• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제31권4호
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• pp.281-286
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• 2009

Introduction: Enamel matrix derivative (EMD) is a protein which is secreted by Hertwig root sheath and plays a major role in the formation of cementum and attachment of peridontium. Several studies have shown that EMD promoted the proliferation and differentiation of preosteoblasts, osteoblasts and periodontal ligament cells in vitro: however, reports showing the inhibition of osteogenic differentiation by EMD also existed. This study was designed to simultaneously evaluate the effect of EMD on the two cell lines (human mesenchymal stem cells: hMSC, human periodontal ligament derived fibroblasts: hPDLCs) by means of quantitative analysis of some bone related matrices (Alkaline phosphatase : ALP, osteopontin ; OPN, osteocalcin ; OC). Materials and Methods: hMSCs and hPDLCs were expanded and cells in the 4${\sim}$6 passages were adopted to use. hMSc and hPDLCs were cultured during 1,2,7, and 14 days with 0, 50 and 100 ${\mu}g/ml$ of EMD, respectively. ALP activity was assessed by SensoLyte ALP kit and expressed as values of the relative optical density. Among the matrix proteins of the bony tissue, OC and OPN were assessed and quantification of these proteins was evaluated by means of human OC immunoassay kit and human OPN assay kit, respectively. Results: ALP activity maintained without EMD at $1,2^{nd}$ day. The activity increased at $7^{th}$ day but decreased at $14^{th}$ day. EMD increased the activity at $14^{th}$ day in the hPDLCs culture. In the hMSCs, rapid decrease was noted in $7^{th}$ and $14^{th}$ days without regard to EMD concentrations. Regarding the OPN synthesis in hPDLCs, marked decrease of OPN was noted after EMD application. Gradual decrease tendency of OPN was shown over time. In hMSCs, marked decrease of OPN was also noted after EMD application. Overall concentration of OPN was relatively consistent over time than that in hPDLCs. Regarding the OC synthesis, in both of hPDLCs and hMSCs, inhibition of OC formation was noted after EMD application in the early stages but EMD exerted minimal effect at the later stages. Conclusion: In this experimental condition, EMD seemed to play an inhibitory role during the differentiation of hMSCs and hPDLCs in the context of OC and OPN formation. In the periodontium, there are many kinds of cells contributing to the regeneration of oral tissue. EMD enhanced ALP activity in hPDLCs rather than in hMSCs and this may imply that EMD has a positive effect on the differentiation of cementoblasts compared with the effect on hMSCs. The result of our research was consistent with recent studies in which the authors showed the inhibitory effect of EMD in terms of the differentiation of mineral colony forming cells in vitro. This in vitro study may not stand for all the charateristics of EMD; thus, further studies involving many other bone matrices and cellular attachment will be necessary.

• 대한치과교정학회지
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• 제31권4호
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• pp.447-458
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• 2001

치아이동시 골대사에 있어 glycosaminoglycan의 역할에 대해 알아보고자 glycosaminoglycan의 주요 구성 성분인 chondroitin 4-sulfate(CH-4S)의 치주조직 내에서의 면역반응 정도 및 분포 양상을 백서 치아의 실험적 이동 과정에서 면역조직화학적으로 관찰하였다. 또한 사람 치주인대세포를 배양하여 여러 종류의 cytokine을 투여한 후 CH-4S의 발현 양상의 변화를 Western blot analysis를 통해 확인하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 치아이동에 반응하는 치수, 치주인대, 골모세포, 파골세포, 골세포 부위에서의 CH-4S 발현이 대조군보다 많았으나 상아질, 백악질에서의 CH-4S의 발현은 견인력 적용 기간에 관계없이 대조군과 큰 차이가 없었다. 2. 치수에서 CH-4S의 발현은 교정력을 가한 1일째에 크게 증가하였다가 7일째부터 감소되었으며 14일째에는 대조군과 차이가 없었다. 3. 치주인대에서 CH-4S의 발현은 주로 치조골 면을 따라 견인측에서 나타났는데 교정력을 가한 1일째에 가장 많은 발현을 보인 후 4일째부터 감소하기 시작하였다. 4. 골모세포와 파골세포 및 골세포에서 CH-4S의 발현은 4일째에 가장 많은 발현을 보였고 7일째 이후에는 크게 감소하였다. 3. 치주인대세포에 PDGF-BB를 투여한 경우 3일째에 가장 많은 CH-4S의 발현을 보였다. 6. 치주인대세포에 $TNF-\alpha$ 처리 시 배양 1일째에 CH-4S의 발현 감소를 보였다. 7. 치주인대세포에 PDGF-BB와 $TGF-\beta$를 혼합 투여 한 경우가 PDGF-BB 및 $TGF-\beta$를 단독 투여한 경우 보다 배양3일째에 CH-4S의 발현이 많았고 LPS나 $TNF-\alpha$ 투여군은 유사한 발현 감소를 보였다. 이상과 같이 교정적 치아이동시 시기 및 부위에 따라 glycosaminoglycan의 발현이 차이를 보이며, 치주인대세포에서도 cytokine의 자극에 따라 glycosaminoglycan의 발현이 변화하는 것으로 보아, glycosaminoglycan이 골대사에 있어 중요한 조절 인자로서의 역할을 하는 것으로 여겨진다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제31권6호
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• pp.469-477
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• 2009

