• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제26권2호
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• pp.429-447
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• 1996

Transforming growth factor $-{\beta}$ is one of the polypeptide growth factors that mediate the activity of mesenchymal cells and regulate wound healing process via cell proliferation, migration and extracellular matrix formation. The purposes of this study is to evaluate the effects of transforming growth factor $-{\beta}$ on the protein synthetic activity of human periodontal ligament cells and human gingival fibroblasts. The cells which were prepared were primary cultured gingival fibroblasts and periodontal ligament cells from humans, and the fourth or sixth subpassage were used in the experiments. Cells were seeded and at a confluent state, 0, 0.5, I, 2.5, 5, 10 ng/ml $TGF-{\beta}$ and $2{\mu]Ci/ml\;[^3H]$ proline were added to the cells and cultured for 24 hours. Then, 1 and 5 ng/ml concentrations were selected and added to confluent cells and cultured for 24 and 48 hours. They were labeled with $2{\mu}Ci/ml\;[^3H]$ proline for 24 hours and a collagen assay was done by the Peterkofsky and Diegelman method. The results were presented as the mean disintegration per minute (dpm) per well and S.D. of four determinations, The results were as follows. : The total protein, collagen and noncollagenous protein synthesis in periodontal ligament cells and gingival fibroblasts were increased dose- dependently by transforming growth factor-p to 2.5-5 ng/ml concentration and decreased at 10 ng/ml concentration. The percent of collagen was slightly changed according to the concentration of transforming growth factor-po The effect of transforming growth $factor-{\beta}$ was not specific for collagen synthesis since it increased the total, noncollagenous and collagenous protein, simultaneously. In the comparison of protein synthetic activity between the human periodontal ligament cells and human gingival fibroblasts, the human gingival fibroblasts had higher activities than the human periodontal ligament cells at all times and concentrations of $TGF-{\beta}$. In the comparison of protein synthetic activity between the 24 hour effect and the 48 hour effect of $TGF-{\beta}$, the 48 hour cultured cells' synthetic activity decreased more than the 24 hour cultured cells at human periodontal ligament cells and human gingival fibroblasts. In conclusion, $TGF-{\beta}$ has important roles in the stimulation of protein synthesis in human periodontal ligament cells and human gingival fibroblasts. Thus, it may be useful for clinical application in periodontal regenerative procedures.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제26권2호
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• pp.396-413
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• 1996

Current acceptable methods for promoting periodontal regeneration are based on removal of diseased soft tissue. root treatment, guided tissue regeneration, introduction of new graft materials and biological mediators. Insulin-like growth factor-I(IGF-I) and Platelet-derived growth factor-BB(PDGF-BB), the members of the polypeptuyde growth factor family have been reported as the biological mediators which regulate a variety cellular matrix biologic activities of wound healing process including the cell proliferation, migration and extracellular matrix synthesis.The purposes of this study is to evaluate the combination effects of IGF-I and PDGF-BB on the cellular activity of the periodontal ligament cells to act as a regeneration promoting agent of periodontal tissue. Human periodontal ligament cells were prepared from the first premolar tooth extracted for the orthodontic treatment and were cultured in DMEM containing 10% FBS at the $37^{\circ}C$, 5% CO2 incubator. Author measured the DNA synthetic activity, and total protein, collagen and noncollagenous protein synthetic activities according to the concentration of 10,100ng/ml IGF-I and1,10 ng/ml PDGF-BB in combination. The results were as follows: Significantly increased in the 1 ng/ml PDGF-BB alone compared to the 10 ng/ml PDGF-BB alone(P<0.01) and in the 1 ng/ml PDGF-BB and 10, 100ng/ml IGF-I in combination compared to the 1 ng/ml PDGF-BB alone(P<0.05, P<0.0l). The synthetic activity of the total protein and collagen is significantly increased like to the synthetic activity of the DNA(P<0.05). The synthetic activity of the noncollagenous protein is increased according to the concentration of IGF_I, but not statistically statistically significant(P>0.05). The percent of the collagen is significantly in the 1ng/ml PDGF-BB and 10ng/ml IGF-I in combination compared to the 1ng/ml PDGF-BB alone(P<0.05) and in the 10ng/ml IGF-I in combination compared to the 10ng/ml PDGF-BB alone(P<0.05). The synthetic activity of the DNA is In conclusions, the percent study shows that PDGF-BB and IGF-I in combination have a potentiality to enhance the DNA synthesis and the total protein and collagen synthesis of The periodontal ligament cells, especially it is more significant in the low concentration of PDGF-BB compared to the high one. Thus, the PDGF-BB and IGF-I in combination may have important roles in promotion of periodontal litgment healing, and consequently, may useful for clinical application in periodontal regenerative procedures.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제24권2호
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• pp.303-320
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• 1994

