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문제 정의
- 그러나, EPMA의 가장 중요한 근본적인 기능은 최소 직경 1 micron 영역의 정확한 화학조성을 알아낼 수 있다는 데에 있다. 이론적으로는 4Be에서부터 92U까지 측정이 가능하기 때문에 고체상태시료의 작은 세계를 밝히는데 매우 효과적이디: 본 연구에서는 EPMA를 통해 Machined, RBM 처리된 임플란트의 Ca, P의 표면 함량을 분석하여 임플란트 매식체 표면에 골 형성의 상대적인 속도와 양을 비교해 보고자 하였다.
제안 방법
- EPMA를 통한 분석은 back scattered images와 20.0 KV의 acelerating voltage와 2.492x10'%의 probe cur- rent를 이용한 칼슘과 인의 quantitative mapping analy- Sis를 사용하였으며 각각의 spot에 대한 측정시간은 2.0 msec를 적용하였다. 각각의 표본에 대해 전체적인 골 형성면적 관찰과 함께 특히 칼슘과 인의 농도가 높은 부위에 주의를 기울여 관찰하였다.
- RBM(Resorbable Blasted Media blasting) 표면을 갖는 임플란트는 3세대에 속하며, 흡수성 매질로 blasting 기법을 이용하여 임플란트의 거칠기를 증가시켰다. 시판되는 RBM 제품으로는 Paragon, BIO—TIS, Restore RBM, Biohorizon 등의 임플란트가 있다
- 0 msec를 적용하였다. 각각의 표본에 대해 전체적인 골 형성면적 관찰과 함께 특히 칼슘과 인의 농도가 높은 부위에 주의를 기울여 관찰하였다. 칼슘과 인의 농도는 매식체에서 일정하게 500 um 떨어진 골주 면적에서만 측정하였다 칼슘과 인의 농도는 침착된 농도가 높을수록 적색으로 표현되며 황, 녹, 청색 순으로 높게 나타나며 이에 따른 대략적인 농도는 기준이 되는 indicat贫에 의해 측정하였다.
- 칼슘과 인의 농도는 매식체에서 일정하게 500 um 떨어진 골주 면적에서만 측정하였다 칼슘과 인의 농도는 침착된 농도가 높을수록 적색으로 표현되며 황, 녹, 청색 순으로 높게 나타나며 이에 따른 대략적인 농도는 기준이 되는 indicat贫에 의해 측정하였다. 먼저 photoshop(Adobe Inc, USA) 프로그램을 이용하여 확대하여 각각 indicator의 pixel을 filtering 하여 각 level의 pixel 수를 측정하였다. 매식체 주변의 석회호}가 진행되는 면적의 계산은 IPTK version 5.
- 술 후 감염방지를 위해 Penbrex®(유한양행, 대한민국) 100 mg씩을 1일간 간■육주사하였다, 2주, 4주 후 각각 1마리를 희생하였다 토끼의 희생은 Zoletil® 50(Virbac, France)과 Rumpun®(Bayer, Korea)을 9 :1로 혼합한 마취액을 체중 kg당 1ml 의 비율로 근육 내 주사하여 마취를 유도 정맥 주사하여 마취한 후에 KCl(2mmol/g, 휴온즈)을 정맥 내로 빠르게 주입하여 희생시켜 표본제작을 위해 임플란트를 포함한 대퇴골을 절편으로 절단 후 고정액에 고정하였고 이를 이용하여, 표본을 제작하여 EPMA를 통한 분석을 시행하였다.
