Recently, many researches regarding the natural products which alternate with chemical products have been done. Among them, boswellia is well known for effect on anti-oxidative effect and inflammation. The aim was the effect boswellia of formalin- induced orofacial and temporomandibular joint (TMJ) ...
Recently, many researches regarding the natural products which alternate with chemical products have been done. Among them, boswellia is well known for effect on anti-oxidative effect and inflammation. The aim was the effect boswellia of formalin- induced orofacial and temporomandibular joint (TMJ) pain on experimental animals was investigated. Experiments were carried out using subcutaneous (SC) pain model and TMJ pain model that were induced by the injection of 5% formalin into the right vibrissa pad (SC, $50{\mu}L$) or TMJ ($30{\mu}L$) of rats, respectively. In both models, formalin (5%), formalin after distilled water (vehicle), formalin after boswellia extract (p.o., concentrations of 15, 30 mg/kg) (n=6). The number of scratching on the injected region was scored during the 9 successive periods of 5 min intervals following injection of formalin. Oral administration of boswellia (15, 30 mg / kg) reduced formalin-induced SC orofacial pain behavioral responses. SC orofacial pain behavioral responses was significantly reduced at 20~35 min. In the experimental group injected into temporomandibular joints, the pain response was significantly reduced by $276.2{\pm}8.20$ and $78.3{\pm}4.7$ after oral administration of boswellia (15, 30 mg / kg) at $398.3{\pm}24.8$ times. As a result of the passage of time, the oral administration of boswellia showed a significant effect of reducing the temporomandibular joint pain 30 minutes after the injection of formalin. This study confirmed that oral administration of boswellia modulated the pain behavior in both models. In conclusion, boswellia extract may be a potential therapeutic treatment for orofacial pain.
Recently, many researches regarding the natural products which alternate with chemical products have been done. Among them, boswellia is well known for effect on anti-oxidative effect and inflammation. The aim was the effect boswellia of formalin- induced orofacial and temporomandibular joint (TMJ) pain on experimental animals was investigated. Experiments were carried out using subcutaneous (SC) pain model and TMJ pain model that were induced by the injection of 5% formalin into the right vibrissa pad (SC, $50{\mu}L$) or TMJ ($30{\mu}L$) of rats, respectively. In both models, formalin (5%), formalin after distilled water (vehicle), formalin after boswellia extract (p.o., concentrations of 15, 30 mg/kg) (n=6). The number of scratching on the injected region was scored during the 9 successive periods of 5 min intervals following injection of formalin. Oral administration of boswellia (15, 30 mg / kg) reduced formalin-induced SC orofacial pain behavioral responses. SC orofacial pain behavioral responses was significantly reduced at 20~35 min. In the experimental group injected into temporomandibular joints, the pain response was significantly reduced by $276.2{\pm}8.20$ and $78.3{\pm}4.7$ after oral administration of boswellia (15, 30 mg / kg) at $398.3{\pm}24.8$ times. As a result of the passage of time, the oral administration of boswellia showed a significant effect of reducing the temporomandibular joint pain 30 minutes after the injection of formalin. This study confirmed that oral administration of boswellia modulated the pain behavior in both models. In conclusion, boswellia extract may be a potential therapeutic treatment for orofacial pain.
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문제 정의
따라서 본 연구는 포르말린으로 유도한 실험동물의 안면부와 악관절 통증, 두 모델을 적용하여 보스웰리아의 통증행위반응 조절효과에 대해 확인하고자 하였다.
또한 Lee 등 (2017)의 연구에서 홍삼 및 흑삼 추출물이 간과 신장에 부작용을 나타내지 않으면서 포르말린으로 유도된 안면부 통증과 Nrf2의 발현의 조절에 효과적인 것으로 나타났고, Kim 등 (2017)의 연구에서도 안면부 피하와 턱관절 강에 각각 포르말린을 주입하여 유발한 두 가지 통증 모델에 행위반응을 평가한 결과, 산자나무 추출물의 경구 투여는 두 모델에서 유의한 통증경감효과를 나타내었음을 확인하였다. 따라서 안면부 통증 발생과 조절에 천연물 유래 약물들의 치료효과를 입증하기 위하여 본 연구에서는 구강안면영역의 통증을 실험에 적용하기 위해 안면부 피하와 턱관절 내에 formalin을 주입하여 유발한 두 통증 모델에서 천연물인 보스웰리아 추출물로 인한 통증 조절에 대한 효과를 확인하고자 하였다.
이처럼 보스웰리아는 전반적으로 전신에 다양한 약리적 효능 작용이 있는 것을 확인할 수 있었다. 이를 기초로 전신에서 심리적으로, 감각적으로 민감한 부위인 안면부 통증 완화에 보스웰리아가 미치는 영향을 확인하기 위해 실험을 진행하였다.
제안 방법
Formalin으로 유도된 안면부 염증성 통증행위반응에 보스웰리아가 미치는 영향을 확인하기 위하여 대조군(n=6)과 실험군(n=6)은 실험동물에 각각 DW 1 mL와 보스웰리아 1 mL를 경구 투여하고 30분이 경과한 뒤 오른쪽 안면부에 5% formalin 50 μL를 주입하였다.
