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염기처리한 SLA 표면이 표면 특성 및 골모유사세포의 반응에 미치는 영향
박진철,김주현,강은숙,류재준,허중보,Park, Jin-Chul,Kim, Joo-Hyeun,Kang, Eun-Sook,Ryu, Jae-Jun,Huh, Jung-Bo 대한치과보철학회 2014 대한치과보철학회지 Vol.52 No.3
목적: 기존의 SLA 표면을 높은 친수성을 가지는 표면으로 개질하고자 NaOH에 침적하는 방법이 SLA 표면 형상 및 특성에 어떤 영향을 미치는지 알아보고, 골모유사세포의 증식, 부착 및 분화에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 계획되었다. 재료 및 방법: Machined surface (대조군), SLA surface (SLA 군), SLA에 NaOH 처리한 표면(SLA/NaOH 군)의 각 시편을 제조하고 친수성을 극대화한 SLA/NaOH 군의 표면 특성을 평가하기 위해 표면성분(XPS), 표면 거칠기, 표면 접촉각 등을 평가하였다. 그 이후 MG-63 세포 배양 후 이번 실험에서 만든 표면들이 세포독성을 가지는지를 평가하고, WST assay를 통하여 세포 증식, F-actin 염색을 통하여 세포의 부착형태를 관찰하였다. 이 후 ALP assay를 통하여 세포 분화를 평가하였다. 각 군간 통계측정을 위해 ANOVA 후 다중비교를 하였다(P<.05). 결과: SLA/NaOH 군의 접촉각은 $5.59{\pm}1.13$도였다. 모든 군들은 MG-63 세포에 대해 세포독성을 가지지 않았다. 세포 부착 평가에서 SLA/NaOH 군에서 가장 높은 부착 정도를 보였고(P<.05), Machined 군과 SLA 군에서도 표면 거칠기가 높은 SLA군에서 더 높은 세포 부착정도를 확인할 수 있었다(P<.05). 배양 7일까지 모든 군에서 MG-63 세포의 증식이 점차 증가하였다. 모든 군에서 3일과 7일에 세포의 증식에서 유의할 만한 차이가 보였고, SLA/NaOH 군에서 가장 높은 세포증식을 보였다. ALP 활성도는 7일에서는 세 군 사이에 차이가 없었다. 하지만 14일에는 SLA/NaOH 군이 유의성 있는 증대를 보였다(P<.05). 결론: 본 연구를 통하여 NaOH를 처리하는 수화방식을 통해 SLA 표면을 변형시킴으로서 세포의 부착, 증식 및 분화를 촉진시켜 임플란트의 골유착을 증진시킬 수 있는 가능성을 확인하였다. Purpose: The purpose of this study was to evaluate the surface characteristics and response of osteoblast-like cell at SLA surface treated with NaOH. Materials and methods: Three kinds of specimens were fabricated for the experiment groups. Control group was a machined surface, SLA group was a conventionally SLA treated surface, and SLA/NaOH gorup was SLA surface treated with NaOH. To evaluate the surface characteristics, the surface elemental composition (XPS), surface roughness and surface contact angle were evaluated in each group. And the cytotoxicity, cell adhesion, cell proliferation and ATP activity of osteoblast-like cells (MG-63 cells) were compared in each group for evaluatation of the cell responses. Statistical comparisons between groups were carried out via one-way ANOVA using the SPSS software (SPSS Inc., Chicago, USA), and then performed multiple comparisons. The differences were considered statistically significant at P<.05. Results: SLA surface treated with NaOH (SLA / NaOH group) was changed to hydrophilic surface. All groups did not show the cytotoxicity to the MG-63. In cell adhesion studies, SLA / NaOH group showed the higher degree of adhesion than anothers (P<.05), Up to 7 days of incubation, the proliferation was showed the increasing tendency in all groups but SLA / NaOH group showed the highest cell proliferation between the three groups (P<.05). At 7 days of incubation, there was no difference in ALP activities between the three groups, but at 14 days, SLA / NaOH group showed significant increase in ALP activities (P<.05). Conclusion: In this study, SLA surface treated with NaOH promoted cell adhesion, proliferation and differentiation. It means that SLA/NaOH group is possible to promote osseointegration of implants.
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나노-마이크로 정밀 분사 시스템을 이용한 하이브리드 인공지지체의 제작 및 평가
하성우,김종영 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.8
최근에, 3 차원 인공지지체와 나노섬유는 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 본 연구에서는, 나노-마이크로 정밀 분사 시스템을 이용하여 하이브리드 인공지지체를 제작하였다. 하이브리드 인공지지체는 마이크로 인공지지체와 나노섬유가 결합하여 제작되었으며, 마이크로 인공지지체와 나노섬유를 얻기 위해 자유 형상 제작 기술과 전기방사 기법이 사용되었다. 마이크로 인공지지체는 정밀한 공극을 고려하여 CAD/CAM 데이터 따라 자유 형상 제작 기술에 의해 제작되었으며, 제작 공정은 100 °C 의 온도, 평균 650 kPa 의 압력, 그리고 250 mm/sec 의 Z 축 이송속도가 적용되었다. 그리고 전기방사법을 통하여 나노섬유를 제작함에 있어서 본 시스템에 적용한 공정 조건은, 5 kV 의 전압, 0.1 ml/min 의 유량, 그리고 1 mm 의 노즐 팁과 콜렉터와의 거리로 설정하였다. 제작된 하이브리드 인공지지체는 MG-63 세포를 이용하여 세포 증식 실험을 진행하였다. Recently, three-dimensional scaffolds and nanofibers are being developed for bone tissue regeneration. In this study, we fabricated a hybrid scaffold using a nano-micro precision deposition system. The fabrication process involved the application of the solid freeform fabrication (SFF) technology and electrospinning. The hybrid scaffolds were combined using micro scaffolds and nanofibers. The nanofibers were deposited on each layer of the micro scaffolding using the electrospinning process. The micro scaffolds were fabricated using the SFF technology at a temperature of 100 °C, pressure of 650 kPa, and scan velocity of 250 mm/s. Nanofiber fabrication was conducted by means of electrospinning using the flow rate, solution concentration, distance from the tip to the collector (TCD), and voltage. The nanofibers were fabricated using a flow rate of 0.1 ml/min, voltage of 5 kV, TCD of 1 mm, and 10 wt% of solution concentration. MG-63 cells were seeded into the hybrid scaffold for the purpose of its evaluation.
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