• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.376-384
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• 2009

연구목적: 본 연구에서는 양극산화 임플란트 표면에 서로 다른 두 가지 방법, Ion beam-assisted deposition (IBAD)법과 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 임플란트 시편에 골모세포를 배양하였을 때 세포의 증식, 분화, 형태에 어떠한 영향을 미치는지 조사하고자 한다. 연구재료 및 방법: 지름 10 mm, 두께 2 mm 인 상업용 순수 titanium grade IV 재질의 디스크를 제작하였고, 모든 시편은 acetone, 70% ethanol, 증류수에서 각각 10분씩 세척 후 건조하였다. 모든 표면은 300 V의 constant voltage하에서 양극 산화 (anodized)시킨다. 실험군은 양극산화 임플란트 표면에 각각 IBAD법과 Solgel법으로 Ca-P 코팅하였다. 각 표면의 미세표면 거칠기(Ra)를 측정하였고, SEM을 통해 표면의 형상을 관찰하였다. 골모세포을 배양한 후 각 표면군의 세포 증식, ALP 활성도 및 RT-PCR를 통한 골세포 분화 능력 검증을 하였으며, SEM을 통해 세포의 형상도 확인하였다. 통계분석은 SPSS (version 12.0) 프로그램을 이용하여 Kruskal-Wallis Test로 각 군의 유의성을 검증하였다 ($\alpha$=0.05). 결과: IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면보다 표면 거칠기 (Ra) 값이 더 크게 나타났다 (P<.05). IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면 보다 세포 증식이 더 활발하고 골세포 조기 분화 정도를 확인 할 수 있는ALP 활성도 또한 더 높게 나타났다 (P<.05). SEM 관찰 결과IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면에 골모세포들이 친화성을 띄면서 안정적으로 부착되었다. 결론: IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면이 Sol-gel법으로 Ca-P 코팅한 표면보다 더 우수한 세포 반응을 보였다. IBAD법으로 Ca-P 코팅한 표면의 세포들은 증식이 잘 이루어지고 잘 분화된 골모세포 형상을 보이고 ALP 활성도 또한 높아 골 형성을 증가시켜 높은 골-임플란트 접촉을 보일 것이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권4호
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• pp.375-390
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• 2009

하악 완전 무치악 환자에서 이공 사이에 2개의 임플란트를 식립한 후 4종류의 어태치먼트를 사용한 하악 오버덴쳐를 제작하여 유한요소 모델을 만들고 여기에 3가지 하중 조건을 가하여 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 10.0을 이용하여 어태치먼트 종류에 따른 임플란트 주위골과 보철물 및 임플란트와 골 사이 계면에 발생하는 최대 응력의 크기와 응력 분포양상을 분석하였다. 하악골체의 전체적인 골격구조에서 치아 부분은 오버덴쳐로 모델을 형성하였고 오버덴쳐와 하악골 사이에 2mm 두께의 점막을 삽입하였다. 임플란트 오버덴쳐의 유한요소 모델은 ball and socket, Locator, magnet, bar의 각각 4가지 형태를 제작하였다. 고정체의 식립 위치는 양측 이공 전방이고, 경계 조건 중 고정점은 하악각 부위와 모형의 최후방 절점들을 고정점으로 설정하였다. 하중조건은 오버덴쳐의 좌측 제 2소구치에서 제 2대구치 편측 부위에 170N의 하중을, 좌 우측 제 2소구치에서 제 2대구치 양측 부위에 170N의 하중을, $90^{\circ}$수직 방향, $45^{\circ}$경사, 그리고 $0^{\circ}$ 수평 방향으로 가하였다. 결과 분석시 모든 하중방향에서 응력의 크기는 bar에서 임플란트나 오버덴쳐에서 가장 크게 나타났으며, 계면에서의 응력은 모든 어태치먼트에서 비슷한 응력분포가 나타났다. Ball and socket, Locator, magnet에서는 유의성을 보이지 않았다. 응력의 분포도에서는 4종류의 어태치먼트 모두 임플란트 치경부에서 응력이 집중된 양상을 보였으며 bar타입에서는 bar의 중앙에 응력이 크게나타났다. 이상의 결과로 볼 때 어태치먼트의 종류에 따라 응력분포의 차이가 있었음을 확인할 수 있었다. 어태치먼트의 선정 시 응력집중을 완화시킬 수 있는 바람직한 설계와 선택이 필요하리라 사료된다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제29권4호
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• pp.289-300
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• 2007

