[논문]세륨옥사이드나노입자(Cerium Oxide Nano Particles; CNPs)를 첨가한 치면열구전색재의 물리적 특성 및 세포독성

정미애; 김동애

doi:10.5392/jkca.2022.22.03.586

세륨옥사이드나노입자(Cerium Oxide Nano Particles; CNPs)를 첨가한 치면열구전색재의 물리적 특성 및 세포독성
Physical Properties and Cytotoxicity of Dental Pit and Fissure Sealants Containing Cerium Oxide Nano Particles(CNPs) 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.22 no.3, 2022년, pp.586 - 592

정미애 (강원대학교 치위생(학)과) , 김동애 (여주대학교 치위생(학)과)

초록
AI-Helper

본 연구는 기존의 치면열구전색재 ConciseTM에 세륨옥사이드 나노입자(Cerium oxide nano particles; CNPs)를 0-4.0 wt%를 첨가하여 새로운 치면열구전색재를 제조하여 물리적 성질과 세포독성을 평가하였다. 물리적 성질은 중합깊이, 물흡수도와 용해도를 측정하였고 세포독성평가는 불멸화된 구강점막세포(Immortalized human oral keratinocyte (IHOK))를 이용하여 MTT assay법으로 평가하였다. 실험 결과 중합 깊이는 CNPs 첨가량이 증가할수록 감소하였고, 용해도는 CNPs를 2.0 wt% 첨가된 실험군에서 가장 낮은 값을 보였으며 물흡수도는 각 실험군별 유의한 차이는 나타나지 않았다(p>0.05). 세포독성 실험 결과는 모든 실험군에서 높은 세포 생존율을 보였다. 이는 CNPs가 물리적 성질을 크게 약화 시키지 않으며 세포독성을 나타내지 않았으므로 생체 적합성을 입증하였다. CNPs의 특성을 고려하여 향후 CNPs의 효율적인 분산 기술에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study cerium nano particles(CNPs) with 0-4.0 wt% was incorporated to the conventional dental pit and fissure sealant(ConciseTM) to produce new pit and fissure sealant the physical properties and cytotoxicity. The physical properties were measured for polymerizing depth the degree of water absorption and solubility. The cytotoxicity of cell viability was analyzed by MTT assay using immortalized human oral keratinocyte(IHOK). As a result of this preceding study the polymerizing depth was decreased by the increasing of the amount of CNPs. The solubility degree of the sealant added CNPs with 2.0 wt% showed was the lower and the water absorption showed no significantly difference with the control groups(p>0.05). The cytotoxicity test results showed high survival rates in all experimental groups. Therefore, pit and fissure sealant by the addition of CNPs excellent cell viability be produced without weaken the physical property of the cell viability fissure sealant containing CNPs does not weaken physical properties and has no cytotoxic effects biocompatibility. Considering its properties effect of CNPs, further studies are required for distribution technology application.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. The composition of dental pit and fissure sealant containing CNPs
그림 Fig. 1. Depth of cure of CNPs incorporated dental pit and fissure sealant (mm). The same lower letters above the bar graph indicate there are no significant differences the groups (p <0.05).
그림 Fig. 3. Cell viability assay by MTT test. Horizontal bars indicate that the connected groups are not statistically different at (p<0.05)
그림 Fig. 2. (A) Solubility (Wsl) and (B) Water sorption (Wsp). The same lower letters above the bar graph indicate there are no significant differences the groups (p <0.05).

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구는 CNPs를 적용한 연구를 기반으로 기존의 치면열구전색재에 다양한 농도로 첨가하여 새로운 치면열구전색재를 제조하여 중합 깊이, 물 흡수 도와 용해도의 물리적 성질과 세포독성 연구를 통해 물성 개선과 생체적합성이 우수한 새로운 치면열구전색재의 가능성을 평가하고자 한다.

제안 방법

본 연구는 기존의 치면열구전색재에 세륨 옥사이드 나노입자(CNPs)를 첨가하여 중합 깊이, 물흡수도와 용해도의 물리적 성질을 측정하고 용출액 농도에 따른 MTT assay 방법으로 불멸화된 구강점막세포(IHOK) 세포생존율을 평가하여 세포독성을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

데이터처리

통계분석은 PASW Statistics 20 (SPSS, Chicago, IL., USA)을 사용하여 일원배치(one-way ANOVA)와 Tukey HSD 다중비교 분석을 사후검정으로 유의수준 p<0.05에서 실험군별 비교·분석 평가하였다.

