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제안 방법
- 8은 합성된 이온 첨가 BCP분말의 MTT assay 결과이다. DMEM 배지에 아무것도 첨가하지 않은 샘플을 대조군으로 설정하여 Si-BCP, Mg-BCP 분말을 첨가한 샘플과의 MG-63 세포의 성장률을 비교하여 ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) reader(Wallac 1420, USA)를 통해 570 nm에서 흡광도를 측정한 결과를 나타내었다. 1주 후 대조군에 비하여 이온이 첨가된 BCP 분말의 세포의 성장률이 높으며, 또한 Mg-BCP의 경우 Si-BCP의 세포 성장률이 1주, 2주까지 높은 것으로 나타나 Mg 이온이 생체 조직에서 활성을 증가시키는 물질임을 판단할 수 있었다.
- 5℃의 인큐베이터에서 침적 테스트하였으며, 일정한 이온 농도를 유지하기 위하여 HBSS를 2일마다 교환해주었다. HBSS 침적 후의 시간에 따른 표면 형상의 변화 및 표면의 결정성 변화를 XRD 및 SEM을 통하여 관찰하였다.
- MTT assay는 cell을 penicillin (100 units/ml), streptomycin(100 µg/ml) solution과 10%우태아 혈청(fetal bovine serum; FBS, Gibco, USA)이 포함된 Dulbeco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM, Gibco, USA) 배지를 사용하여 5% CO2, 37℃ 배양기에서 배양시켜 사용하였다.
- Si-BCP 분말을 제조하기 위하여 Ca/(P + Si)의 몰 비율을 1.602로 고정하여 TEOS를 2.6 mM 첨가하여 가수분해 시키고, 가수분해 된 수용액에 Ca(NO3)2 · 4H2O와 (NH4)2HPO4을 각각 첨가하였다.
- 또한 Mg-BCP 분말을 제조하기 위하여 (Ca + Mg)/P를 1.602로 고정하여 Mg(NO3)2 · 6H2O를 1.8 mM 첨가하여 수용액을 제조한후 제조된 용액에 Ca(NO3)2 · 4H2O와 (NH4)2HPO4을 각각 첨가하였다.
- 또한 생체활성 거동을 평가하기 위하여 Hanks’ Balanced Salt Solution(HBSS)에 침적시켜 시간에 따른 BCP분말의 표면 활성 및 결정상 변화를 비교 분석하였다.
- 제조된 수용액을 2시간 동안 교반한 후 상온에서 24시간 동안 시효 처리(Aging)하였다. 반응생성물의 여과 및 미 반응물을 제거하기 위해 증류수로 수회 반복적으로 수세하고, 여분의 수분을 제거하기 위하여 80℃로 고정된 건조기에서 24시간 건조하였다. 건조된 분말을 분쇄하여, 1000℃에서 2시간 동안 열처리 하였다.
- 본 연구에서는 BCP 조직 내에 생체 활성을 향상 시키는 Si 이온과, Mg 이온을 각각 첨가하여 Si-BCP, Mg-BCP 분말을 공침법을 이용하여 합성하였다. 합성된 분말의 결정학적 특성 및 화학적 결합 거동을 측정하기 위하여 XRD 및 FT-IR을 통하여 X-선 회절 분석 및 적외선 분광분석을 실시하였다.
- 본 연구에서는 Si, Mg 이온이 각각 첨가된 BCP 분말을 공침법을 이용하여 합성하였다. 합성된 분말의 열처리 전 후의 X-선 회절 패턴과 FT-IR의 분광학적 특성을 관찰한 결과 Si-BCP 분말의 경우 Si 이온 첨가의 영향으로 낮은 HAp의 결정성을 나타내었으며, Mg-BCP 분말의 경우 Si-BCP 분말에 비하여 높은 결정성의 HAp 피크를 관찰할 수 있었다.
- 분말의 생체활성 거동을 비교 평가하기 위해 제조한 분말을 Hanks’ Balanced Salt Solution(HBSS; SigmaAldrich, Japan)에서 1주, 2주, 3주간 36.5℃의 인큐베이터에서 침적 테스트하였으며, 일정한 이온 농도를 유지하기 위하여 HBSS를 2일마다 교환해주었다.