Purpose: This study was aimed to histologically evaluate $Silicone^{(R)}$, $Gore-tex^{(R)}$, $AlloDerm^{(R)}$, and $Medpor^{(R)}$ implants for augmentation rhinoplasty after graft in the subperiosteum of mural calvarium respectively. Materials and method: Twenty four male ICR mice were used. $Silicone^{(R)}$, $Gore-tex^{(R)}$, $AlloDerm^{(R)}$, and $Medpor^{(R)}$ were grafted respectively in the subperiosteum of frontal bone. Animals were sacrificed at 1 week, 4 week and 8 week after graft. Histological observation was performed after H&E staining. Results: All groups were healed without any extrusion of implant materials and inflammatory cell infiltration. In Silicone group, $Silicone^{(R)}$ was well enclosed by thin fibrous tissue at 1 week, which became thicker and stable at 4 weeks and 8 weeks. And there was no destruction or resorption of $Silicone^{(R)}$ In Gore-tex group, there was no destruction or resorption of $Gore-tex^{(R)}$. Thin fibrous tissue and cell infiltration from peripheral tissue were observed at 1 week, 4 weeks and 8 weeks. In AlloDerm group, $AlloDerm^{(R)}$ was enclosed by fibrous tissue. Cell infiltration was observed at 1 week, 4 weeks and 8 weeks. In Medpor group, there was no inflammation, destruction or resorption of $Medpor^{(R)}$ and it was contacted directly to the bone without interposition of fibrous tissue. Porous area was filled by bone or soft tissue. Conclusion: These results suggest that $Gore-tex^{(R)}$, $AlloDerm^{(R)}$, and $Medpor^{(R)}$ graft are more stable than $Silicone^{(R)}$ graft and that $Silicone^{(R)}$, $Gore-tex^{(R)}$, $AlloDerm^{(R)}$ are appropriate for graft on nasal tip and $Medpor^{(R)}$ is appropriate for graft on nasal dorsum.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제49권1호
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• pp.2-13
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• 2019

Purpose: The aim of this study was to conduct a histologic evaluation of irradiated calvarial defects in rats 4 weeks after applying fibroblast growth factor-2 (FGF-2) with hyaluronan or biphasic calcium phosphate (BCP) block in the presence or absence of adjunctive hyperbaric oxygen (HBO) therapy. Methods: Twenty rats were divided into HBO and non-HBO (NHBO) groups, each of which was divided into FGF-2 and BCP-block subgroups according to the grafted material. Localized radiation with a single 12-Gy dose was applied to the calvaria of rats to simulate radiotherapy. Four weeks after applying this radiation, 2 symmetrical circular defects with a diameter of 6 mm were created in the parietal bones of each animal. The right-side defect was filled with the materials mentioned above and the left-side defect was not filled (as a control). All defects were covered with a resorbable barrier membrane. During 4 weeks of healing, 1 hour of HBO therapy was applied to the rats in the HBO groups 5 times a week. The rats were then killed, and the calvarial specimens were harvested for radiographic and histologic analyses. Results: New bone formation was greatest in the FGF-2 subgroup, and improvement was not found in the BCP subgroup. HBO seemed to have a minimal effect on new bone formation. There was tendency for more angiogenesis in the HBO groups than the NHBO groups, but the group with HBO and FGF-2 did not show significantly better outcomes than the HBO-only group or the NHBO group with FGF-2. Conclusions: HBO exerted beneficial effects on angiogenesis in calvarial defects of irradiated rats over a 4-week healing period, but it appeared to have minimal effects on bone regeneration. FGF-2 seemed to enhance new bone formation and angiogenesis, but its efficacy appeared to be reduced when HBO was applied.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.125-135
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• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제35권2호
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• pp.335-343
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• 2005

