다양한 골질에서 임플랜트 수용부 형성방법이 임플랜트 1차 안정성에 미치는 영향

최득철,방몽숙,오희균,Cui, De-Zhe,Vang, Mong-Sook,Oh, Hee-Kyun 대한치과보철학회 2007 대한치과보철학회지 Vol.45 No.4

Ti-Ta-Nb계 합금의 세포독성과 생체적합성의 평가

최득철,방몽숙,윤택림,Cui De-Zhe,Vang Mong-Sook,Yoon Taek-Rin 대한치과보철학회 2006 대한치과보철학회지 Vol.44 No.2

Statement of problem: Ti-alloy has been used widely since it was produced in the United States in 1947 because it has high biocompatibility and anticorrosive characteristics. Purpose: The pure titanium, however, was used limitedly due to insufficient mechanical charateristics and difficult manufacturing process. Our previous study was focused on the development of a new titanium alloy. In the previous study we found that the Ti-Ta-Nb alloy had better mechanical characteristics and similar anticorrosive characteristics to Ti-6Al-4V Material and methods: In this study, the cytotoxicity of the Ti-Ta-Nb alloy was evaluated by MTT assay using MSCs(Mesenchaimal stem cells) and L929 cells(fibroblast cell line). The biocompatibility of the Ti-Ta-Nb alloy was performed by inserting the alloy into the femur of the rabbits and observing the radiological and histological changes surrounding the alloy implant. Results: 1. In the cytotoxicity test using MSCs, the 60% survival rate was observed in pure titanium, 84% in Ti-6Al-4V alloy and 95% in Ti-10Ta-10Nb alloy. 2. In the animal study, the serial follow-up of the radiographs showed no separation or migration revealing gradual bone ingrowth surrounding the implants. Similar radiographic results were obtained among three implant groups pure titanium, Ti-6Al-4V alloy and Ti-10Ta-10Nb alloy. 3. In the histologic examination of the bone block containing the implants. the bone ingrowth was prominent around the implants with the lapse of time. There was no signs of any tissue rejection, degeneration, or inflammation. Active bone ingrowth was observed around the implants. In the comparison of the three groups, the rate of bone ingrowth was better in the Ti-10Ta-10Nb alloy group than those in pure titanium group or Ti-6Al-4V alloy group. In conclusion, Ti-10Ta-10Nb alloy revealed better biocompatibility in survival rate of the cells and bone ingrowth around the implants. Therefore we believe a newly developed Ti-10Ta-10Nb alloy can replace currently used Ti-6Al-4V alloy to increase biocompatibility and to decrease side effects. Conclusion: In conclusion, Ti-10Ta-10Nb alloy revealed better biocompatibility in survival rate of the cells and bone ingrowth around the implants. Therefore we believe a newly developed Ti-10Ta-10Nb alloy can replace currently used Ti-6Al-4V alloy to increase biocompatibility and to decrease side effects.

The effect of Actinobacillus actinomycetemcomitans lipopolysaccharide on rat periodontal tissues

김종철,최득철,김영준,Kim, Chong-Cheol,Cui, De-Zhe,Kim, Young-Joon The Korean Academy of Periodontoloy 2007 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.37 No.2

