The aim of this study was to evaluate the effects of chitosan coating on the attachment, proliferation, functional and morphological change of human gingival fibroblasts. Primary culture of human gingival fibroblasts were grown in Dulbecco's modified Eagle's medium with 10% fetal bovine serum and 1% antibiotics. In experimental group, cells were inoculated in the multiwell plates coated with chitosan in concentration of 0.02, 0.2, and 2 mg/ml. Cell counting and MTT assay were done after 0.5, 1.5, 3, 6 and 24 hours of incubation to evaluate the cell attachment, and then after 2 and 7 days of culture to evaluate the cell proliferation. The alkaline phosphatase activity was measured after 4 and 7 days of culture and the ability to produce mineralized nodules was evaluated after 21 days of culture. The results were as follows : The morphology of cells on the chitosan-coated well was round or spheric. Round cells were aggregated since 6 hours of culture and showed nodule-like appearance after 24 hours of culture and did not achieved confluency at 7 days. The attachment of gingival fibroblasts was inhibited by chitosan coating with a tendency of dose dependent pattern. But, cellular activity of unit cell was higher than control. The proliferation of gingival fibroblasts was inhibited by chitosan coating at 2 mg/ml(P<0.01), while the cell proliferation at 0.02, 0.2 $mg/m{\ell}$ was comparable to the control well. Total alkaline phosphatase activity was inhibited by chitosan coating and decreased in the course of time. While ALP activity of unit cell was the highest at 2mg/ml after 4 days of culture. Finally, gingival fibroblasts produced the mineralized nodule at 2 mg/ml. In summary, the attachment, proliferation, and alkaline phosphatase activity of gingival fibroblasts were influenced differently by the concentration of coated chitosan. From this study, it could be used as the matrix of tissue engineering for gingiva without inhibition on proliferation of gingival fibroblasts using chitosan at the optimal concentration (0.02mg/ml).
The successful replacement of missing teeth has been one driving aim behind the emergence of implant dentistry as both a technology and clinical vocation for over four decades. To date, a multitude of dental implant devices had been designed and utilized in the patient population. Most of these devices have been designed without support of the engineering criteria. The long-term success of any dental implant is dependent upon the optimization of stresses which occurs during oral function and parafunction. Although many studies have examined the biologic interactions between dental implants and living tissue, few studies have been reported on the biomechanical aspects of dental implants. The purpose of this study was to analyze the stress distribution of osseointegrated prosthesis on certain conditions, such as amount of load, location of load, length of fixtures, number of fixtures used, arch shape, bone quality, etc. Three dimentional finite element analysis was used for this study. FEM models were created using commercial software(Super SAP. for IBM 16 bit AT computer. All elements were 8-node brick, isoparametric. Mandible and prosthesis was modeled with 780 elements and 1074 nodes. The results were as follows : 1. In case of cantilever extension, there was a compressive stress at the base of the first implant and a tensile stress at the base of the second implant. 2. The stresses were linearly proportional to the amount of load. 3. The stresses were linearly proportional to the length of cantilever. 4. There was a stress concentration at the neck of the implant and bone under horizontal loads.
Lee, Yuan Yee;Saba, Evelyn;Kim, Minki;Rhee, Man Hee;Kim, Hyun-Kyoung
Biomedical Science Letters
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v.24
no.3
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pp.196-205
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2018
Reactive oxygen species (ROS) generated from metabolic reactions cause oxidative DNA damage, which results in oxidative tissue injury. Therefore, there is an increasing demand in the intake of high antioxidant sources in order to maintain a healthy environment in cells. In this study, we investigated the antioxidant and anti-inflammatory activities of Malus domestica (apple), Pyrus communis L. (pear), Daucus carota L. (carrot), Brassica oleracea var. (broccoli), Brassica oleracea var. capitata (cabbage), and Raphanus sativus L. (radish) obtained from the local market. Since these are common fruits and vegetables that are widely consumed, we aimed to investigate their beneficial properties, placing particular emphasis on their antioxidant and anti-inflammatory properties. The samples were processed via an indirect heating method and their properties were compared to their raw forms. Based on DPPH and ABTS assays, processed samples showed better antioxidant activities when compared to raw samples and processed pear samples exhibited the best antioxidant activity. The anti-inflammatory activities of the samples were also investigated in LPS-treated RAW 264.7 cells. mRNA expression of pro-inflammatory mediators and cytokines (iNOS, COX-2, $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, and IL-6) was assessed using RT-PCR. As expected, processed samples exhibited better iNOS inhibition when compared to their raw forms and processed broccoli and cabbage samples exhibited outstanding anti-inflammatory effects. The samples, up to 1 mg/mL concentration, did not exhibit cytotoxicity against RAW 264.7 cells as demonstrated by cell viability assays. Altogether, processed broccoli and cabbage samples exhibited the strongest anti-inflammatory properties.