Inorganic bovine bone mineral has been widely researched as bone substitution materials in orthopedic and oral and maxillofacial application. OCS-B(NIBEC, Korea) is newly-developed inorganic bovine bone mineral. The aim of this study is to evaluate the safety and efficacy of bovine bone-derived bone graft material(OCS-B). Micro-structure of newly-developed inorganic bovine bone mineral(OCS-B) was analyzed by scanning electron microscope(SEM). Round cranial defects with eight mm diameter were made and filled with OCS-B in rabbits. OCS-B was inserted into femoral quadrant muscle in mouse. In scanning electron microscope, OCS-B was equal to natural hydroxyapatite. Rabbits were sacrificed at 2 weeks and 4 weeks after surgery and mice were sacrificed at 1 week and 2 weeks after surgery. Decalcified specimens were prepared and observed by microscope. In calvarial defects, osteoid and new bone were formed in the neighborhood of OCS-B at 2 weeks after surgery. And at 4 weeks after surgery osteoid and new bone bridge formed flourishingly. No inflammatory cells were seen on the surface of OCS-B at 1 week and 2 weeks in mouse experimental group. It is concluded that newly-developed inorganic bovine bone mineral(OCS-B) is a flourishing bone-forming material and biocompatible material.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제31권1호
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• pp.1-23
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• 2001

Chitosan is biodegradable natural polymer that has been demonstrated its ability to improve wound healing, and calcium metaphosphate(CMP) is a unique class of phosphate minerals having a polymeric structure. In this study, chitosan/CMP and platelet derived growth factor(PDGF-BB) loaded chitosan/CMP sponges were developed, and the effect of the sponges on bone regeneration and their possibility as scaffolds for bone formation by three-dimensional osteoblast culture were examined. PDGF-BB loaded chitosan/CMP sponges were prepared by freeze-drying of a mixture of chitosan solution and CMP powder, and soaking in a PDGF-BB solution. Fabricated sponge retained its 3-dimensional porous structure with $100-200\;{\mu}m$ pores. The release kinetics of PDGF-BB loaded onto the sponge were measured in vitro with $^{125}I-labeled$ PDGF-BB. In order to examine their possibility as scaffolds for bone formation, fetal rat calvarial osteoblastic cells were isolated, cultured, and seeded into the sponges. The cell-sponge constructs were cultured for 28 days. Cell proliferation, alkaline phosphatase activity were measured at 1, 7, 14 and 28 days, and histologic examination was performed. In order to examine the effect on the healing of bone defect, the sponges were implanted into rat calvarial defects. Rats were sacrificed 2 and 4 weeks after implantation and histologic and histomorphometrical examination were performed. An effective therapeutic concentration of PDGF-BB following a high initial burst release was maintained throughout the examination period. PDGF-BB loaded chitosan/CMP sponges supported the proliferation of seeded osteoblastic cells as well as their differentiation as indicated by high alkaline phosphatase activities. Histologic findings indicated that seeded osteoblastic cells well attached to sponge matrices and proliferated in a multi-layer fashion. In the experiments of implantation in rat calvarial defects, histologic and histomorphometric examination revealed that chitosan/CMP sponge promoted osseous healing as compared to controls. PDGF-BB loaded chitosan/CMP sponge further echanced bone regeneration. These results suggested that PDGF-BB loaded chitosan/CMP sponge was a feasable scaffolding material to grow osteoblast in a three-dimentional structure for transplantation into a site for bone regeneration.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제29권6호
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• pp.467-473
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• 2007

이 실험은 이식재로 Deproteinated Bovine Bone Powder (DBBP)를 사용하였을 때와 골 이식재를 사용하지 않고 단순히 Absorbable Gelatin Sponge(AGS)만을 사용하였을 때의 BMP4와 BMP6의 상대적인 발현량을 real-time RT-PCR을 이용하여 비교해 보기 위한 것으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. BMP4의 경우 처음 1일째와 3일째의 경우 DBBP군과 AGS군 모두 일정하게 증가하였으나 5일째 AGS군에서 감소하다가 7일째 다시 증가하였으며 9일째 다시 감소하였다. DBBP군에서는 7일까지 계속하여 증가하다가 9일째 감소하였다. DBBP군이 AGS군에 비해 발현의 양이 많은 경우가 많았지만 유의성은 없었다 (p>0.05). 2 BMP6의 경우 처음 1일째와 3일째의 경우 DBBP군과 AGS군 모두 일정하게 증가하였으나 5일째 AGS군에서 감소하다가 7일째 다시 증가하였으며 9일째 다시 감소하였다. DBBP군에서는 7일까지 계속하여 증가하다가 9일째 감소하였다. AGS군이 DBBP군에 비해 발현의 양이 많은 경우가 많았지만 유의성은 없었다 (p>0.05). 3. 두 군간에 동일시기에 BMP발현이 유의할 만한 차이를 보이지 않는 것은 DBBP와 AGS 모두 space retainer로서 작용을 하여 혈병중의 BMP발현의 양상이 비슷하기 때문으로 여겨진다. 4. 따라서 DBBP가 AGS에 비해 초기 골재생에 크게 유리한 점은 없는 것으로 여겨지며 초기 골 형성에서 BMP의 발현은 이식재의 종류가 아니라 물리적인 carrier로서의 작용이 더 중요한 것으로 여겨진다.

