[논문]Rabbit의 tibia에 매식된 titanium시편 내부에 설치한 희토류 자석의 자성이 주위의 골형성에 미치는 영향에 관한 연구

박명원; 이성복; 권긍록; 최대균

Rabbit의 tibia에 매식된 titanium시편 내부에 설치한 희토류 자석의 자성이 주위의 골형성에 미치는 영향에 관한 연구
TME EFFECT OF MAGNETISM(NEODYMIUM MAGNET) ON BONE FORMATION AROUND TITANIUM IMPLANTS INSERTED INTO THE TIBIA OF RABBIT 원문보기

대한치과보철학회지 = The journal of Korean academy of prosthodontics, v.43 no.4, 2005년, pp.519 - 527

박명원 (경희대학교 치과대학 치과보철학교실) , 이성복 (경희대학교 치과대학 치과보철학교실) , 권긍록 (경희대학교 치과대학 치과보철학교실) , 최대균 (경희대학교 치과대학 치과보철학교실)

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Statement of problem : There are many articles that showed that the magnetism affected the bone formation around titanium implant. It means that a proper magnetism made the osseointegration improved around the implant. So after additional research on the other effect of magnetism on bone formation in implant therapy, we can conclude its possibility of clinical application on implant treatment. Purpose: The purposes of this study were to find out the intensity of magnetic field where magnetism in the titanium implant specimen inserted into the bone could affect the bone formation, and to discover the possibility of clinical application in the areas of dental implants and bone grafts. Material and method: Ten adult male rabbits(mean BW 2Kg) were used in this study. Titanium implant specimens were surgically implanted on the mesial side of the tibia of rabbits. Neodymium magnets(Magnedisc 500, Aichi Steel Corp. Japan) were placed into the implants of experimental group except control group, just after placement of the titanium implants. At 2, 4 and 8 weeks after the surgery, the animals were sacrificed, specimens were obtained and stained with Hematoxylin-Eosin for light microscopic evaluation and histomorphometric analysis. Conclusion : The results were as follows: 1. In radiographic findings, increased radiopacity downward from crestal bone was observed along the titanium implant specimen at experimental period passed by 2, 4, and 8 weeks in both control and experimental group. 2. In histoiogic findings, increased new bone formation was shown in both control and experimental group through the experiment performed for 2, 4, and 8 weeks. More new bone formation and bone remodeling were shown in experimental group. 3. In histomorphometric analysis, the bone contact ratios were 11.9% for control group and 38.5% for experimental group (p<0.05).

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 골내에 매식된 titanium implant 시편 내부에 있는 자석의 자성을 이용하여 시편 주위의 골 형성을 변화시키는 자장의 세기를 알아내어 구강 내 implant나 골이식술 분야에 있어서의 임상적인 가능성을 알아보고자 하였다.
본 연구에서도 이점에 착안하여 영구 자석의 자기장을 이용하여 골내에 매식된 implant 주위의 골 형성을 유도하는 실험을 계획하였다. 희토류 자석으로는 현재 보철물의 어태치먼트로 사용되고 있는 Magnedisc500을 사용하였으며 , implant 시편 내부에 설치하여 implant주위로 자기장이 지속적으로작용하는 것이 가능하도록 시편 내부에 공간이 있도록 시편을 디자인하였다.
희토류 영구자석의 자성이 Rabbit의 tibia에 매식된 titanium implant 시편 주위의 골 형성에 미치는 영향을 알아보고자 실험하였으며 , 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