치주조직의 재생을 위하여 다양한 방법이 제시되어 왔으나 최근에는 치주인대세포를 선택적으로 유도하여 증식시키는 방법으로 성장인자에 대한 연구가 진행되고 있다. 중배엽세포를 조절하는 인자 중의 하나인 혈소판유래성장인자(Platelet-Derived Growth Factor, 이하 PDGF-AA, BB로 표기)는 폴리펩타이드계 성장인자로써 다양한 세포들에 대해 증식, 이주 및 기질합성에 촉진효과가 있다고 보고된 바 있다. 본 연구는 배양된 치주인대세포에 혈소판유 래성장인자를 농도별로 주입해서 세포의 증식능, 단백질 및 교원질 합성능을 측정해 보고, 골형성세포로의 분화에 대한 표식인자로 알칼린인산효소활성도를 알아보므로서 혈소판유래성장인자가 치주인대세포에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 교정치료를 위해 내원한 환자로 부터 건강한 제일소구치를 발거하여 치주인대세포를 분리, 배양하여 PDGF-AA, BB를 주입시키지 않은 군을 대조군으로 하고, PDGF -AA, BB를 각각 0.1, 1, 10, 100ng/ml로 주입시킨 군을 실험군으로하여 DNA 합성능, 총단백질과 교원질 합성능 및 알칼린인산효소활성도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DNA 합성능에 미치는 PDGF -AA, BB의 효과는 양군 공히 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으나 100ng/ml의 PDGF-BB를 투여한 군에서는 대조군과 유사한 정도를 나타내었다. 치주인대세포의 총단백질 합성양에 미치는 PDGF -AA, BB의 효과는 PDGF-AA, BB투여군 공히 농도가 증가함에 따라 총단백질 합성양이 증가하는 경향을 보였으며, 총단백질 합성양에 대한 PDGF-BB의 효과가 PDGF-AA보다 100ng/ml 투여군에서 현저히 높게 나타났다. 총단백질을 교원질(collagenase digestible protein : CDP)과 비교원성 단백질(noncollagenous protein : NCP)로 분류하여 비교하였을때 PDGF-AA, BB 투여군 공히 농도가 증가함에 따라 비교원성 단백질 합성양과 교원질 합성양이증가하는 경향을 보였으며, 양군 모두에서 비교원성 단백질 합성양이 교원질 합성양보다 높게 나타났다. 총단백질에 대한 교원질의 상대적 비율은 양군 공히 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내므로써 PDGF-AA, BB는 교원질에 특이하게 합성을 증가시키는 효과는 없음올 나타내었다. 알칼린인산효소활성도는 7, 14일째에서 PDGF-AA, BB 투여군 모두 대조군과 별 차이를 보이지 않았다.