우선 에테르 흡입 마취 후 오른쪽 관절강 내로 30 μL의 포르말린을 주입하였고, 수 초 내에 의식이 돌아오는 것을 관찰하였다.
포르말린 주입을 위하여 폴리에틸렌 튜브 한쪽 끝에 cannula를 30 gauge 주사바늘에 연결하여 사용하였고, 이어지는 부위에는 0.25 × 8 mm 크기의 인슐린 주사기를 연결하였다.
실험동물은 효창사이언스(Daegu, Korea)에서 Sprague-Dawley계를 공급받았으며, 수컷 흰쥐(230~270 g)를 그룹당 6마리씩, 총 48마리를 실험에 사용하였다. 23~24℃의 일정한 환경을 유지하면서 12시간 주/야 순환주기로 물과 사료는 자유로이 공급하였으며, 행동적인 억압 등에 의한 실험 전 스트레스를 최소화 하기 위해 유의하였다. 본 연구는 통증연구학회의 기준에 따라 윤리적 규정에 맞게 진행하였으며, 동의대학교 동물실험윤리위원회의의 심의를 받아 진행하였다(R2016-020).
보스웰리아 추출물(보스웰리아 열매 추출분말; Bioprex Labs Co., Ltd., Pune Maharashtra, India)은 15, 30 mg/kg (1 mL)의 농도로 희석하여 경구로 투여하였다. 각 실험군은 formalin 주입군, distilled water (DW) 투여 후 5% formalin 주입군, 보스웰리아 추출물(15, 30 mg/kg) 투여 후 5% formalin 주입군으로 분류하였다.
, Pune Maharashtra, India)은 15, 30 mg/kg (1 mL)의 농도로 희석하여 경구로 투여하였다. 각 실험군은 formalin 주입군, distilled water (DW) 투여 후 5% formalin 주입군, 보스웰리아 추출물(15, 30 mg/kg) 투여 후 5% formalin 주입군으로 분류하였다. 보스웰리아 추출물을 주입한 후 30분이 경과한 뒤 formalin을 투여한 직후부터 통증행위반응을 관찰하였다.
각 실험군은 formalin 주입군, distilled water (DW) 투여 후 5% formalin 주입군, 보스웰리아 추출물(15, 30 mg/kg) 투여 후 5% formalin 주입군으로 분류하였다. 보스웰리아 추출물을 주입한 후 30분이 경과한 뒤 formalin을 투여한 직후부터 통증행위반응을 관찰하였다.
실험동물을 플라스틱 통에 30분 이상 적응시켜 스트레스를 최소화 시켰고, 테스트 하는 동안은 물과 사료의 섭취를 금하였다. 5% formalin을 실험동물(n=6)의 왼쪽 수염부 피하에 주입하여 안면부 염증성 통증을 유발하였고, 약물이 주입된 부위를 문지르거나 긁는 행위를 통증 지표로 간주하였다. 실험 관찰 시간은 5분 단위로 45분간 행위반응을 관찰하였다.
5% formalin을 실험동물(n=6)의 왼쪽 수염부 피하에 주입하여 안면부 염증성 통증을 유발하였고, 약물이 주입된 부위를 문지르거나 긁는 행위를 통증 지표로 간주하였다. 실험 관찰 시간은 5분 단위로 45분간 행위반응을 관찰하였다. Formalin으로 유도된 안면부 염증성 통증행위반응에 보스웰리아가 미치는 영향을 확인하기 위하여 대조군(n=6)과 실험군(n=6)은 실험동물에 각각 DW 1 mL와 보스웰리아 1 mL를 경구 투여하고 30분이 경과한 뒤 오른쪽 안면부에 5% formalin 50 μL를 주입하였다.
우선 에테르 흡입 마취 후 오른쪽 관절강 내로 30 μL의 포르말린을 주입하였고, 수 초 내에 의식이 돌아오는 것을 관찰하였다. 관골궁의 후 하방 경계면과 하악 과두부위를 촉지에 의해 관절강의 위치를 유추하였고, 해당부위에 주사바늘이 관절낭을 뚫고 하악와의 닿는 부위를 관절강 내로 인지하였다. 본 실험 전 예비 실험을 통하여 포르말린과 동일한 양의 1% evans blue dye 염색제를 별도의 실험동물에 주입하여 악관절강의 위치를 우선 확인하였다.
관골궁의 후 하방 경계면과 하악 과두부위를 촉지에 의해 관절강의 위치를 유추하였고, 해당부위에 주사바늘이 관절낭을 뚫고 하악와의 닿는 부위를 관절강 내로 인지하였다. 본 실험 전 예비 실험을 통하여 포르말린과 동일한 양의 1% evans blue dye 염색제를 별도의 실험동물에 주입하여 악관절강의 위치를 우선 확인하였다.