치조골 흡수는 파골세포와 matrix metalloproteinases (MMPs)에 의한 골의 무기질과 유기질의 파괴로 일어나는 과정이다. 세균성 산물, 주로 내독소는 치은조직 내에서 염증세포의 유주, 사이토카인 생산, 조직파괴 효소 분비 및 파골세포 활성 등의 국소 면역반응을 유도한다. A. actinomycetemcomitans는 급진성 치주염의 원인 균주중 하나로 그 내독소는 치조골의 흡수와 관련된다. MMP-13은 세균성 산물이나 염증성 사이토카인의 자극에 의해 분비되며, 최근의 연구 결과들은 MMP-13이 치주질환의 진행과 골 흡수 과정에서 일정한 역할을 담당하는 것으로 보고하고 있으나, A. actinomycetemcomitans 내독소와 MMP-13과의 관련성에 대한 연구는 미미하다. 이에 이번 연구에서는 A. actinomycetemcomitans 내독소에 의한 MMP-13의 발현과 파골세포 형성을 세포배양을 통하여 관찰하였고, 백서 구개부 치은에 A. actinomycetemcomitans 내독소를 주입하여 흡수가 진행되고 있는 치조골에서 파골세포의 분화와 MMP-13의 발현을 TRAP 염색, 면역조직화학적 방법 등을 통해 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. MMP-13 mPNA의 발현은 A. actinomycetemcomitans 내독소 (1ug/ml)로 24시간 자극한 마우스 치주인대 섬유모세포에서 생리식염수로 자극한 세포에 비하여 약 2.6배 증가하였으며 마우스 대식세포에서는 TRAP 양성 세포가 대조군보다 더 많이 나타났다. A. actinomycetemcomitans 내독소를 주입한 백서 치주조직에서는 대조군보다 더 심한 골소실을 보였다. TRAP-양성 다핵 파골세포 유사세포는 치주염군과 대조군 모두 치조골에서 관찰되었다. TRAP-양성 다핵 파골세포 유사세포는 치주염군에서 대조군보다 유의하게 많은 숫자가 관찰되었으며, 치주염군에서 대조군보다 유의하게 많은 숫자가 관찰되었다. MMP-13 면역양성 반응은 치주염군에서 거친 골연을 갖는 치조골상에 배열된 조골세포와 그 인접한 치주인대에서 관찰되었으며 대조군에서는 MMP-13 면역 양성 반응이 치조골 표면에서만 일부 관찰되었다. 이상의 결과는 A. actinomycetemcomitans 내독속가 MMP-13의 발현을 증가시키며 파골세포의 활성을 통하여 치조골의 흡수를 유도함을 시사한다. 또한 A. actinomycetemcomitans 내독소 투여에 의한 실험적 모델은 백서에서 중등도의 골 소실을 동반한 만성 치주염 모델로 향후 치주질환 치료제의 효과를 평가하는데 유용하게 사용될 수 있으리라 기대된다.

백서 치주인대세포에서 Doxycycline에 의한 mRANKL 발현 억제

조관표,최득철,김영준,Cho, Kwan-Pyo,Cui, De-Zhe,Kim, Young-Joon 대한치주과학회 2006 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.36 No.2

Osteoblast or bone marrow stromal cell-derived RANKL is the major effector molecule essential for osteoclastogenesis. Previous studies have shown that tetracyclines have beneficial therapeutic effects in the prevention and treatment of inflammatory bone disease including periodontal disease. Periodontal ligament cells are thought not only to play an important role in the progression of periodontal disease, but to play an important role in alveolar bone remodeling. Previous studies indicated that receptor activation of nuclear factor $\kappa\;B$ ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG) are expressed in periodontal ligament cells by pro-inflammatory cytokine, such as $IL-1{\beta}$ and $TNF-{\alpha}$. This study was designed to investigate the inhibitory effect of doxycycline on RANKL and OPG mRNA in rat periodontal ligament cells induced by $IL-1{\beta}$ (1 ng/ml). The results are as follows; 1. MTT assay showed that doxycycline at the concentration of $1-50\;{\mu}g/m{\ell}$ didn't result in statistically significant cell death at day 1 and 3. 2. RANKL mRNA expression was increased to 2.6 folds by $IL-1{\beta}$. When cells were treated with doxycycline ($50{\mu}g/m{\ell}$), $IL-1{\beta}$ -induced mRANKL expression was reduced by 33%. In contrast to RANKL, OPG mRNA expression was not inhibited by pre-treatment with doxycycline. These results suggest that doxycycline decrease the expression of mRANKL resulting in regulation of osteoclastogenesisp in rat periodontal ligament cells.