• 대한치과교정학회지
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• 제24권4호
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• pp.933-943
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• 1994

The present study was undertaken to determine the effect of tensile force on DNA and protein biosynthesis in bone cells, and to identify the cell type(s) which primarily respond to external physical force among the heterogenous bone cell populations. As a prerequisite for this study, two bone cell populations which retain fibroblastic and osteoblastic feature were isolated from fetal rat calvaria with sequential enzyme digestion scheme. Tensile force was delivered to each bone cell population by two acrylic resin plates connected with a orthodontic expansion screw during culture period. Rate of DNA and protein synthesis in each bone cell population were assessed by the incorporated radioactivity of $[^3H]-thymidine$ into DNA and $[^3H]-proline$ into fraction of collagenase-digestible protein and noncollagenous protein, respectively. DNA synthesis of osteoblast-like calvarial cell populations was increased significantly by the application of tensile force for 24 hours. In contrast, no alteration in DNA synthesis of fibroblast-like populations could be observed in response to applied force. Tensile force induced the change in protein synthesis of bone cell populations with the same pattern. Total protein and collagen synthesis were increased whithin 24 hours in osteoblast-like populations, but not in fibroblast-like populations by tensile force application. These findings indicate that physical force can affect cellullar activity of the particular cell population, not all cell Populations residing in bone and osteoblasts respond more sensitively than fibroblasts. So osteoblasts can modulate the behavior of other bone cells including osteoclasts by producing several local regulating factors of bone metabolism. In this context, preferential responsiveness of osteoblasts to applied tensile force observed in this study suggests that osteoblasts may play an important role in regulation of physical force-induced remodelling process.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제35권6호
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• pp.353-359
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• 2013

Purpose: Extensive research is actively ongoing for development of an ideal bone substitute that meets the gold standard. Tooth was selected as a donor site for evaluation of potentials in bone substitutes based on its similar chemical compositions to alveolar bone. Previous studies have evaluated inorganic components of autogenous tooth bone graft material (AutoBT) and osteoconductivity. In continuation from the previous studies, the current study was conducted for analysis of organic components and evaluation of osteoinductivity of AutoBT. Methods: Forty-six extracted teeth were collected from actual patients (Korea Tooth Bank, R&D Institute). Extracted teeth were processed into AutoBT and implanted in dorsal subcutaneous muscular tissues of 15 athymic mice. Biopsy samples were harvested at two, five, and eight weeks. The Bradford assay, sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gradient gel, and western blotting were performed for investigation of organic contents of AutoBT. Results: Histology analyses showed signs of new bone formation as early as two weeks. Results of the Bradford assay indicated the existence of noncollagenous proteins (NCP). 0.29% (2.89 mg/g) of proteins were extracted by weight in the root portion of AutoBT; 0.02% (0.029 mg/g) and 1.79% (17.93 mg/g) of proteins were measured by weight in crown and block-form of AutoBT, respectively. However, recombinant human bone morphogenetic protein-2 was not observed in AutoBT. Conclusion: Within the limitation of the current study, AutoBT induced new bone formation by NCP embedded in dentin.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제18권3호
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• pp.411-427
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• 1996

The purpose of this study was to observe the healing process and the distribution of fibronectin in injured condylar cartilage and bone by using LM and SEM. In order to perform this study, 40 male rat, weighing about 250g were selected. Under general anesthesia with Pentobarbital sodium, condylar cartilage and neck bone were resected. Then, the wound was irrigated with saline and closed with 5-0 chromic catgut and 4-0 silk by layer-to-layer suturing. The experimental rats were sacrificed by perfusion with 3% paraformaldehyde at 1st and 4th week after operation. The condylar process and surrounding tissues were cut, demineralized, dehydrated and embedded in paraffin. The histological observation of the specimens in LM level was performed after H-E stain and Azan stain. For localization of fibronectin, immunostaining was achieved by the avidin-biotin complex method. To study the change on condylar surface, the specimens were dehydrated, dried, gold coated and were observed with a scanning electron microscope(Hitachi S-2300). The results were as follows ; 1. The cartilage group and the bone group were repaired with epiphyseal cartilage layer on the cut surface as the normal control group. 2. The cut surface was repaired more quickly in the cartilage group than in the bone group. 3. Chondrocytes, diferentiated during healing, were stained strongly to anti-fibronectin, and fibronectin was supposed to participatein chondrocyte differentiation and cartilagenous matrix formation. 4. Fibronectin was distributed more in the new bone than in the old bone, and the osteoblasts surrounding it were also stained strongly. Fibronectin was supposed to participate in new bone matrix formation. 5. Fibronectin is supposed to be associated with the differentiation, migration and adhesion of chondrocyte and osteoblast and to participate in endochondral bone formation.

