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연구 목적: 본 실험은 거친 표면으로 유의성 있는 줄기세포반응을 나타냈던 4 가지의 티타늄 표면 위에 rhBMP-2를 코팅했을 때 어떤 유의한 줄기세포반응(세포부착, 증식, 분화)이 나타나는지 비교 분석함으로 rhBMP-2 코팅을 위한 가장 적절한 표면을 평가하기 위해 시행되었다.
연구 재료 및 방법: 대조군인 기계절삭표면(machined surface)과 실험군인 양극산화(anodized), RBM, SLA 표면에 rhBMP-2를 코팅한 후 코팅하지 않은 표면과 같이 8가지 표면 위에 인간줄기세포를 배양하였다. 배양 후 24시간 후SEM을 통해 줄기세포의 부착을 평가하였고 배양 3, 7, 14일후MTT와 ALP 검사를 통해 줄기세포의 증식과 분화반응을 평가하였다. 그리고 배양 7일후RT-PCR 검사를 통해 Type I collagen, osteocalcin, osteopontin의 유전자 발현의 변화를 평가하였다.
결과:SEM 평가에서 4가지 rhBMP-2 표면이 코팅하지 않은 표면에 비해 세포부착 면적이 넓고 긴밀하며 세포돌기가 더 많이 관찰되었다. 양극산화 rhBMP-2코팅표면에서 가장 두드러지게 관찰되었다. MTT 검사에서 크게 의미 있는 차이는 나타나지 않았다. ALP검사에서 양극산화 rhBMP-2코팅 표면은 대조군과 비교해서 (3, 14일) 또 RBM rhBMP-2 코팅 표면과 비교해서 (14일) 유의성 있는 ALP 활성도의 증가를 나타내었다(P<.05). RT-PCR 검사에서 osteocalcin과 osteopontin의 유전자 발현은 양극산화 rhBMP-2코팅 표면에서 높게 나타났다.
결론: 양극산화 rhBMP-2코팅표면이 줄기세포의 부착과 분화실험에서 대조군표면과 rhBMP-2를 코팅한 기계절삭표면이나 RBM 표면에 비해 유의성 있는 증가를 나타냈다(P<.05).
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참고문헌 (23)
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Aebli N / 2005 / Effects of bone morphogenetic protein-2 and hyaluronic acid on the osseointegration of hydroxyapatite-coated implants: an experimental study in sheep / J Bio
Bessho K / 1999 / BMP stimulation of bone response adjacent to titanium implants in vivo / Clin Oral Implants Res 10 : 212 ~ 218
Boyan BD / 2002 / Osteoblastmediated mineral deposition in culture is dependent on surface microtopography / Calcif Tissue Int 71 : 519 ~ 529
Brekke JH / 1998 / Principles of tissue engineering applied to programmable osteogenesis / J Biomed Mater Res 43 : 380 ~ 398
Chen D / 1997 / Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) enhances BMP-3, BMP-4, and bone cell differentiation marker gene expression during the induction of mineralized bone mat
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