방법으로 행해져 왔다.3的 과거에 사용되었던 장치를 살펴보면 Brighton”은 골절 부위에 직접 전극을 삽입하고 직류전류를 흘려보내 이 부위에 국소적인 전류를 형성하는 직류 전기장 자극 장치를 개발하였다. 그러나 이 방법은 조직에 직접적인 손상이심 하여 그 후 Brighton과 Pollack"은 골절 부위 의 외부에 전극판을 부착시킨 후 교류전류를 이용하여 이 부위에 전기장을 형성하도록 개선하였으며, Basset 등“은 외부코일을 위치시킨 후 일정한 주기로 교류전류를 흘려보내 이 부위에 유도 전자기장을 형성하였다.
좌우 양측의 시술부위에 제모를 시행하고 2% lidocained: 80000 epi)으로 국소마취하였다. 경골의 평평한 부위에 절개를 하고 골막을 박리한 후 titanium implant 시편을 식립하였다. 대조군은 그 상태로 봉합하고, 실험군은 시편 내부에 Magnedisc 500을 삽입 하고 pattern resin으로 고정 한 후 봉합하였다.
광학 현미경을 통해 2주, 4주, 8주 group의 조직소견을 관찰하고, 4주 group 중 각각 3개씩의 대조 군과 실험군의 조직 표본에서 Kappa image base program (Olympus, 일본)을 이용하여 bone contact ratio를 측정하고 분석하였다.
경골의 평평한 부위에 절개를 하고 골막을 박리한 후 titanium implant 시편을 식립하였다. 대조군은 그 상태로 봉합하고, 실험군은 시편 내부에 Magnedisc 500을 삽입 하고 pattern resin으로 고정 한 후 봉합하였다.
세균감염을 방지하고 치유를 돕기 위해 수술 당일과 술 후 1주일간 Gentamycin(대성 미생물연구소, 한국, 0.5ml/kg)와 Ketopro(유니바이오테크, 한국, O.lml/kg)를 근주하고 포타딘으로 수술부위를 소독하였다.
술 후 2, 4, 8주에 각각 과량의 Ketamine을 근주하여 실험동물들을 희생시킨 후, 수술부위중 시편이 포함되어 있는 일부의 경골부위를 포함하여 조직 절편을 획득하여 X-ray 촬영을 한 후 10% 포르말린 용액 (IX PBS bu如에 희석)에 고정하였다. Technovit 7200고} B.
25ml /kg)을 일정 양으로 혼합하여 근주하여 전신마취하였다. 좌우 양측의 시술부위에 제모를 시행하고 2% lidocained: 80000 epi)으로 국소마취하였다. 경골의 평평한 부위에 절개를 하고 골막을 박리한 후 titanium implant 시편을 식립하였다.

대상 데이터

雄性白卯를 염산 Ketamine (유한양행, 한국, 0.25ml/kg)과 Rompun(바이 엘코리 아, 한국, 0.25ml /kg)을 일정 양으로 혼합하여 근주하여 전신마취하였다. 좌우 양측의 시술부위에 제모를 시행하고 2% lidocained: 80000 epi)으로 국소마취하였다.
기존의 치과용 자석보다 6배 정도 강한 자력을 지니고 비자기화에 대한 저항성이 20-50배까지 커서 1mm이내의 크기로 축소 제작이 가능한 희토류 자석인 Neodymium magnet으로 Magnedisc500 (Aichi steel Co, Japan)을 이용하였다.
10마리를 사용하였다. 실험기 간동안 동물 개 체별로 분리된 실내 사육실에서 사육하였으며 , 고형사료 (축협사료, 축산업협동조합, 한국)를 섭취시켰다.
직경 5.5mm, 길이 5.0mm Grade 3 titanium으로 제작하였다(오스템 , 한국). 표면은 machined surface 로 하였으며 하방에는 self tapping을 형 성 하였다.
평 균체 중 2kg 내 외 의 웅성 New Zealand white rab~ bit 10마리를 사용하였다. 실험기 간동안 동물 개 체별로 분리된 실내 사육실에서 사육하였으며 , 고형사료 (축협사료, 축산업협동조합, 한국)를 섭취시켰다.
유도하는 실험을 계획하였다. 희토류 자석으로는 현재 보철물의 어태치먼트로 사용되고 있는 Magnedisc500을 사용하였으며 , implant 시편 내부에 설치하여 implant주위로 자기장이 지속적으로작용하는 것이 가능하도록 시편 내부에 공간이 있도록 시편을 디자인하였다.