이론/모형

중합 깊이는 ISO 6874:2005(E) 규정에 따라 높이 6mm, 직경 4mm 금속 몰드에 기포가 생기지 않도록 약간 과잉 충전하고 LED 광조사기(Curing light. VALOTM, ultradent co, USA)를 이용하여 40초 광조사 후 주형에서 시편을 제거하였다.

성능/효과

2]. 이러한 치면열구전색재의 단점을 개선하기 위해서는 재료에 가해지는 압력에 내구성을 강화하기 위한 중합 깊이, 물 흡수 도와 용해도 등의 물리적 성질이 우수해야 한다[3].
치면열구전색술은 시술 과정 중 구강내 수분과교합압 뿐만 아니라 재료의 변색, 수축 탈락 및 파절 등 여러 요인의 문제점이 발생하고 있다[1][2]. 이러한 치면열구전색재의 단점을 개선하기 위해서는 재료에 가해지는 압력에 내구성을 강화하기 위한 중합 깊이, 물 흡수 도와 용해도 등의 물리적 성질이 우수해야 한다[3]. 물리적 성질 강화를 개선하기 위해 하이드록시 아파타이트(Hydroxyapatite:HA), S-PRG filler, SrF2계, calcium phosphate 등 다양한 충전재(filler)를 첨가하여 마모 저항성, 중합 수축, 미세누출, 강도개선 및 항균효과에 관한 선행연구가 보고되었다[4-8].
1. CNPs 첨가량이 증가할수록 중합 깊이는 통계적으로 유의하게 감소하는 차이를 보였다(p<0.05).
05). 따라서 CNPs의 첨가량은 치면열구전색재의 물흡수도에 큰 영향을 미치지는 않으나 용해도에는 영향을 미치는 것을 확인하였다.
3. 모든 실험군의 용출액에서 불멸화된 구강점막세포 (IHOK)는 70% 이상의 생존율을 보여 세포 독성은 없는 것으로 확인하였다(p>0.05).
2. 물흡수도는 CNPs 첨가량에 미치는 영향이 없었으나(p>0.05) 용해도는 CNPs2.0 실험군에서 통계적 유의한 차이를 보였다(p<0.05).
본 연구의 중합 깊이, 물흡수도와 용해도의 연구 결과를 종합해 보면 CNPs의 첨가량에 따라 대존군과 비교하여 높은값을 보이거나 유사한 값을 나타내므로 물리적 성질을 크게 약하 시키지 않았으며 세포독성 평가 결과 저농도뿐 아니라 고농도에서도 70% 이상의 세포 생존율을 보여 생물학적 안정성을 보여주었기에 CNPs 는 치면열구전색재에 응용할 수 있는 재료의 가능성을 입증하였다.

후속연구

본 연구는 기존의 치면열구전색재에 CNPs를 첨가하여 물리적 성질에 대한 평가와 세포독성이 없음을 입증하였으나 추후 CNPs의 효율적인 나노입자 분산 기술에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
이상의 결과 CNPs의 새로운 치과재료 가능성을 시사한 점은 의의가 있으나 재료의 특성에 따른 CNPs의분산 방법과 표면 전하(surface charge)의 작용 기전에 대한 미흡한 부분은 본 연구의 한계점이기에 후속 연구가 필요하다.

참고문헌 (24)

이상호, "치면열구전색의 유지력," 대한소아치과학회지, 제33권, 제2호, pp.336-347, 2006.