Kim, Chang-Hyen;Park, Cheol-Hun;Lee, Il-Kyu;Pyo, Sung-Woon
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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v.34
no.4
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pp.412-418
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2008
Bone morphogenetic proteins (BMPs) in combination with stem cells gain more significance for their use in bone tissue engineering. The mesenchymal stem cell can be differentiated into osteoblast by the treatment of BMP. The aim of this study is to characterize the osteogenic differentiation process of adult stem cells derived from buccal fat pad according to BMP-2 within culture media and decide the appropriate concentration of BMP-2 to facilitate osteogenesis. The authors procured the stem cell from buccal fat pad and analyzed for presence of stem cell by flow cytomety against CD-34, CD-105 and STRO-1. The buccal fat derived stem cells (BFDC) were treated by application of the different concentration with BMP-2 of 0, 10, 50, 100 and 200ng/ml, respectively. And their ability to differentiate into osteogenic pathway were checked by alkaline phosphatase(ALP) staining, Alizarin red staining and RT-PCR for osteocalcin(OC) gene expression at 7, 14 and 21day of culture. Flow cytometric analysis and biochemical assays demonstrated that BFDC might be a distinguished stem cells, and mineralization was accompanied in proportion to BMP-2 concentration. However, with 100ng/ml concentration of BMP-2, the BFDC demonstrated most efficient staining pattern of ALP and Alizarin red. The feasibility of the osteogenic differentiation in the group of both 50ng/ml and 200ng/ml of BMP-2 showed similar activity and relatively weaker than that of 100ng/ml. These results suggest that the BMP-2 stimulate osteogenesis by BFDC effectively and that bone induction might be controlled through negative regulatory feedback in higher concentration.
This study evaluates the change of computer tomography (CT) number in the case of the metal artifact reduction (MAR) algorithm, using the phantom. The images were obtained from dual CT using a gammex 467 tissue characterization phantom, which is similar to human tissues. The test method was performed by dividing pre and post MAR algorithm and measured CT values of nonmagnetic materials within the phantom. In addition, the changes of CT values for each material were compared and analyzed after measuring CT values up to 140 keV, using the spectral HU curve followed by CT scan. As a result, in the cases of N rod (trabecular bone) and E rod (trabecular bone), the CT numbers decreased as keV increasing but were constant above 90 keV. In the cases of I rod (dense bone) and K rod (dense bone), the CT numbers also decreased as keV increased but were uniform above 90 keV. The CT numbers from 40 keV to 140 keV were consistent in the cases of J rod (liver), D rod (liver), L rod (muscle), and F rod (muscle). For A rod (adipose), G rod (adipose), B rod (breast) and O rod (breast), the CT numbers increased as keV increased but were constant after 90 keV. The CT numbers from 40 keV to 140 keV were consistent in the cases of C rod (lung (exhale)), P rod (lung (exhale)), M rod (lung (inhale)) and H rod (lung (exhale)). Conclusively, because dual CT exhibits no changes in image quality and is able to analyze nonmagnetic materials by measuring the CT values of various materials, it will be used in the future as a useful tool for the diagnosis of lesions.
Park, Ki-Suk;Jin Chae-Moon;Kim, Soon-Hee;Rhee John M.;Khang Gil-Son;Han, Chang-Whan;Yang, Yoon-Sun;Kim, Moon-Suk;Lee, Hai-Bang
Macromolecular Research
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v.13
no.4
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pp.285-292
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2005
We developed alginate beads loaded with transforming growth $factor-{\beta}_{1}(TGF-{\beta}_{1})$ to examine the possible application of the scaffold and cytokine carrier in tissue engineering. In this study, bone marrow stromal cells (BMSCs) and $TGF{\beta}_{1}$ were uniformly encapsulated in the alginate beads and then cultured in vitro. The cell morphology and shape of the alginate beads were observed using inverted microscope, scanning electron microscope (SEM), histological staining and RT-PCR to confirm chondrogenic differentiation. The amount of the $TGF{\beta}_{1}$ released from the $TGF-{\beta}_{1}$ loaded alginate beads was analyzed for 28 days in vitro in a phosphate buffered saline (pH 7.4) at $37^{\circ}C$. We observed the release profile of $TGF-{\beta}_{1}$ from $TGF-{\beta}_{1}$ loaded alginate beads with a sustained release pattern for 35 days. Microscopic observation showed the open cell pore structure and abundant cells with a round morphology in the alginate beads. In addition, histology and RT-PCR results revealed the evidence of chondrogenic differentiation in the beads. In conclusion, these results confirmed that $TGF-{\beta}_{1}$ loaded alginate beads provide excellent conditions for chondrogenic differentiation.