데이터처리

본 연구에서는 N<30 이므로 independent T- test 를 대신하여 Mann-Whitney U Test(p<0.05 유의수준)를 시행하였다.

성능/효과

1. 방사선 소견에서는 2주에서 4주, 8주로 기간이 증가함에 따라 대조군과 실험군 모두에서 시편 주위로 방사선 불투과상이 증가되는 양상을 보였다. (Fig.
2. 조직소견에서 대조군과 실험군 모두 2, 4, 8주로 갈수록 titanium implant 시편 주위 에서 골 모세포의 증식과 신생골의 형성 및 골개조의 증가가 나타났으나, Magned由sc500이 삽입된 실험군에서 더 많은 골형성 및 성숙이 일어났다.
4주 group의 bone contact ratio의 즉정결과 대조군에서는 11.9%로 나타났으며, 실험군(Magnedisc 500)에서는 38.5%로 더 크게 나타났다(P<0.05) (Table I, Fig. 5).
대조군과 실험군 모두 2주에서 4주, 8주 group으로 갈수록 titanium implant 시편 주위로 marginal bone으로부터 하방으로 방사선 불투과상이 증가되는 소견을 나타내었다.
보고하였다. 본 실험에서도 역시 마찬가지로 implant 시편 내에 삽입된 영구자석에 의한 생체에 대한 유해성은 없는 것으로 나타났으며, 오히려 실험 결과에서는 자석의 자기장이 골형성을 촉진시키는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구의 실험에서도 자석의 자기장에 의해 rabbit의 tibia에 식립된 implant주변의 골형성이 더 잘 일어나는 것이 관찰되었으며, 향후 자기장에 관한 새로운 연구와 실험을 통해 생체내에서 골 형성을 유도하고 촉진시키는 최적의 자기장의 세기를 찾아내고 이 자기장을 implant주위로 균일하게 적용하는 것이 가능하게 된다면, 실제 임상에서의 적용 시 implant시술에 있어서 치료기간의 단축이나 조기 부하 등에 있어서 긍정적인 효과를 기대하는 것이 가능할 것으로 생각되었다. 아울러, 생체에 대한 희토류 자석의 자기장의 명확한 작용 기전에 대해서는 향 후 더 많은 연구와 실험을 통한 규명이 이루어져야 하며, 자장의 적용 방법이나 적용 기간에 있어서도 가장 효과적 이면서 용이 한 것으로 개발되어야 할 것으로 생각된다.
것으로 생각되었다. 아울러, 생체에 대한 희토류 자석의 자기장의 명확한 작용 기전에 대해서는 향 후 더 많은 연구와 실험을 통한 규명이 이루어져야 하며, 자장의 적용 방법이나 적용 기간에 있어서도 가장 효과적 이면서 용이 한 것으로 개발되어야 할 것으로 생각된다.
이상의 결과로부터 implant 시편 내부의 자석의 자장이 시편주위의 골형성에 영향을 미쳤을 것으로 생각되며, 이는 적절한 세기의 자장을 이용하여 implant와 주위 골의 골유착 기 간을 단축시 켜서 임 상적 으로 구강내 implant의 조기 부하 등의 분야에 있어서 응용이, 가능할 것으로 생각되었다.

참고문헌 (25)

Brighton CT, Magnusson PB. Electrically induced osteogenesis. Its clinical use in treating nonunion. In: Fukuda E, et al. eds. Bioelectrical Repair and Growth. Niigata: Nisimura 1985: 3-19
Yasuda I, Nagayama H, Kato T, et al. Fundamental problems in the treatment of fracture. J Kyoto Med Soc 1953:4:395-406
Yasuda I. Piezoelectricity of living bone. J Kyoto PrefUniv Med 1953:53:325
Fukada E, Yasuda I. On the piezoelectric effect of bone. J Physical Soc Jap 1957: 12: 1158-1162

상세보기
Basset CAL, Pawluk RJ, Pilla AA. Augmentation of bone repair by inductively coupled electromagnetic fields. Science 1974:184:575-577