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국승호, 이난영, 이순례, "중합방법에 따른 치면열구전색재의 물리적 성질에 관한 연구," 대한구강보건학회지, 제20권, 제2호, pp.291-302, 1996.
김학범, 항균필러를 함유한 광중합형 치면열구전색제의 특성, 연세대학교 대학원 치의학대학원, 박사학위논문, 2016.
S. W. Park, Y. K. Lee, Y. U. Kim, M. C. Kim, K. N. Kim, and B. J. Choi, "The effect of hydroxyapatite on the remineralization of dental fissure sealant," Key Engin Mat, Vol.284, pp.35-38, 2005.
이효설, 나노하이드록시아파타이트를 첨가한 치면열구전색제의 탈회 가능성, 연세대학교 치의학대학원, 석사학위논문, 2008.
J. S. An, J. W. Park, H. W. Seo, and S. Y. Lee, "Antibacterial Properties of Pit and Fissure Sealant Containing S-PRG filler on Streptococcus mutans," J Korean Acad Pediatr Dent, Vol.42, No.4, pp.302-311, 2015.
M. S. Ibrahim, F. D. AlQarni, Y. A. Al-Dulaijan, M. D. Weir, T. W. Oates, H. H. Xu, and M. A. S. Melo, "Tuning nano-amorphous calcium phosphate content in novel rechargeable antibacterial dental sealant," Mater, Vol.11, No.9, pp.1531-1544, 2018.
김희정, 김경남, 최병재, 이종갑, "SrF 2 계 충진재를 함유한 광중합형 복합레진의 특성," J Korean Acad Pediatr Dent, 제28권, 제1호, pp.54-66, 2001.
R. L. Bowen, Dental filling material comprising vinyl silane treated fused silica and a binder consisting of the reaction product of bis-phenol and glycidyl acrylate, US Patent, p.112, 1962.
최은미, 나트륨과 불화주석을 함유한 Bis-GMA 계치면열구전색재의 물리적 특성 및 불소방출, 연세대학교 대학원, 박사학위논문, 2007.
서현우, 박호원, "광원에 따른 수종의 치면열구전색제로부터 용리되는모노머에 관한 연구," 대한소아치과학회지, 제32권, 제2호, pp.284-292, 2005.

원문보기 상세보기
엄태윤, 나노입자 기능성 물질, 모니터링 분석 ReSEAT 프로그램, 한국과학기술정보연구, http://www.reseat.re.kr
전수경, 김동애, "생체활성 유리 나노입자 첨가량에 따른 치면열구전색제의 물성평가와 세균부착 억제 효과," 한국콘텐츠학회논문지, 제18권, 제3호, pp.542-549, 2018.

원문보기 상세보기
정미애, 김동애, "세륨옥사이드나노입자 (CNP) 첨가가 치면열구전색재 기계적 성질에 미치는 영향," 한국콘텐츠학회논문지, 제20권, 제6호, pp.433-438, 2020.

원문보기 상세보기
이성숙, 박영민, 김동애, "세륨옥사이드나노입자(Cerium oxide nano particles: CNPs) 를 함유한 치면열구전색재의 Streptococcus mutans 부착량 변화," 한국치위생학회지, 제20권, 제4호, pp.535-543, 2020.
I. CELARDO, E. TRAVERSA, and L. GHIBELLI, "Cerium oxide nanoparticles: a promise for applications in therapy," J Exp Ther Oncol, Vol.9, No.1, pp.47-51, 2011.
I. Celardo, M. De Nicola, C. Mandoli, J. Z. Pedersen, E.Traversa, and L. Ghibelli, "Ce3+ ions determine redox - dependent anti-apoptotic effect of cerium oxide nanoparticles," ACS nano, Vol.5, No.6, pp.4537-4549, 2011.

상세보기
고서은, 심종원, "진병석. 세륨 옥사이드/실리카 복합입자 제조 및 특성분석," Applied Chemistry for Engineering, 제29권, 제4호, pp.425-431, 2018.

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박영준, 이제우, 라지영, "고출력 발광 다이오드 광중합기의 치면열구전색제 중합능 평가," 대한소아치과학회, 제46권, 제1호, pp.57-63, 2019.
X. Xu, D. A. Sandras, and J. O. Burgess, "Shear bond strength with increasing light-guide distance from dentin," J Esthet Restor Dent, Vol.18, No.1, pp.19-28, 2006.

상세보기
International standard 6874 second edition, Dentistry-polymer-based pit and fissure, 2005.
B. H. Chen and B. Stephen Inbaraj, "Various physicochemical and surface properties controlling the bioactivity of cerium oxide nanoparticles," Crit Rev Biotechnol, Vol.38, No.7, pp.1003-1024, 2018.

상세보기
ISO-10993-12: Biological evaluation of devices- Part 12 : Sample preparation and reference materials, International Standard, 2012.
P. Rosenkranz, M. L. Fernandez-Cruz, E. Conde, M. B. Ramirez-Fernandez, J. C. Flores, M. Fernandez, and J. M. Navas, "Effects of cerium oxide nanoparticles to fish and mammalian cell lines: An assessment of cytotoxicity and methodology," Toxicol In Vitro, Vol.26, No.6, pp.888-896, 2012.

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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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