Actinobacillus actinomycetemcomitans 내독소가?백서 치주조직에 미치는 영향

김종철,최득철,김영준 대한치주과학회 2007 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.37 No.5

Actinobacillus actinomycetemcomitans 내독소가백서 치주조직에 미치는 영향

마우스 치주인대 섬유모세포에서 RANKL 조절에 대한 p38 MAP kinase의 역할

김재철,최득철,김영준 대한치주과학회 2007 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.37 No.5

-마우스 치주인대 섬유모세포에서 RANKL 조절에 대한 p38 MAP kinase의 역할

Biocompatibility of Ti-8Ta-3Nb alloy with fetal rat calvarial cells

조인구,최득철,김영준,이경구,이도재,Cho, In-Goo,Cui, De-Zhe,Kim, Young-Joon,Lee, Kyung-Ku,Lee, Doh-Jae The Korean Academy of Periodontoloy 2006 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.36 No.4

타이타늄은 기계적 특성이 우수하고 생체적합성이 뛰어나 의료용 장비의 주 재료로 사용되고 있으며 타이타늄 보다 기계적 특성이 더 우수한 타이타늄 합금들(주로 Ti-6Al-4V와 Ti-6Al-7Nb 합금)도 개발되어 치과와 의료용 임플란트로 사용되고 있다. 그러나 타이타늄 합금 성분들 중 알루미늄 (aluminum)과 바나디움(vanadium)은 인체에 노출되면 세포손상과 신경계에 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 인체에 독성이 없으면서 기계적 성질과 생체적합성이 우수한 타이타늄 합금의 개발이 필요하다. 최근 인체에 독성이 없는 성분들이 함유된 새로운 ${\beta}$ - 형태의 타이타늄 합금들이 개발되고 있는데, ${\beta}$ - 타이타늄 합금은 그 기계적 성질이 기존의 ${\alpha}+{\beta}$ 타이타늄 합금에 비해 우수하다고 알려져 있다. 최근 새로운 ${\beta}$ - 타이타늄 합금이 전남대학교 부설 타이타늄 연구소에서 개발되었다. 이 연구는 새로 개발된 ${\beta}$ - 타이타늄 합금의 생채 적합성을 세포 증식도, 알카리 인산 분해 효소 활성과 유전자 증폭을 통해 알아보고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다; 1. Titanium-6aluminum-4vanadium (Ti-6Al-4V) 합금 표면애서의 세포 증식율은 Titanium-Titanium8Tantalum-3Niobium (Ti-8Ta-3Nb) 합금과 순수 타이타늄 표면에 비해 유의하게 낮았다(p<0.00l). Ti-8Ta-3Nb 합금 표면에서의 증식도는 순수 타이타늄 표면과 유사하였다. 2. Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 배양된 세포이 알카리 인산 분해 효소의 활성도는 Ti-6Al-4V 합금에서의 것보다 유의하게 높았다 (p<0.001). 3. 유전자 증폭 분석 결과, Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 collagen type I과 bone sialoprotein mRNA 가 유사한 수준으로 발현되었다. 이상의 결과는 생체 적합성 측면에서 Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄의 차이가 없음을 보여주며 따라서 Ti-8Ta-3Nb 합금이 의학 및 치의학 영역에서 새로운 임프란트 재료로 사용될 수 있음을 의미한다.

The role of p38 MAP kinase on RANKL regulation in mouse periodontal ligament fibroblasts

김재철,최득철,김영준,Kim, Jae-Cheol,Cui, De-Zhe,Kim, Young-Joon The Korean Academy of Periodontoloy 2007 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.37 No.2

Receptor activation of nuclear factor ${\kappa}$ B ligand (RANKL)은 파골세포의 분화와 기능에 중요한 역할을 하는 단백질로 이들 물질의 조절에는 p38 MAP kinase가 관여한다. 그러나 치주인대 섬유모세포에서 RANKL 발현 시 p38 MAP kinase의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 이에 이번 연구는 마우스 치주인대 섬유모세포의 $IL-1{\beta}-induced$ RANKL 발현과정에서 p38의 역할을 규명하고자 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 마우스 치주인대 섬유모세포에 $IL-1{\beta}$ (1ng/ml)의 자극은 수용성 RANKL의 합성을 증가시켰다. 수용성 RANKL의 합성은 p38 MAP kinase 억제제인 SB203580에 의해 농도 의존적으로 억제되었으나 다른 MAP kinase 억제제인 SP600125, JNK 억제제와 PD98059, ERK 억제제에 의해서는 수용성 RANKL의 합성이 조절되지 않았다. NF-kB 억제제에 의해서도 수용성 RANKL의 합성이 억제되지 않았다. RANKL 유전자의 발현은 $IL-1{\beta}$로 자극 시에는 대조군에 비해 약 5배의 발현 증가를 보였으나 SB203580으로 전처치 시 $IL-1{\beta}$ (1ng/ml)로 자극시보다 약 1.5배의 감소를 보였다. 그러나 SP600125, PD98059, 및 NF-kB 억제제로 전처치한 경우에는 $IL-1{\beta}$로 자극한 경우와 비슷한 수준을 보였다. $IL-1{\beta}$로 자극 시 RANKL 유전자의 반감기가 90분 이었으나 SB203580로 전처치 후 $IL-1{\beta}$로 자극 시 RANKL 유전자의 반감기는 60분으로 감소하였다. Cycloheximide 전처리 시 SB203580에 의한 RANKL 유전자 발현 억제가 관찰되지 않았다. 단백질 분석결과 p38 MAP kinase의 인산화 활성은 30분까지 증가하였으나 그 이후 감소하여 2시간째에는 그 발현이 미약하였다. SB203580로 전처치 후 $IL-1{\beta}$로 자극 시 p38 MAP kinase의 인산화 활성이 감소하였다. 이상의 결과는 p38 MAP kinase가 RANKL 유전자 조절에 중요한 역할을 담당하고 있음을 시사한다.