- 2 ml(lml=50mg)를 근주하여 전신마취시켰다. 전신마취 후 왼쪽 대퇴골 부위에 지혈 목적으로 1:100,000 에피네프린이 함유된 lidocaine 국소마취제를 주사하고 무릎 관절 부위로 피부절개 후 근육과 골막을 박리하여 대퇴골 원심부를 노출하고 통상의 방법으로 임플란트를 식립하였다. 한 마리의 토끼 대퇴골에 1개씩 임플란트를 식립하였다
- 침윤된 조직을 포매될 주형에 위치시켰으며 실온에서 24시간 70P 전열기에서 8시간 중합호였다 주형에서 꺼낸 시편은 임플란트의 장축 방향을 따라서 대퇴골의 내 외측 방향으로 절단하였다. 절단은 저속회전 다이아몬드 톱(kw speed diamond saw, Excell, Extec, USA)을 사용하여 150 um 두께로 실시하고 플라스틱 슬라이드에 부착시킨 후 여러 단계의 grinding system을 아§하여 30um의 두께로 만들었다. 밝은 색의 형광물이 많을수록 Ca 및 골의 형성이 활발하다고 평가될 수 있다
- 고정하였다. 조직퍈을 24시간 간격으로 70%, 80%, 95%, 100%, 순수 100%의 순으로 알코올 농도를 높여 탈수과정을 거쳤다. 탈수된 조직을 100% 알코올과 아세톤을 2 :1, 1:1, 1 : 2의 비율로 바꿔가며 치환시키고 100% Spurr 레진을 2 : 1, 1:1, 1:2 의 비율로 교환하여 침투시키고 100% Spurr 레진으로 2회 24 시간씩 교환하였다.
- 조직표본 방법은 임플란트를 포함한 골판을 채취하여 조직시편 제작을 위해 10% 중성 완충 포르말린으로 고정하였다. 조직퍈을 24시간 간격으로 70%, 80%, 95%, 100%, 순수 100%의 순으로 알코올 농도를 높여 탈수과정을 거쳤다.
- 각각의 표본에 대해 전체적인 골 형성면적 관찰과 함께 특히 칼슘과 인의 농도가 높은 부위에 주의를 기울여 관찰하였다. 칼슘과 인의 농도는 매식체에서 일정하게 500 um 떨어진 골주 면적에서만 측정하였다 칼슘과 인의 농도는 침착된 농도가 높을수록 적색으로 표현되며 황, 녹, 청색 순으로 높게 나타나며 이에 따른 대략적인 농도는 기준이 되는 indicat贫에 의해 측정하였다. 먼저 photoshop(Adobe Inc, USA) 프로그램을 이용하여 확대하여 각각 indicator의 pixel을 filtering 하여 각 level의 pixel 수를 측정하였다.
- 조직퍈을 24시간 간격으로 70%, 80%, 95%, 100%, 순수 100%의 순으로 알코올 농도를 높여 탈수과정을 거쳤다. 탈수된 조직을 100% 알코올과 아세톤을 2 :1, 1:1, 1 : 2의 비율로 바꿔가며 치환시키고 100% Spurr 레진을 2 : 1, 1:1, 1:2 의 비율로 교환하여 침투시키고 100% Spurr 레진으로 2회 24 시간씩 교환하였다. 침윤된 조직을 포매될 주형에 위치시켰으며 실온에서 24시간 70P 전열기에서 8시간 중합호였다 주형에서 꺼낸 시편은 임플란트의 장축 방향을 따라서 대퇴골의 내 외측 방향으로 절단하였다.
- 하지만 본 연구에서는 식립 동물의 골질이 초기에 동일하지 않았으며, 2주와 4주에서만 EPMA 분석을 시행하여 비교적 길지 않은 기간에 대한 평가가 이루어졌고, 평가 요소들이 국한되어 이루어졌다. 향후 여러 가지 평가 요소 및 다양한 기간에서의 분석을 통한 깊은 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 전신마취 후 왼쪽 대퇴골 부위에 지혈 목적으로 1:100,000 에피네프린이 함유된 lidocaine 국소마취제를 주사하고 무릎 관절 부위로 피부절개 후 근육과 골막을 박리하여 대퇴골 원심부를 노출하고 통상의 방법으로 임플란트를 식립하였다. 한 마리의 토끼 대퇴골에 1개씩 임플란트를 식립하였다
대상 데이터
- 사용되었다. Machined, RBM 처리된 표면을 갖는 임플란트를 각각 2개씩 사용하였다. 모든 임플란트는 3.
- Machined, RBM 처리된 표면을 갖는 임플란트를 각각 2개씩 사용하였다. 모든 임플란트는 3.7 mm의 폭경과 10 mm의 길이를 가진 매식체를 사용하였다
- 본 연구에서는 총 4개의 임플란트가 실험에 사용되었다. Machined, RBM 처리된 표면을 갖는 임플란트를 각각 2개씩 사용하였다.
