY ON BIOCOMPATIBILITY OF METALLIC DENTAL MATERIALS USED FOR CHILDREN WITH CULTURED HUMAN GINGIVAL FIBROBLASTS)

  • 김주미;정태성;김신
    • 대한소아치과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.243-254
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    • 2002
  • 소아치과 임상에 흔히 사용되는 3종의 금속재에 의한 인체 섬유모세포(HGF-1)를 이용하여 세포독성에 대한 세포적 및 분자적 접근을 시도하였다. 세포의 성장과 증식 및 세포사, 그리고 이들과 관련된 세포내 신호전달물질 발현의 변화를 보고자 하였고, 세포사는 screening한 후 세포사의 유형(necrosis/apoptosis)을 규명하고자 하였다. HGF-1은 DMEM으로 계대배양한 후 유지하였으며, 사용한 금속재는 stainless steel crown (R), 교정용 band(B), 교정용 wire(W)의 세 종류였다. HGF-1세포의 증식에 대하여 기본적으로 cell count를 하였고, 생존세포 count를 위하여 대조군에 대한 실험군의 상대증식도를 계산하였다. 세포수는 배양일이 지남에 따라 증가하여 7일째에 최고를 나타내었고, 11일째에는 감소하였으며, 대조군과 실험군 사이의 통계적 유의한 차이는 관찰되지 않았다(p>0.05). 대조군에 대한 실험군의 상대증식도 또한 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 세포사에 대한 형태적 소견은 괴사(necrosis)를 나타내었다. PCNA lableing index에 대한 대조군과 실험군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 신호전달 관련 MAP kinase인 ERK1 및 ERK2, p38, JNK는 배양일의 경과에 따른 발현의 변화는 관찰되었으나, 대조군과 각 실험군 간에 차이는 관찰되지 않았다. 결론적으로 본 연구대상인 stainless steel crown, 교정용 band 와 wire, 세 종류의 소아 치과용 금속재는 단기간의 인체섬유모세포를 이용한 세포친화성 검정에 있어서 세포적, 분자적 위해 양상을 나타내지 않았다.

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경화액의 농도와 온도가 인산칼슘시멘트의 유변학적 성질에 미치는 영향에 관한 연구 (The Effect of Temperature and Concentration of Setting Solution on the Rheological Properties of Injectable Calcium Phosphate)

  • 유현미;장석우;박동성
    • 구강회복응용과학지
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    • 제25권1호
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    • pp.73-82
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    • 2009
  • 인산칼슘시멘트(calcium phosphate cement)는 우수한 생체친화성 및 골전도성을 가지고 있어 골이식재로 많이 사용되어 왔다. 인산칼슘시멘트의 중요한 물성 중 하나인 흐름성은 유변학적 성질을 측정하여 확인할 수 있지만, 인산칼슘시멘트의 유변학적 성질에 관한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 이 실험의 목적은 인산칼슘시멘트를 hydroxyprophyl methylcellulose (HPMC) 수용액 및 polyacrylic acid (PAA) 수용액과 각각 혼합하여 주사용 인산칼슘시멘트를 만들고, 각각의 용액의 농도(35%와 17.5%의 HPMC, 2%와 1%의 PAA)와 온도($25^{\circ}C$ and $37^{\circ}C$)가 유변학적 성질에 미치는 영향을 연구하기 위한 것이다. 실험에 사용된 인산칼슘시멘트는 dicalcium phosphate dihydrate (DCPD)이며 유변학적 성질은 자동화된 rheometer를 사용하여 측정하였다. 통계분석은 Mann-whitney test를 사용하였다. 높은 농도의 경화액과 혼합된 인산칼슘시멘트는 (35% HPMC와 2% PAA)는 낮은 농도의 경화액과 혼합된 인산칼슘시멘트 (17.5% HPMC와 1% PAA)보다 각각 유의성 있게 높은 점도를 보였다. HPMC 수용액과 혼합된 인산칼슘시멘트는 $37^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$보다 유의성 있게 높은 점도를 보였다. PAA 수용액과 혼합된 인산칼슘시멘트는 $37^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$보다 낮은 점도를 보였으나 통계적 유의성은 없었다. 또한 실험에 사용된 모든 종류의 인산칼슘시멘트는 의사가소성(pseudoplastic)을 보였다.