• 대한치과보철학회지
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• 제43권4호
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• pp.562-572
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• 2005

Statement of problem : Titanium is widely used as an implant material lot artificial teeth. Also, studies on surface treatment to form a fine passive film on the surface of commercial titanium or its alloys and improving bioactivity with bone have been carried out. However, there is insufficient data about the biocompatibility of the implant materials in the body. Purpose: The purpose of this study was to examine whether the precipitation of apatite on titanium metal is affected by surface modification. Materials and methods: Specimens chemically washed for 2 minute in a 1:1:1.5 (in vol%) mixture of 48% HF 60% $HNO_3$ and distilled water. Specimens were then chemically treated with a solution containing 97% $H_2SO_4$ and 30% $H_2O_2$ at $40^{\circ}C$S for 1 hour, and subsequently heat-treated at $400^{\circ}C$ for 1 hour. All specimens were immersed in the HBSS with pH 7.4 at $36.5^{\circ}C$ for 15 days, and the surface were examined with TF-XRD, SEM, EDX and XPS. Also, commercial purity Ti specimens with and without surface treatment were implanted in the abdominal connective tissue of mice for 4 weeks. Conventional aluminium and stainless steel 316L were also implanted for comparison. Results and conclusions : The results obtained were summarized as follows. 1. An amorphous titania gel layer was formed on the titanium surface after the titanium specimen was treated with a $H_2SO_4$ and $H_2O_2$ solution. The average roughness was $2.175{\mu}m$ after chemical surface treatment. 2. The amorphous titania was subsequently transformed into anatase by heat treatment at $400^{\circ}C$ for 1 hour. 3. The average thickness of the fibrous capsule surrounding the specimens implanted in the connective tissue was $46.98{\mu}m$ in chemically-treated Ti, and 52.20, 168.65 and $100.95{\mu}m$ respectively in commercial pure Ti, aluminum and stainless steel 316L without any treatment.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권2호
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• pp.141-151
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• 2013

티타늄 산화막을 나노단위에서 변형시키는 방법은 다공성 표면을 강화하는 내부적 접근과 나노입자를 피복하는 외부적 접근으로 나눌 수 있다. 나노표면은 나노튜브, 나노피트, 나노노듈 및 다형구조 등 다양한 형태를 지닌다. 형성방법 및 형성재료에 따라 다른 표면이 생성되지만, 현재까지 표준화된 형성방법은 없다. 나노표면을 분석해 보면 마이크론 단위의 표면구조에는 영향을 미치지 않으며 전기화학적으로 안정적이다. 나노표면은 세포독성이 거의 없으며 조골세포의 증식과 분화를 모두 촉진하고, 섬유모세포의 증식을 저해하여 연조직 개재를 감소시키는 효과를 가진다. 또한 세포 및 단백질과 유사한 크기 및 형태를 가지기 때문에 조직과의 친화성이 우수하여 골유착을 증진시킨다. 하지만 그 작용이 미치는 범위는 극히 제한되어 있기 때문에 골조직과의 거리가 있는 경우에는 효과가 미미하다. 마이크론 단위의 표면과는 달리 나노표면은 광촉매효과로 인한 항균작용을 가지지만 지속시간이 짧아 실제 임상에서의 적용효과는 의문시 된다. 하지만 마이크론 단위의 표면거칠기가 가지는 단점을 배제할 수 있어 다양한 가능성을 가지기 때문에 더 많은 연구가 필요하다.