초록 ▼

본 연구의 목적은 수산화인회석과 인산삼칼슘의 조성을 달리하고 제1형 콜라겐을 혼합한 복합체에 전자빔을 조사한 후 백서에 이식하였을 때 새로운 골의 형성과 치유과정을 평가하는 것이다. 전자빔 세기는 1 MeV, 2MeV의 두 조건으로 나누었으며, 조사량의 에너지는 1, 30, 60 kGy로 하여 서로 다른 Scan Speed(mm/Rev)를 부여하였다. 전자빔 조사 전후의 변화를 관찰하기 위하여 원소 분석, 주사전자 현미경 검사, 전계방사 주사전자현미경, 표면화학 검사, 공초점 라만 분광기 및 일반 물성 검사를 시행 하였다. In v

본 연구의 목적은 수산화인회석과 인산삼칼슘의 조성을 달리하고 제1형 콜라겐을 혼합한 복합체에 전자빔을 조사한 후 백서에 이식하였을 때 새로운 골의 형성과 치유과정을 평가하는 것이다. 전자빔 세기는 1 MeV, 2MeV의 두 조건으로 나누었으며, 조사량의 에너지는 1, 30, 60 kGy로 하여 서로 다른 Scan Speed(mm/Rev)를 부여하였다. 전자빔 조사 전후의 변화를 관찰하기 위하여 원소 분석, 주사전자 현미경 검사, 전계방사 주사전자현미경, 표면화학 검사, 공초점 라만 분광기 및 일반 물성 검사를 시행 하였다. In vivo 연구를 위해 48마리의 백서를 12개의 군으로 나누어 백서의 두개부 양측에 5mm 크기의 골결손부를 형성하고 각각의 군에 수산화인희석과 인산삼칼슘의 조성을 달리하고 콜라겐을 혼합한 복합체를 전자빔 조사 유무를 달리하여 좌우 양측에 각각 이식하였다. 이후 2주, 4주, 8주 후에 각각의 백서를 희생하여 방사선학적 분석, 조직화학 분석, 면역조직화학 분석 및 원소 분석을 시행하였다.
전자현미경 소견에서 전자빔 조사 후 수산화인회석의 큰 결정 구조가 변화였으며, 작은 결정 구조의 인산삼칼슘이 콜라겐과 함께 수산화인회석 구조 사이로 들어가 있는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 다양한 분석을 통해 의치학 분야에서 널리 사용되는 인공 골대체물의 물리적, 화학적, 분자구조적 및 생물학적 특성을 변화시킬 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼

For the development of the biocompatible bony regeneration materials, hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP) mixtures with Type I collagen was irradiated by electron beam to change the cross-linking bonds of Type I collagen and the basic structures of inorganic materials, such as HA and

For the development of the biocompatible bony regeneration materials, hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP) mixtures with Type I collagen was irradiated by electron beam to change the cross-linking bonds of Type I collagen and the basic structures of inorganic materials, such as HA and TCP.
The aim of this study is to evaluate the effect and potential of electron beam irradiation treatment to new bone formation and healing in rat calvarial bone defects using hydroxyapatite (HA, Bongros$^{\circledR}$, Bio@ Co., KOREA) and tricalcium phosphate ($\beta$-TCP, Sigma-Aldrich Co., USA) mixed at various ratios and of type I collagen (Rat tail, BD Biosciences Co., Sweden) as a organic matrix.

We used 1.0-2.0 MeV linear accelerator and 2.0 MeV superconductive linear accelerator (power 100KW, pressure 115kPa, temperature -30~$120^{\circ}C$, sensor sensitivity 0.1~l.2mv/kPa, generating power sensitivity 44.75mV/kPa, supply voltage $5{\pm}0.25$V) with different irradiation dose such as 1, 30, 60 kGy. Structural changes in this alloplast bone material were studied in vitro, by SEM (Scanning Electron Microscopy), elementary and FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope), ATR (Attenuated Total Reflection), and CRS (Confocal Raman Spectrometer). And after sterilization with ethylene oxide, we use it as a bone graft material. Bilateral, standardized transosseous circular calvarial defects, 5.0 mm in diameter, were created in male Sprague-Dawley rats. In each experimental group, the defect was filled with HA and TCP at various ratio with type I collagen. Rats were sacrificed 2, 4 and 8 weeks post-op for radiographic (standardized plain film, Kodak Co., USA), histomorphologic (Hematoxylin and Eosin, Masson Trichrome), immunohistochemicalstaining (for BMP-2, -4, VEGF, and vWF), TEM (Transmission Electron Microscopy), and elementary analysis (Atomic absorption spectrophotometer, Perkin Elmer Analyst $100^{\circledR}$).
The large particular size of HA was changed after E-beam irradiation, to which small particle of TCP was engaged with organic collagen components in SEM findings. This important new data to be applicable as the substitutes of artifical bone materials in dental and medical field will be able to be summarized.

목차 Contents

• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ...9
• 제 1 절 연구 개발의 목적 ...9
• 제 2 절 연구 개발의 필요성 ...9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...15
• 제 1 절 국내외 기술개발 현황에 대해 ...15
• 제 2 절 국내외 기술개발 현황에 차지하는 위치 ...16
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...18
• 제 1 절 108개의 시편에 대한 전자빔 조사 시행함 ...18
• 제 2 절 전계방출 주사전자현미경 분석 ...21
• 제 3 절 표면화학 분석 ...23
• 제 4 절 감쇠전반사 적외선분광기를 이용한 투과도 검사 ...24
• 제 5 절 공초점 라만 분광기 ...27
• 제 6 절 주사전자현미경 분석 ...29
• 제 7 절 투과전자현미경 분석 ...31
• 제 8 절 합성골 복합체를 백서 두개부 골결손부 모델에 적용시킨 in vivo 연구 ...32
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...34
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...35
• 제 1 절 경제적.산업적측면 ...35
• 제 2 절 기술적 측면 ...37
• 제 3 절 활용 방안 ...39
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...40
• 제 7 장 참고 문헌 ...42