• International Journal of Oral Biology
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2015

Osteocalcin (OC) is the most abundant noncollagenous protein of extracellular matrix in the bone. In an OC deficient mouse, bone formation rates are increased in cancellous and cortical bones. OC is known as a negative regulator of mineral apposition. OC is also expressed in the tooth of the rat, bovine, and human. However, little is known about OC during tooth development in Xenopus. The purpose of this study is to compare the expression of OC with mineralization in the developing tooth of Xenopus, by using von Kossa staining and in situ hybridization. At stage 56, the developmental stage of tooth germ corresponds to the cap stage, and an acellular zone was apparent between the dental papilla and the enamel organ. From stage 57, calcium deposition was revealed by von Kossa staining prior to OC expression, and the differentiated odontoblasts forming predentin were located at adjoining predentin. At stage 58, OC transcripts were detected in the differentiated odontoblasts. At stage 66, OC mRNA was expressed in the odontoblasts, which was aligned in a single layer at the periphery of the pulp. These findings suggest that OC may play a role in mineralization and odontogenesis of tooth development in Xenopus.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권3호
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• pp.211-221
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• 2010

본 연구는 상아질의 비교원성 단백질을 chondroitinase ABC (C-ABC)를 이용하여 제거함으로써 비교원성 단백질의 제거가 상아질 접착제의 미세인장결합강도와 교원질망의 형태에 미치는 영향을 상아질의 다양한 습윤상태에 따라 평가하고자 시행하였다. 비교원성 단백질의 상아질접착제의 미세인장강도에 대한 영향을 평가하기 위해 제 3대구치의 상아질을 노출시키고, 두 군으로 나누고 한 군은 C-ABC, 다른 군은 증류수를 $37^{\circ}C$에서 48시간 동안 적용한 후, 상아질의 습윤상태(wet, dry 및 re-wet)와 상아질 접착제(Single Bond 2, One Step Plus)를 다르게 이용하여 복합레진을 수복하였다. 24시간 후 가로 1 mm, 세로 1mm의 시편을 제작하고 미세인장강도를 측정하였다. 상아질 교원질의 형태변화를 관찰하기 위하여 상아질 시편에 산부식을 시행하고 C-ABC 적용 후, 시편을 제작하였고 미세인장강도 측정후 파괴된 접착면의 파괴양상과 각 접착제의 접착계면 관찰을 위하여 FE-SEM 관찰하였다. C-ABC 처리여부와 관계없이 습윤한 상아질면에 접착한 군은 모든 접착제에서 통계학적으로 유의성있는 미세인장결합강도의 차이를 나타나지 않았다(p > 0.05). C-ABC를 적용하였을 경우, Single Bond 2에서는 재수화한 상아질면에 접착한 군이 습윤한 상아질면에 접착한 군에 비해 미세인장결합강도가 감소하였다(p < 0.05). FE-SEM 관찰결과, C-ABC를 적용후에는 접착성 파괴가 주로 일어났으며, 교원질 섬유간 거리가 증가하였으며 부분적으로 교원질 섬유들간에 응집된 양상이 관찰되었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제32권3호
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• pp.457-473
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• 2002