대상 데이터
실험동물은 효창사이언스(Daegu, Korea)에서 Sprague-Dawley계를 공급받았으며, 수컷 흰쥐(230~270 g)를 그룹당 6마리씩, 총 48마리를 실험에 사용하였다. 23~24℃의 일정한 환경을 유지하면서 12시간 주/야 순환주기로 물과 사료는 자유로이 공급하였으며, 행동적인 억압 등에 의한 실험 전 스트레스를 최소화 하기 위해 유의하였다.
데이터처리
결과는 평균 ± 표준오차(standard error of the mean)로 표시하였다.
실험결과는 IBM SPSS Statistic ver. 20.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하여 least significant difference 사후분석법을 적용한 일원배치 분산분석을 하였고 유의수준은 0.05를 기준으로 하였다, Sigmaplot 2001 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 그래프를 나타내었다. 결과는 평균 ± 표준오차(standard error of the mean)로 표시하였다.
이론/모형
Formalin 반응 실험은 Park 등 (2011)의 연구를 참고하여 실험 방법과 동일하게 진행하였다. 실험동물을 플라스틱 통에 30분 이상 적응시켜 스트레스를 최소화 시켰고, 테스트 하는 동안은 물과 사료의 섭취를 금하였다.
성능/효과
보스웰리아 투여 시 1차 통증행위반응은 포르말린 투여군, 대조군(veh + 포르말린 투여군) 그리고 약물 주입군 간의 유의한 차이가 없었으나, 2차 통증행위반응에서는 포르말린 주입군에 비해 약물 주입군(Bos 15 mg/kg, 30 mg/kg) 모두 통증행위반응이 농도 의존적으로 유의하게 감소되었다(P<0.05).
Bos 15 mg/kg 투여 시에는 약물 주입 15~35분 시점에서 효과적으로 통증행위반응이 감소되었고, Bos 30 mg/kg 투여군에서 역시 2차 통증행위반응에 해당하는 15~35분 경과시점에서 통증 조절에 효과적이었다. 이러한 결과를 통해 보스웰리아가 안면부 급성통증 조절에 효과적임을 알 수 있었다.
4는 행위반응의 변화를 시간의 경과에 따른 결과 그래프로, formalin의 투여로 인한 통증행위반응이 15분 이후부터 증가하여 25분에 가장 높게 나타났으며 35분까지 지속되다가 이후 다시 감소하였다. 보스웰리아 추출물의 경구 투여는 포르말린 주입 25~30분에서 턱관절 통증경감효과가 유의한 것을 확인할 수 있었다.
또한 Mohamad 등 (2012)의 연구에서도 보스웰리아 추출물이 당뇨병에 영향을 미치고 신장과 간에서 당뇨 합병증을 예방할 수 있다는 것을 밝혔다. 이처럼 보스웰리아는 전반적으로 전신에 다양한 약리적 효능 작용이 있는 것을 확인할 수 있었다. 이를 기초로 전신에서 심리적으로, 감각적으로 민감한 부위인 안면부 통증 완화에 보스웰리아가 미치는 영향을 확인하기 위해 실험을 진행하였다.
본 연구의 결과를 보면 보스웰리아의 생리약리학적 특성이 나타난 염증성 통증 모델에서 안면부 통증행위반응이 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 이는 포르말린으로 유도한 통증 및 염증 신호전달 경로에 영향을 미쳐 조절된 것으로 생각된다. 이는 통증 및 염증 신호의 조절효과를 가지는 보스웰리아의 투여로 인하여 포르말린으로 유도한 염증성 안면부 통증 모델에서 실험동물의 통증행위 반응을 감소시키는 것을 보아 통증경감효과가 유의한 것을 증명하였다.
본 연구의 결과를 보면 보스웰리아의 생리약리학적 특성이 나타난 염증성 통증 모델에서 안면부 통증행위반응이 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 이는 포르말린으로 유도한 통증 및 염증 신호전달 경로에 영향을 미쳐 조절된 것으로 생각된다. 이는 통증 및 염증 신호의 조절효과를 가지는 보스웰리아의 투여로 인하여 포르말린으로 유도한 염증성 안면부 통증 모델에서 실험동물의 통증행위 반응을 감소시키는 것을 보아 통증경감효과가 유의한 것을 증명하였다.
후속연구
따라서 보스웰리아는 급성 염증성 안면부 통증에서 예방 및 치료 방안에 있어 활용 가능한 천연대체약물로 사용될 수 있을 것으로 예상된다. 하지만 전반적인 안면부 통증 모델에 적용이 가능한 지를 파악하기 위하여 만성 염증성 통증 모델에서도 영향을 미치는 지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
따라서 보스웰리아는 급성 염증성 안면부 통증에서 예방 및 치료 방안에 있어 활용 가능한 천연대체약물로 사용될 수 있을 것으로 예상된다. 하지만 전반적인 안면부 통증 모델에 적용이 가능한 지를 파악하기 위하여 만성 염증성 통증 모델에서도 영향을 미치는 지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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