- 열처리에 따른 탈수 축합 거동을 분석하기 위하여 주파수 400~4000 cm−1 범위에서 FT-IR(Nicolet Magna IR 560, USA)측정하였다. 분말의 형상을 관찰하기 위하여 Osmium 코팅 후 SEM(HITACHI S-4800, Japan)을 이용하여 분석하고 이온 첨가 유무를 확인하기 EDS-mapping하여 관찰하였다.
- 열처리에 따른 탈수 축합 거동을 분석하기 위하여 주파수 400~4000 cm−1 범위에서 FT-IR(Nicolet Magna IR 560, USA)측정하였다.
- 우선 24 well에 MG-63 1 × 104개를 분주하고, 24시간 뒤에 새 배지로 교체 후 시료를 1 mg/ml로 처리하였다.
- 제조된 Si와 Mg가 첨가된 BCP분말의 열처리 전 후의 결정상 변화를 관찰하기 위해 X-선 회절분석장치(XRD, D/max-IIA, Rigaku, Japan)를 이용하여 분석하였다. 측정조건은 CuKα, 30 kV, 25 mA, scanning speed 1o/min, 0.
- 각각의 제조된 수용액에 NH3(Junsei chemical, Japan)를 적가하여 pH를 11로 조절하였다. 제조된 수용액을 2시간 동안 교반한 후 상온에서 24시간 동안 시효 처리(Aging)하였다. 반응생성물의 여과 및 미 반응물을 제거하기 위해 증류수로 수회 반복적으로 수세하고, 여분의 수분을 제거하기 위하여 80℃로 고정된 건조기에서 24시간 건조하였다.
- 본 연구에서는 BCP 조직 내에 생체 활성을 향상 시키는 Si 이온과, Mg 이온을 각각 첨가하여 Si-BCP, Mg-BCP 분말을 공침법을 이용하여 합성하였다. 합성된 분말의 결정학적 특성 및 화학적 결합 거동을 측정하기 위하여 XRD 및 FT-IR을 통하여 X-선 회절 분석 및 적외선 분광분석을 실시하였다. 또한 생체활성 거동을 평가하기 위하여 Hanks’ Balanced Salt Solution(HBSS)에 침적시켜 시간에 따른 BCP분말의 표면 활성 및 결정상 변화를 비교 분석하였다.
대상 데이터
- 각각의 이온을 첨가하기 위하여 Si-BCP 분말은 Si(OC2H5)4(TEOS(tetraethly orthosilicate))(Sigma Aldrich)를 Mg-BCP 분말은 Mg(NO3)2 · 6H2O(Junsei chemical, Japan)를 사용하였다.
- 본 연구에서 이온이 첨가된 BCP 분말을 제조하기 위하여 출발물질로 Ca(NO3)2 · 4H2O(Junsei chemical, Japan), (NH4)2HPO4(Junsei chemical, Japan)를 사용하였고, 제조공정으로 공침법(co-precipitation process)을 이용하였다.
이론/모형
- 또한 생체활성 거동을 평가하기 위하여 Hanks’ Balanced Salt Solution(HBSS)에 침적시켜 시간에 따른 BCP분말의 표면 활성 및 결정상 변화를 비교 분석하였다. 또한 각각의 분말의 세포와의 친화력을 평가를 위하여 MTT assay를 시행하였다.
- 합성한 분말의 세포와의 친화력을 비교 평가하기 위하여 Human osteosarcoma cell line인 MG-63을 이용하여 MTT assay를 실시하였다. MTT assay는 cell을 penicillin (100 units/ml), streptomycin(100 µg/ml) solution과 10%우태아 혈청(fetal bovine serum; FBS, Gibco, USA)이 포함된 Dulbeco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM, Gibco, USA) 배지를 사용하여 5% CO2, 37℃ 배양기에서 배양시켜 사용하였다.
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