이 연구는 배양된 치주인대세포에 TGF(Transforming growth factor)-${\beta}_1$과 PDGF(Plateletderived growth factor)-BB를 농도별로 혼합 주입해서 세포의 증식능, 단백질 및 교원질 합성능을 측정해 봄으로서 TGF-${\beta}_1$ 이 치주인대세포의 중식과 활성에 대한 PDGF-BB의 효과를 상승시킬 수 있은지 알아보고자 본 실험을 실시하였다. 교정치료를 위해 내원한 환자로 부터 건강한 제일소구치를 발거하여 치주인대세포률 분리, 배양하여 TGF-${\beta}_1$과 PDGF-BB를 동시에 주입한 군과 TGF-${\beta}_1$를 4, 24시간 전처리 배양한 군과 나누어 실험하였다. TGF-${\beta}_1$, PDGF-BB를 주입하지 않은군을 대조군으로 하여 DNA 합성능, 총단백질과 교원질 합성능을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 치주인대세포에 TGF-${\beta}_1$과 PDGF-BB을 동시 주입하였을 때 DNA 합성능의 효과는 대조군에 비해 모든 군에서 증가된 양상을 보였으며 1ng/ml PDGF-BB 투여군에 비해 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 증가 양상이 높았고 PDGF-BB 단독 투여군보다 TGF-${\beta}_1$병용 투여군에서 DNA 합성능이 증가된 양상을 나타내었으며 5ng/ml TGF-${\beta}_1$과 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 가장 높은 증가 양상을 보였다. TGF-${\beta}_1$ 4시간과 24시간 전처리 배양군 양군 공히 lng/ml PDGF-BB 투여군을 제외한 모든 군에서 대조군에 비해 증가된 양상을 보였으며 lng/ml PDGF-BB 투여군에 비해 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 증가 양상이 더 높았고 PDGF-BB 단독 투여군보다 TGF-${\beta}_1$ 전 처리군에서 DNA 합성능이 증가된 양상을 나타내 였으며 5ng/ml TGF-${\beta}_1$ 전 처리 후 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 가장 높은 증가 양상을 보였다. 치주인대세포에 TGF-${\beta}_1$과 PDGF-BB을 동시 주입하였을 때 총단백질합성량은 대조군에 비해 모든 군에서 증가된 양상을 보였으며 lng/ml PDGF-BB 투여군에 비해 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 증가 양상이 더 높게 나타났다. PDGF-BB 단독 투여군보다 TGF-${\beta}_1$ 병용 투여군에서 총단백칠 합성양이 증가된 양상을 나타내었다. TGF-${\beta}_1$ 4과 24시간 전처리 배양군의 총단백질 합성양은 대조군에 비해 모든 군에서 증가된 양상을 보였으며 1ng/ml PDGF-BB 투여군에 비해 10ng/ml PDGF-BB 투여군에서 증가 양상이 더 높았고 TGF-${\beta}_1$ 전처리 배양군이 PDGF-BB 단독 투여군보다 총단백질 합성양이 증가된 양상을 나타내었다. TGF-111과 PDGF-BB를 동시 투여하였을 때 대조군에 비해 모든 군에서 교원질 합성능이 증가하는 경향을 나타내었으며, 비교원성단백질의 합성능은 1, 10ng/ml PDGF-BB 단독투여군을 제외하고 대조군에 비해 증가하는 경향을 보였다. 총단백질에 대한 교원질 합성의 상대적 비율 PDGF-BB 단독 투여군보다 TGF-${\beta}_1$ 병용 투여군에서 감소하는 정향을 나타내었다. TGF-${\beta}_1$ 4과 24시간 전처리 배양군의 교원질과 비교원성 단백질 합성능은 대조군에 비해 모든 군에서 교원질과 비교원성 단백질 합성능이 증가하는 경향을 나타내었으며 PDGF-BB 단독 투여군보다 TGF-${\beta}_1$ 병용 투여군에서 총단백질 합성양이 증가된 양상을 나타내었으며 그 정도는 TGF-${\beta}_1$의 농도 의존적인 양상을 보였다. 총단백질에 대한 교원질 합성의 상대적비율은 TGF-${\beta}_1$ 4,24시간전처리 배양군 모두에서 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 치주인대세포에서 TGF-${\beta}_1$은 PDGF-BB의 기능을 조절하는 능력을 가지고 있으며 두 성장인자 주입시 동시주입시보다 TGF-${\beta}_1$을 전처리 해 줌으로써 PDGF-BB의 반응을 더욱 촉진시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제24권2호
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• pp.219-237
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• 1994