육안적 검사결과 실험군과 대조군 모두에서 특별한 염증 소견이나 창상 이개 없이 반원 모양의 골형성이 관찰되었다. 조직학적으로 3주째에 대조군, 실험 1군, 실험2군, 실험 3군 모두 이식골 주위 및 티타늄 반구 내면을 따라 신생 골형성이 관찰되었다. 조직학적으로 6주째에 모든 군에서 3주째에 비하여 신생골 면적의 증가 및 성숙 소견이 관찰되었고, 실험2군에서는 부분적으로 이식골이 흡수되면서 신생골이 형성되는 것이 관찰된 반면, 실험 3군에서는 이식골의 흡수 소견이 관찰되지 않았다. 조직형태계측학적으로 3주, 6주 모두 자가골에서 가장 많은 신생골 형성이 나타났고, 신생골 면적 비교시 자가골, 이종골, 합성골 순으로 크게 나타났고, 각 군간의 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 본 연구결과 골유도 재생술시 골형성 능력은 자가골이 가장 좋지만, 자가골 채취가 불가능할 경우, 적절한 차폐막을 사용한 합성골과 이종골 복합 이식방식도 좋은 대체제가 될 것으로 생각된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제19권2호
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• pp.87-96
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• 2003

The purposes of this study were to find out the optimum intensity of magnetic field where magnetism could promote the activity of osteoblast, and to discover the possibility of clinical application in the areas of dental implants and bone grafts by confirming the effect of clinically increasing bone formation. In this experiment, we used the Neodymium magnet, which had magnetic power six times as strong as the current ones and enabled the resistances against the demagnetization up to 20 to 50 times to be minimized with the size of 1mm in sight. In order to culture cells, a specially designed device was used. It was made to adjust the distance and accordingly to control the intensity of the magnetic field, by placing the cell culture plate in the center with a magnet of 1mm long and thick installed on the both ends. Using MC3T3-E1 cell, a kind of osteoblast-like cell, we cultured, for 24 hours, not only the test group which had been cultured under the magnetic fields with different intensity of 5, 10, 50, 100, 500, and 1000 Gauss, but also the control group excluding the influences of the magnetic field. After observing the cell's form and the density of the culture medium through an inverted microscope, we made a series of proceedings needed for the immunofluoroscence staining, such as fixation, normal serum reaction, primary antibody reaction, and secondary antibody reaction. And with a fluorescence microscope, we observed those-above and compared the frequency of expression of IFG-1 receptor. To make a Western immunoblotting analysis, the cells cultured under the same condition as the above had the procedure of the lysis buffer and the acrylamide gel electrophoresis was carried out. Protein transferred into the nitrocellulose membrane and tested on the primary and the secondary antibody reactions was observed and compared. The results were as follows: When observed through an inverted microscope, the nuclear divisions of the cells under the magnetic field of 10 Gauss were the most active, and the density of the cells could be observed the most enormously. As the result of an immunofluoroscence staining of IGF-1 receptor, the expression of IFG-1 was the most frequently observed under the magnetic field of 10 Gauss. On the other hand, few differences of consideration were made between the test group cultured under the magnetic fields of 5, 500, and 1000 Gauss and the control group. In respect of the expression of IFG-1 receptor, the test group cultured under the magnetic fields of 50 and 100 Gauss were higher than the control group, and lower than that cultured under the magnetic field of 10 Gauss.(p<0.05) According to the Western immunoblotting analysis, the band of IFG-1 receptor which had 85KDa of molecular weight was the darkest. Judging from the above-mentioned results, the growth factor receptor of an osteoblast cell which was an important criterion for the bone formation was increased in maximum under the magnetic field of 10 Gauss. Moreover it was observed that the optimum intensity of magnetic field in which magnetism made the activity of the osteoblast cell increase was about 10 Gauss.