망간이 백서 두개관세포의 골형성능에 미치는 영향

한웅택,최득철,김영준,정현주,김옥수,Han, Woong-Taek,Ciu, De-Zhe,Kim, Young-Joon,Chung, Hyun-Ju,Kim, Ok-Su 대한치주과학회 2004 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.34 No.4

Chronic exposure to high levels of manganese (Mn) leads a pronounced and debilitating disorder known as manganism. Research on the toxic manifestation of manganese have focused primarily on its neurological effects because exposure to high levels of the metal produces a distinct and irreversible extrapyramidal dysfunction resembling the dystonic movements associated with Parkinson's physiological and biochemical systems in the body. The purpose of this study is to determine the effects of Mn on mineralization in primary rat calvarial cells. The experimental groups were in concentration of 0, 10, 30 and 60 ${\mu}M$. The results were as follows: 1. ALP activity was decreased in concentration of 30 and 60 ${\mu}M$ (p<0.01). 2. Bone nodule formation was depressed in concentration of 30 and 60 ${\mu}M$ at day 14 and 21 (p<0.01). 3. RT-PCR results showed an altered expression of bone matrix proteins. These result suggested that manganese might decrease or alter the expression of the osteoblast phenotype.

백서 태자 두개관세포에서 인삼 사포닌에 의한 MMP-13 mRNA 발현 억제

김양이,최득철,김영준,Kim, Yang-Yi,Ciu, De-Zhe,Kim, Young-Joon 대한치주과학회 2005 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.35 No.2

There is a potential role of collagenase-3 in alveolar bone loss and periodontal disease progression, we need to develope or find chemotherapeutic drugs or herbal agents which may regulate the expression of MMP-13. Ginseng saponin, one of the major components of Korea ginseng(panax ginseng) root, has many various biologic effects, such as cytotoxic effect, tumoricidal effects, cytokine regulations, and protein biosynthesis effect. The purpose of this study was to determine the effects of Korea red ginseng saponin on MMP-13 gene expression in osteoblasts. The experimental groups were cultured with ginseng saponin in concentration of 1.0, 10, 25, 50, 100, 250 and $500{\mu}g/ml$ for MTT assay. Primary rat calvarial cells were pre-treated for 1 hour with ginseng saponin(100 ${\mu}g/ml$) and then stimulated with $IL-1{\beta}(1.0ng/ml)$ and PTH(10 nM). MMP-13 gene expression was evaluated by RT-PCR. The results were as follows: Ginseng saponin was cytotoxic to osteoblast at concentration exceeding $250{\mu}g/ml$ for longer than 24 hours in tissue culture(p<0.01). In RT-PCR analysis, steady state MMP-13 mRNA levels were increased approximately 350% by $IL-1{\beta}$, and 400% by PTH when normalized to untreated control. $IL-1{\beta}-indued$ MMP-13 mRNA expression was reduced 50% by pretreatment with ginseng saponin. But ginseng saponin didn't inhibit MMP-13 expression from PTH stimulated cells. This results suggest that ginseng saponin Inhibit $IL-1{\beta}-indued$ MMP-13 mRNA expression.