과분지 폴리글리세롤(HPG) 강화를 통해 기계적 물성이 향상된 새로운 천연 고분자 기반 자성 하이드로젤의 제조 (Preparation of Novel Natural Polymer-based Magnetic Hydrogels Reinforced with Hyperbranched Polyglycerol (HPG) Responsible for Enhanced Mechanical Properties)

  • 장은혜;장지수;권세현;박정현;정유정;정성욱
    • 청정기술
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    • 제29권1호
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    • pp.10-21
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    • 2023
  • 천연 고분자 이중 네트워크를 기반으로 하는 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성, 낮은 세포 독성, 높은 함수율을 가져 다양한 의학 분야 재료로서 우수한 성능을 가지며 생체 조직 내 표적 약물 전달 시스템에의 응용에도 많은 주목을 받고 있지만 상대적으로 약한 기계적 물성에 의한 한계를 가진다. 본 연구에서는 천연 고분자 산화 알지네이트(alginate di-aldehyde, ADA)와 젤라틴(gelatin)이 형성하는 이중 네트워크 기반의 하이드로젤을 합성하였으며 하이드로젤 내부의 기능기와 수소 결합을 할 수 있는 다량의 수산기(-OH) 기능기를 가지는 과분지 고분자(hyperbranched polyglycerol, HPG)를 0~25%의 범위로 조절하여 첨가하여 최종적으로 기계적 물성이 향상된 천연 고분자 기반 하이드로젤을 합성하였다. 또한, 자철석 나노 입자(Fe3O4 nanoparticles (NPs))를 하이드로젤 내부에 in-situ 방법으로 합성하여 자성이 부여된 천연고분자 하이드로젤의 제조 및 특성 분석을 진행하였다. 결과적으로 Fe3O4 NPs를 도입한 15% HPG 함량의 하이드로젤은 3.8 emu g-1의 포화자화 값을 가지는 초상자성을 보였고, 변형률 67.4%에서 최대 압축 강도 1.1 MPa으로 높은 기계적 물성을 가졌다. 향상된 기계적 물성을 가지는 천연 고분자 기반의 초상자성 하이드로젤은 약물 전달 시스템 및 생체 재료에 매우 중요한 잠재적 용도가 있을 것으로 사료된다.

아말감과 이종(異種)금속의 거리에 따른 부식에 대한 고찰 (A Study on Corrosion according to Distance between Amalgam and Dissimilar Metals)

  • 김주원;정은경
    • 치위생과학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • 본 실험은 제조회사 매뉴얼과 통법에 의해서 Amalgam 합금, Ni-Cr alloy의 Crown용 Verabond, Denture용 Talladium $^{TM}alloy$로 각각 24개의 총 72의 시편을 하악 제1대구치근 원심 치관 폭경과 임상에서의 MOD cavity를 고려하여 제작하였고 인공 타액 80ml를 담은 200ml 용 비이커에 시편을 넣어 0mm, 7mm, 40mm 거리에서 7일 후 갈바닉 부식을 측정하였다. 유리금속은 유도 플라즈마 방출 분광기(Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometer(ICP-AES, JY-50P, VG Elemental Co. France)로 전해액내의 Cu, Ag, Ni, Cr, Sn, Zn, Hg를 정량 분석했으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, Cu, Sn, Ag, Hg, Zn은 아말감이 금 합금과 접촉했을 때가 크라운용 Ni-Cr alloy와 덴쳐용 Talladium alloy 보다 아주 많이 유리 했으며 금 합금이 구강조직과 생체 적합성이 가장 좋다지만 아말감과 함께 있을 때 가장 불리 했슴을 알 수 있었다. 둘째, 아말감이 금 합금과 접촉했을 때, 금 합금의 조성에서 Ni, Cr 같은 중금속이 함유되지 않았기 때문인지 전혀 유리되지 않았으나 Sn은 조성에는 없었지만 $227.1{\pm}18.0035{\mu}g/cm^2$나 유리 되었고 Hg도 유리되었는데 이는 아말감 자체의 유리 물질임을 추측할 수 있었다. 셋째, 아말감 합금과 금 합금 사이에서의 0mm, 7mm, 40mm 거리에서는 Cu, Ag는 유의성이 있었으며 Hg는 유의성이 없었다. 이는 금합금은 절대 아말감과 같이 사용해서 안되며 이종 보철물 사이의 거리에 관계없이 사용을 금해야 하는 것으로 사료된다. 넷째, 아말감합금이 Crown용 Ni-Cr 합금과 접촉했을 때 아말감의 Ag이 유리 되지 않았으며 Zn, Ni, Sn, Hg, Cu의 순으로 유리되었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 다섯째, 아말감합금이 Denture용 Talladium alloy 합금과 접촉했을 때 0mm, 7mm, 40mm 거리에서도 유의성이 있었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 여섯째, 인공 타액에서 접촉 시 Amalgam alloy와 Gold, Verabond, Talladium alloy의 Cu, Sn, Ag, Hg, Zn, Ni, Cr의 ICPES 검사 결과 Cu, Hg가 유의성을 있었다. 일곱째, 인공타액에서 아말감합금과 두 비귀금속인 Ni-Cr alloy(crown용), Denture용 Talladium alloy가 접촉한 경우 거리에 따른 Hg, Ni, Cr의 유리 부산물에서 유의성을 확인했다.

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