• 핵의학기술
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• 제13권1호
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• pp.104-111
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• 2009

목적 : Bone Gla protein (BGP)라고도 불리는 Osteocalcin은 조골세포에 의해 합성되는 비 콜라겐성 뼈 단백질이다. 혈청 Osteocalcin은 골 대사의 생화학적 지표로 이용되고 있다. Osteocalcin수치의 참고치는 연령에 따라 제조회사에서 권장하는 참고치가 있으나 검사실 자체적으로 정하도록 권고하고 있다. 본 연구는 현재 사용되어지고 있는 연령별 Osteocalcin 참고치를 재설정해 보고하고자 하였다. 실험재료 및 방법 : 2007년 8월부터 2008년 9월 사이에 본원 건강검진 센터를 방문하였던 20~80세의 정상 성인 여자 864명을 대상으로 하였다. 혈청 Osteocalcin은 면역방사계측법(IRMA)을 이용한 Kit (OSTEO-RIACT, CIS Bio international, Gif-sur-Yvette, France)를 사용하였으며, 각각의 결과는 통계 프로그램인 SPSS 12.0을 이용하여 분석하였다. 결과 : Hoffmann 방법을 시행하여 얻은 Osteocalcin 참고치는 다음과 같다. 20~30세에서는 8.8~39.4 ng/mL에서 6.3~28.8 ng/mL로 31~40세에서는 7.7~31.9 ng/mL에서 5.9~17.4 ng/mL로 41~50세에서는 8.0~36.0 ng/mL에서 5.5~20.1 ng/mL로 51~60세에서는 8.0~50.5 ng/mL에서 6.7~27.0 ng/mL로 61~80세에서는 12.9~55.9 ng/mL에서 7.5~27.5 ng/mL로 변경되었다. Osteocalcin 참고치는 제조회사 권장 참고치와 차이가 있었다. 결론 : 대사성 골질환의 지료로서 사용되어지고 있는 Osteocalcin의 참고치를 정확하게 제공함으로서 임상적 의사결정에 유용하게 이용할 수 있다. 한 번 정한 참고치는 계속 사용하지 말고 지속적으로 재평가를 시행해야 할 것으로 사료된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제52권1호
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• pp.9-17
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• 2014

연구 목적: 본 연구에서는 외과적으로 형성한 골 결손부에 이종골 이식과 함께 식립한 지르코니아 임플란트의 골유착에 대한 기계적 안정성과 조직학적 반응을 타이타늄 임플란트와 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 6마리 돼지의 경골에 인위적으로 형성한 골 결손 부위에 대조군인 18개의 상용 타이타늄 나사형 임플란트와 실험군인 18개의 샌드블라스팅한 지르코니아(Y-TZP) 나사형 임플란트를 각각 식립하고 차폐막을 이용하여 이종골을 이식하였으며 1주, 4주, 12주후에 각각 2마리씩 희생시켜 조직 시편을 제작하였다. 식립 직후와 식립 1주, 4주, 12주 후에 각각 페리오테스트를 이용하여 임플란트의 안정성을 측정하였고, 광학현미경으로 조직학적 관찰과 조직계측학적 분석을 하였으며 주사전자현미경으로 임플란트의 표면 특성과 골-임플란트 계면을 관찰하였다. 결과: 페리오테스트를 이용한 임플란트 안정성 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었고, 조직학적 분석 결과, 각 군 모두 4주에 이식골의 재흡수와 조골세포의 활발한 활동에 의해 신생골이 형성되기 시작하였다. 골-임플란트 접촉률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 있었으며(P<.05), 특히 4주와 12주에서 실험군과 대조군 사이에 2시점에서 유의한 차이를 보였다(P<.05). 골 면적률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰 결과, 대조군은 균일한 다공성의 거친 표면을 나타냈고 실험군은 무정형 입자들이 불규칙하게 산재된 표면을 보여 주었다. 각 군 모두 4주에 임플란트 표면과 골 조직 사이에 빈 공간이 관찰되었고 12주에는 일부 공간에서 골 조직으로 채워진 양상을 보였다. 결론: 차폐막을 이용한 이종골 이식을 동반하는 경우 본 실험에 사용된 지르코니아 임플란트의 골-임플란트 접촉률은 양극산화 표면처리를 한 타이타늄 임플란트에 크게 미치지 못하므로 지르코니아 임플란트의 실용화를 위해서는 표면 처리 방법 등에 대한 지속적인 연구를 통한 개선이 필요하다고 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권sup2호
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• pp.447-463
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• 2007