Mohd Hidzir, Norsyahidah;Radzali, Nur Ain Mohd;Rahman, Irman Abdul;Shamsudin, Siti Aisyah
Nuclear Engineering and Technology
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v.52
no.10
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pp.2320-2327
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2020
The extreme hydrophobicity of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) hinders bone-tissue integration, thus limiting the use of ePTFE in medical implant applications. To improve the potential of ePTFE as a biomaterial, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was grafted onto the ePTFE surface using the gamma irradiation technique. The characteristics of the grafted ePTFE were successfully evaluated using attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR), field-emission scanning electron microscopy (FESEM)/energy dispersive X-ray (EDX), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Under the tensile test, the modified ePTFE was found to be more brittle and rigid than the untreated sample. In addition, the grafted ePTFE was less hydrophobic with a higher percentage of water uptake compared to the untreated ePTFE. The protein adsorption test showed that grafted ePTFE could adsorb protein, which was denoted by the presence of N peaks in the XPS analysis. Moreover, the formation of the globular mineral on the grafted ePTFE surface was successfully visualized using the FESEM analysis, with a ratio of 1.94 for Ca:P minerals by the EDX. To summarize, the capability of the modified ePTFE to show protein adsorption and mineralization indicates the improvement of the polymer properties, and it can potentially be used as a biomaterial for implant application.
Kim, Wan Joong;Kim, Han-Sung;Opitz, Joerg;Kabayama, Kazuya;Kim, Tack-Joong
Journal of Life Science
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v.24
no.9
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pp.1019-1024
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2014
Skeletal muscle atrophy can be defined as a decrease in or a disease of the muscle tissue, or as a disorder of the nerves that control the muscle, through injury or lack of use. This condition is associated with reactive oxygen species (ROS), resulting in various muscular disorders. Exposure to ROS induces muscle atrophy through several biological factors, such as SOD1 and HSP70. We found that cymbidium root extract reduced the $H_2O_2$-induced viability loss in C2C12 myoblasts and inhibited apoptosis. In addition, we showed that the cymbidium root extract increased the expression of HSP70 and decreased the expression of SOD1 in the $H_2O_2$-induced C2C12 myoblasts. These results suggest that cymbidium root extract might have therapeutic value in reducing ROS-induced muscle atrophy.
Defatted methanol extracts of the medicinal plants, Rubus coreanus Miq. (RC) and Atractylodes japonica Koidzumi (AJ) were added at the levels of 0.1, 0.5, or $2\%$ (w/w) to high cholesterol diets and fed to ovariectomized Sprague-Dawley female rats, weighing 212.6 $\pm$ 1.8 g for four weeks. Weight gains were lower in RC and AJ groups than the control group, but there were no changes in uterus weights. Serum levels of triglyceride decreased by 20-$27\%$ in the experimental groups fed $0.1\%$ of each extract (O.1RC and O.1AJ), compared with that of control (Ovx). Serum cholesterol levels were not changed in the RC groups but increased in the group fed $2\%$ of the AJ extract. Liver levels of cholesterol and triglyceride were reduced in both the RC and AJ groups. Microscopic observation revealed that there were no morphological alterations in liver, lung, heart, spleen and kidney tissues of the experimental groups. Plasma levels of albumin, BUN, creatinine, sodium, potassium and phosphate in the IRC and AJ groups were in normal ranges. Serum GOT and GPT activities were, however, higher in the 2.0AJ than Ovx group. These results suggest that the extracts of the Rubus coreanus Miq. and Atractylodes japonica Koidzumi at dietary levels as low as $0.1\%$ may be utilized as hypotriglyceridemic ingredients for functional foods.
Hong J. H.;Myung B. S.;Choe J. S.;Kim C. S.;Kim T. W.;Chung J. H.;Park J. W.
Journal of Biosystems Engineering
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v.30
no.5
s.112
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pp.274-279
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2005
Impact is one of the major cause of damage to fruits druing varios processes from the production on the farm to the consumer. The tissue of fruits are ruptured in a very short period time less than 10ms by impact loading. Mechanical behavior of fruits under impact loading can be analyzed better with high speed sampling data acquisition system and one of them is a digital storage oscilloscope. A impact test system was developed to test the physical properties of fruits including apple, pear, and peach which may lead to a better understanding of the physical laws. The test system consisted of a digital storage oscilloscope and simple mechanism which can apply impact force to fresh produce. Rupture force, energy, and deffrmation were measured at the five levels of drop heights from 4 to 24cm fur each internal and external tissues. Rupture forces for apple and pear were in the range of 72.9 to 87.7 N and 70.8 to 84.1 N for external and internal tissues, respectively. Rupture forces far peach external tissues were in the range of 43.4 to 65.0 N.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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