치주조직재생에 중요하게 생각되는 요건으로는 치근면의 상태, 전구세포의 증식, 치유 부의 상피조직배제, 치유부의 안정화를 들 수 있으며 이중 가장 중요한 요건중의 하나가 치유부에 치주조직재생을 도모할 수 있는 전구 세포가 실수부로 이주하여 부착과 증식, 분화를 통하여 교원질섬유를 포함한 결체조직의 부착과 백악질, 골조직을 재형성하는 것이다. 최근에 이러한 전구세포들을 자극하고 원치 하는 세포들을 저지하기 위한 방법으로 성장 인자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 골조직을 조절하는 인자로 알려진 인슐린유사성장인자- I (Insulin-like growth factor-I)는 폴리펩타이드계 성장인자로서 골세포의 증식, 기질합성 등을 촉진시킨다고 보고되고 있으나, 치주조직 재생에 대한 IGF- I 의 영향을 잘 규명되어 있지 않으므로 배양된 치주인대세포에 IGF- I 을 농도별로 주입하여 세포의 증식능, 교원질 및 단백질 합성능, 알카린인산효소활성도를 측정해 보므로써 IGF- I 이 치주인대세포의 활성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 교정치료를 위해 내원한 환자로부터 건강한 제일소구치를 발거하여 치주인대세포를 분리, 배양하여 IGF- I 을 주입시키지 않은 군을 대조군으로 하고, IGF- I 을 각각 0.1, 1, 10, 100 ng//ml로 주입시킨 군을 실험군으로 하여 DNA합성능, 총단백질과 교원질 합성능 및 알카린인산효소활성도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DNA 합성능에 미치는 IGF- I 의 효과는 농도가 증가함에 따라 0.1ng/ml를 제외하고는 DNA 합성능이 증가하는 경향을 보였고, 대조군에 비해 10, 100ng/ml투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0/05)를 나타내었다. 치주인대세포의 총단백질 합성양에 미치는 IGF- I 의 효과는 농도가 증가함에 따라 총단백질 합성양이 증가하는 경향을 보였으며, 대조군에 비해 1, 10, 100ng/ml 투여군에서 통계학적으로 유의한 차이(P<0.001)를 나타내었다. 총단백질을 교원질(collagenase digestible protein : CDP)과 비교원성 단백질(non-collagenous protein : NCP)로 분류하여 비교하였을때 IGF- I 의 농도가 증가함에 따라 비교원성 단백질 합성양과 교원질 합성양이 증가하는 경향을 보였으며, 비교원성 단백질 합성양이 교원질 합성양보다 약간 높게 나타났고, 대조군에 비해 1, 10, 100ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05, P<0.001)를 나타내었다. 총단백질에 대한 교원질합성의 상대적 비율은 농도가 증가함에 따라 각 군당 별차이를 보이지 않았으며, 대조군에 비해 통계적으로 유의한 차이 (P>0.05)를 나타내지 않았다. 알카린인산효소활성도에 미치는 IGF- I 의 효과는 모든군에서 7일째보다 14일째에서 약간 높은 알카린인산효소활성도롤 나타내었으며, 7, 14일 모두 농도가 증가함에 따라 효소활성도가 증가하였으며, 7일째 대조군에 비해 100ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)를 나타내었다.