치주인대세포는 시험관적 실험에서 광물화 결절형성을 유도할 수 있으므로 광물화 결절형성에 관여하는 유전자들을 특이하게 발현할 것으로 여겨진다. 이에 본 실험은 cDNA microarray를 이용한 동시 유전자분석을 시행하여 치주인대세포의 분화에 의한 광물화 결절형성시 나타나는 유전자의 특징적 발현 양상을 알아보고자 하였다. 교정치료를 목적으로 경북대학교병원에 내원한 환자의 제일소구치를 발치하여 통상적 방법으로 치주인대세포를 분리, 배양하였고, 3세대의 치주인대세포를 사용하여 실험을 시행하였다. 치주인대세포를 100mm 배양접시에 넣고 배양하여 매 2일 마다 배지를 교환해 주고, 10% FBS만을 투여한 대조군으로, ascorbic acid $(50\;{\mu}g/ml)$, ${\beta}-glycerophosphate$ (10 mM) 및 100 nM dexamethasone을 투여한 군을 실험군으로 하였다. 배양된 치주인대세포에 ascorbic acid, ${\beta}-glycerophosphate$, 그리고 dexamethasone을 투여한 실험군에서 21일째 광물화된 결정을 관찰할 수 있었으나 대조군에서는 관찰할 수 없었다. 3063개의 유전자를 분석한 결과 35개 유전자가 대조군에 비해 2배이상 발현이 증가하였고, 38개 유전자는 2배이상 발현이 감소하였다. 형태학적 검사에서 보여준 바와 같이 광물화 형성과정시 관여하는 JGF-2과 IGFBP2와 같은 유전자가 실험군에서 증가하였으며, 세포골격과 세포외기질 형성에 관여하는 proteogycan 1, fibulin-5, keratin 5, ${\beta}-actin$, ${\alpha}-smooth$ muscle actin, capping protein 등도 발현이 실험군에서 증가하였다. 한편 periostin and S100 calcium-binding protein A4는 대조군에서 오히려 높게 나타나므로 이는 배양된 치주인대세포가 그 자체의 표현형을 유지하고 있음을 보여 주고 있다. 그 외 apoptosis를 유발시키는데 관여하는 Dkk-1와 Nip3는 실험군에서 높게 발현되었고, apoptosis를 억제시키는데 관여하는 Btf와 TAX1BP1는 오히려 낮게 발현됨을 알 수 있으므로 이는 실험군에서 치주인대세포가 골아세포로의 분화되었음을 나타낸다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권4호
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• pp.279-291
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• 2003

낮은 강도의 전류는 골세포의 활성화 대사를 증가시키는 것으로 알려져 왔다. 이 연구는 초소형 전기 장치에 의한 전기 자극이 교정적 치아 이동에 미치는 영향을 규명하기 위하여, 체중 3kg내외의 고양이 6마리를 대상으로 가철성 교정장치와 NiTi coil spring(75gm)을 사용하여 상악 견치를 이동시켰다. 실험군측 견치에는 교정력과 간헐적인 $20{\mu}A$의 전기 자극을 가하였고, 대조군측에는 같은 크기의 교정력만을 가한 후 4주 동안의 치아 이동량을 측정하여 비교하였으며, 치아를 중심으로 조직을 절취하여 탈회하고 조직 처리 후 광학 현미경으로 치주조직의 변화를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 28일간의 실험 기간 동안 실험측의 치아 이동량은 대조군에 비하여 현저히 증가하여, 4주후에 실험측의 치아는 대조군에 비하여 37% 증가된 이동량을 기록하였다. 2. 전기 자극을 받은 치아의 치근 견인측에서 대조군에 비하여 조직학적으로 증가된 골형성 양상이 관찰되었다. 3. 28일간의 전기 자극과 교정력으로 실험측 치아의 압박측에서 대조군에 비하여 증가된 골 흡수 양상이 관찰되었다. 4. 실험군 견치 치근 주위 조직에서는 전반적으로 더 많은 수의 조골 및 파골 세포들과 모세 혈관, 골양 조직들이 관찰됨으로써 증가된 조직 세포 활성을 반영하였다. 5. 1일 5시간 동안의 간헐적 전류 자극은 치아 이동량을 증가시키고 조직 개조를 활성화시키는 효과가 있었다. 이상의 결과는 외부에서 가한 낮은 강도의 간헐적 전기 자극으로 교정적 치아 이동량이 많아지고 치주 조직의 개조 활성이 증가됨을 보이므로 초소형 전기 장치에 의한 자극은 치아 이동과 주위 조직 개조를 촉진시킬 가능성이 있을 것으로 평가되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제40권6호
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• pp.674-679
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• 2008