- 체중 3.0~3.5 kg의 한국산 잡종 토끼 10마리를 사용하였으며 임플란트를 식립하기 위하여 토끼 1마리당 X끼azine hydrochloride(Rompun® 한辛}이에 1.2~1.4ml(lml=23.5 mg)와 Ketamine hydrochloride(유한양행, 한국) 1.0~1.2 ml(lml=50mg)를 근주하여 전신마취시켰다. 전신마취 후 왼쪽 대퇴골 부위에 지혈 목적으로 1:100,000 에피네프린이 함유된 lidocaine 국소마취제를 주사하고 무릎 관절 부위로 피부절개 후 근육과 골막을 박리하여 대퇴골 원심부를 노출하고 통상의 방법으로 임플란트를 식립하였다.
데이터처리
- 먼저 photoshop(Adobe Inc, USA) 프로그램을 이용하여 확대하여 각각 indicator의 pixel을 filtering 하여 각 level의 pixel 수를 측정하였다. 매식체 주변의 석회호}가 진행되는 면적의 계산은 IPTK version 5.0(Reindeer graphic Co. USA) 프로그램을 이용하여 측정하였다 칼슘의 농도와 인의 농도는 전체 석회화 면적에서 red spot, yellow spot, green spot, blue spot의 비율을 구하여 EPMA 장치에 나타난 index에 따른 상대적인 평균값으로 환산하였다.
성능/효과
- 4주의 EPMA 소견에서 Ca의 level 1 이상의 pixel의 수는 13570개였으며, level 1 이상 pixel의 분포비율은 36.39%였다 Ca의 총 농도의 합은 73298이었고, 전체 면적에 대한 평균 농도는 1.9658이었다. P의 level 1 이상의 pixel의 수는 14252개였으며, level 1 이상 pixel의 분포비율은 38.
- 4주의 EPMA 소견에서 Ca의 level 1- 이상의 pixel의 수는 4109개였으며, level 1 이상 pixel의 분포비율은 11.02% 였다. Ca의 총 농도의 합은 13635이였고, 전체 면적에 대한 평균 농도는 0.
- 높았으며 통계학적으로 유의성이 있었다. 각 군에서 2주와 4주간에 칼슘의 면적은 GroupII에서 약간 증가하였으며, Group I 에서는 약간 감소하였으나 통계흐]적 유의성은 나타나지 않았다 칼슘의 농도에서는 모든 군에서 2주보다 4주에서 증가된 양상을 나타내었으나 통계학적 유의성은 없었다(Fig. 6). 인의 경우 모든 경우에서 통계학적 유의성이 나타나지 않았다.
- 6331M이었다. 두 군 모두에서 2주보다 4주에서 골 형성 면적이 증가되었으며, RBM 처리된 임플란트가 machined surface를 갖는 임플란트에 비해 유의성 있게 높은 골 형성 면적을 나타내었다(Fig. 5).
- 임플란트 변연부에서 일정하게 500 um로 표본을 자른 결과 총 pixel 수는 가로 89 pixels(500 um), 세로 419 pix- els(2354um)로 총 37291 pixels이 측정되었다(1 pixel 길이 5.61797753 micro meter, 1 pixel 면적 31.5616715 micro meter). 각각의 color의 농도 indicator는 0~30까지로 구분되었으며, 농도는 각각의 pixel수에 indicator value를 곱하여 구하였다.
- 3%의 咅임플란트 접촉률을 보여 RBM 임플란트가 골-임플란트 접촉률이 우수하다고 보고흐였다. 임플란트에 인접한 부위에 칼슘을 함유한 부위의 분포와 농도가 RBM 처리된 임플란트에서 더 큰 것으로 보아 RBM 처리된 임플란트가 초기 골 형성이 더 많이 생기며 진행 속도도 더 빠른 것으로 생각되었다.
후속연구
- 국한되어 이루어졌다. 향후 여러 가지 평가 요소 및 다양한 기간에서의 분석을 통한 깊은 연구가 진행되어야 할 것이다.
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