상세보기
Mark WO, Kenneth JM, Clinton TR. Effects of electromagnetic fields in experimental fracture repair. Clin Orthopedics & related Res 1998:355:90-104

상세보기
Brighton CT, Black J, Friedenberg ZB, et al. A multicenter study of the treatment of non-union with constant current. J Bone Joint Surg 1981:63:2-13
Brighton CT, Pollack SR. Treatment of re-calcitrant non-union with a capacitively coupled electrical field. J Bone Joint Surg 1985 :67: 577-585

상세보기
Basset CAL, Mitchell SN, Norton L, Pilla AA. A non operative salvage of surgically resistant pseudarthoses and nonunions by pulsing electromagnetic fields: a preliminary report. Clin Orthop 1977:1245:128-143
Kubota K, Yoshimura N, Yokota M, et al. Overview of effects of electrical stimulation on osteogenesis and alveolar bone. J Periodontol 1995: 66: 1-10
Jacobs JD, Norton LA. Electrical stimulation of osteogenesis in pathological osseous defects. J Periodontol 1976:47:311-319

상세보기
Kawata T, Hirota K, Sumitani K, et al. A new orthodontic force system of magnetic brackets. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1987:92:241-248

상세보기
Matsumoto H, Ochi M, Abiko Y, Hirose Y, Kaku T, Sakaguchi K. Pulsed electromagnetic fields promote bone formation around dental implants inserted into the femur of rabbits. Clin Oral Impl Res 2000: 11: 354-360

상세보기
Woo KY, Kwon KR, Choi BB. The Effect of Electrical Stimulation on Osteoblast Surrounding Dental Implant. The Journal of Korean Acamedy of Stomatognathic Function and Occlusion 2003; 19: 196-206
Black J. Electrical stimulation of Hard and Soft Tissues in Animal Models. Clin Plast Surg 1985:12:243-257

상세보기
Inoue S, Ohashi S, Kajikawa K, et al. The effects of electrical stimulation on the bone differentiation to the bone. Orthop Res Sci 1980:7:501-507
Inoue S, Ohashi S, Imai R, Ichida M, Yasuda I. The electrical induction of ？Callus Formation and external skeletal fixation using methyl methacrylate for delayed union of open tibial fracture with segmental loss. Clin Orthop 1977:124:92-96
Lohmann CH, Schwartz Z, Liu Y, Guerkov H, Dean DD, Simon B, Boyan BD. Pulsed electromagnetic field stimulation of MG63 osteoblast-like cells affects differentiation and local factor production. J Orthop Res 2000: 18:637-646

상세보기
Altay OT. Kutkam T, Koseoglu O, Tanyeri S. The biological effects of implanted magnetic fields on the bone tissue of dog. Int J Oral Maxillofac Implants 1991:6:345-349
Yan QC, Tomita N, Ikada Y. Effects of static magnetic fields on bone formation of rat femurs. Med Eng Phys 1998:20:397-402

상세보기
Bruce GK, Howlett CR, Huckstep RL. Effect of a static magnetic field on fracture healing in a rabbit radius. Preliminary re-sults. Clin Orthop 1987; 222; 300-306
Kotani H. Kawaguchi H. Shimoaka T. Iwasaka M, Ueno S, Ozawa H, Nakamura K. Hoshi K. Strong static magnetic field stimulates bone formation to a definite orientation in vitro and in vivo. J Bone Miner Res 2002: 17; 1814-1821

상세보기
Yuge L, Okubo A. Miyashita T. et al. Physical stress by magnetic force accelerates differentiation of human osteoblasts. Bioch Bioph Res Com 2003:311:32-38

상세보기
Cho YW, Choi BB. Lee SB. The effect of Magnetismj Neodyrnium) on Activity of Osteoblast. The Journal of Korean Acamedy of Stomatognathic Function and Occlusion 2003;19:186-193
Lee SM, Lee SB, Choi BB. Effect of the magnetismtneodyrnium magnet) on growth factor receptors of osteoblast. The Journal of Korean Acamedy of Stomatognathic Function and Occlusion 2003: 19:88-96

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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