황금 추출물이 조골세포와 파골세포에 미치는 영향을 세포수준에서 관찰하고자 하였다. 조골세포에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, mouse calvaria 유래의 MC3T3-E1 osteoblastic cells를 이용하여 세포 생존률, 염기성 인산분해효소 활성, 골석회화 형성능을 측정하였다. 또한 미분화된 파골세포 전구세포로부터 파골세포의 생성 및 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, murine macrophage 유래인 Raw 264.7 cells를 이용하여 M-CSF와 RANKL을 처리하여 파골세포의 분화를 유도하였고, TRAP에 양성인 다핵세포의 형성을 관찰하여 황금추출물이 파골세포의 형성에 미치는 영향을 알아보았다. 황금 추출물이 MC3T3-E1 세포의 증식에 미치는 영향을 MTT assay로 측정한 결과, MC3T3-E1 세포는 처리한 황금 추출물의 농도에 의존적으로 세포의 증식이 촉진되는 경향을 나타내었으며 특히 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 130.4%의 증식 효과를 나타내었다. 또한 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-1{\mu}g/mL$)에서 MC3T3-E1 세포의 ALP activity를 측정한 결과, 농도에 의존적으로 ALP activity가 증가하였으며 $1{\mu}g/mL$ 농도에서 152.0%의 ALP 활성 증가효과를 나타내었다. 황금 추출물의 최적 작용 농도 $1{\mu}g/mL$에서 골석회화 형성능을 측정한 결과, 배양 시간에 따라 계속 증가하여 배양 20일째는 대조군에 비해 223.3%의 석회화 형성능을 나타내었다. 황금 추출물의 파골세포 분화억제 효과를 알아보기 위해 황금 추출물이 세포에 독성을 나타내지 않는 범위($0.01-10{\mu}g/mL$)에서 TRAP staining한 결과, 황금 추출물은 $0.0{1\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 파골세포 분화를 50% 이상 감소시켰으며 농도 의존적으로 TRAP 양성 세포가 감소함을 관찰하였다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 황금 추출물이 골다공증을 포함한 골질환 예방에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제31권4호
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• pp.833-846
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• 2001

Recently, use of natural medicine is getting more attention, and some of them are believed to be effective in　the treatment of periodontitis. Among them, the seeds of safflower(Carthamus tinctrorius L.) have been proven to be effective through its use in bone diseases such as fracture and osteoporosis. During the last few years, studies using the seeds of safflower gown in Korea have been active, and it has been reported that safflower seed extract increase the proliferation and the alkaline phosphatase(ALP) activity of human periodontal ligament fibroblast(hPDLF), osteoblast, and that they promote the mineralization process. In animal studies, when safflower seed extract were administered orally new bone formation was promoted. Recently, in an effort to find out the most effective osteogenic components, among many components of the safflower seed, various safflower seed fraction extracts were obtained by multistep extraction of the safflower components using various solvents. Among these, saf-M-W fraction extracted by methanol and water was most effective in increasing osteogenic potential of osteoblasts. In this study, the effect of safflower seed fraction extract, saf-M-W, on the growth and differentiation of hPDLF and MC3T3-E1 cell was investigated. The toxicity of saf-M-W on both cells was measured using M'IT(3-(4,5dimethylthiazol-2-y1)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) test, and ALP activity was measured using the colorimetric assay of hPDLF. In addition, in MC3T3-El cells, the expression of ALP, bone sialoprotein(BSP) mRNA was observed using Northern blot, and the mineralized nodule formation Was observed using von Kossa stain and phase-contrast microscope. 1. In concentrations below $10{\mu}g/ml$, saf-M-W didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-El cell. 2. The change in saf-M-W concentration had no effect on the ALP activity of hPDLF. 3. In MC3T-E1 cells, mRNA expressions of ALP and BSP were greater in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ concentration of saf-M-W compared with the control group. 4. In MC3T3-El cells, abundance of mineralized nodules were formed in the experimental group treated with $10{\mu}g/ml$ Concentration of saf-M-W, while no mineralized nodule was formed in the control group. These results suggest that safflower seed fraction extract, saf-M-W. didn't show any toxicity on hPDLF and MC3T3-E1 cell at concentrations below $10{\mu}g/ml$ and effectively enhanced the differentiation and osteogenic potential of MC3T3-El cell.