Effect of electrospinning PLGA Nanofiber Membranes on Bone Regeneration in Rabbit Calvarial Defects
- Author(s)
- 이경현
- Issued Date
- 2020
- Abstract
- 임플란트 시술 시 상실된 치조골 재생을 위하여 흡수성 차폐막을 이용한 골유도재생술 및 조직유도재생술이 사용된다. 흡수성 차폐막의 재료에는 주로 콜라겐 및 합성 고분자가 사용되는데 이 중 poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA)는 미국 FDA의 승인을 받은 공중합체로써 우수한 생분해성 및 생체 적합성을 가지고 있다. 이러한 특징으로 인하여 PLGA는 여러 의료기기 제조분야에 적용되고 있다.
전기방사법을 이용하여 제작된 나노섬유는 높은 산소투과성과 우수한 생체분해성 및 다공성을 가지고 있어 조골세포의 부착과 증식을 증진시킨다는 연구가 보고되었다. 전기방사 나노섬유에 관한 연구는 세포 수준에서 활발히 이루어지고 있으나 치주조직 및 치조골 재생을 위한 차폐막으로써의 연구는 많이 이루어지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 전기방사를 통해 제조된 소수성 및 친수성 poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) (lactide:glycolide, 85:15) 나노섬유 차폐막의 골재생능을 토끼 두개골 결손부 모델을 이용하여 평가하고자 한다.
PLGA를 혼합용매인 DMF/THF (80/20 col.%)에 18 wt.%가 되도록 용해한 뒤 고전압 발생장치 (AU-100R6, Matsusada Precision, Shiga, Japan)를 이용하여 PLGA 나노섬유를 제조하였다. 또한 친수화 개질 첨가제인 F127 (PluronicⓇ F127, Sigma-Aldrich, Missouri, USA)을 첨가하여 친수성 PLGA 나노섬유를 제조하였다. 제조된 PLGA 나노섬유 및 친수성 PLGA 나노섬유를 3겹으로 열압착 하여 차폐막으로 제작하였다. 총 32마리의 토끼 두개골에 4개의 직경 8 ㎜ 골결손부를 형성하였다. 4개의 골결손부는 음성대조군 (no membrane), 양성대조군 (collagen membrane), 실험군 Ⅰ or Ⅲ (bone graft material with PLGA nanofiber membrane or hydrophilic PLGA nanofiber membrane), 실험군 Ⅱ or Ⅳ (PLGA nanofiber membrane or hydrophilic PLGA nanofiber membrane)으로 그룹을 나눈 뒤 각각의 재료를 적용시켰다. 술 후 2주, 6주 뒤 희생하였으며 골결손 모델의 두개골 조직 시편을 이용하여 미세단층촬영을 통해 방사선학적 평가 및 분석을 시행하였다. 또한 조직학적 평가를 위해 Hematoxylin and Eosin (H&E) 염색법과 Masson’s trichrome (MT) 염색법을 수행하였다.
방사선학적 평가 및 분석 결과 2주, 6주 후 골이식재와 함께 차폐막을 사용한 실험군에서 가장 많은 양의 신생골이 형성됨을 관찰하였다. 특히 친수성 PLGA 나노섬유 차폐막 실험군에서 6주 후 양성대조군인 콜라겐 차폐막과 동일한 수준의 신생골이 형성됨을 확인하였다. 조직학적 평가 결과 PLGA 나노섬유 차폐막 및 친수성 PLGA 나노섬유 차폐막을 사용한 실험군에서 차폐막 하방에 염증반응이 없음을 확인하였다. 또한 신생골의 형성이 골결손부 경계면에 국한되어 있는 음성대조군과 달리 PLGA 나노섬유 차폐막 및 친수성 PLGA 나노섬유 차폐막은 경계면부터 연속된 신생골 형성이 관찰되며 이는 콜라겐 차폐막 실험군과 비슷한 양상을 보였다.
이러한 연구결과를 바탕으로 전기방사법을 이용하여 제작된 PLGA 나노섬유 차폐막 및 친수성 PLGA 나노섬유 차폐막은 현재 시판되어 사용되고 있는 콜라겐 차폐막과 유사한 수준의 신생골 형성능을 가진 것으로 확인되었다. 따라서 PLGA를 이용한 전기방사 나노섬유는 향후 의료용 차폐막으로써 활용 가치가 높을 것으로 사료된다.
- Alternative Title
- 가토 두개골에서 전기방사 PLGA 나노섬유 차폐막의 골재생 효과
- Alternative Author(s)
- LEE KYUNG HYUN
- Department
- 일반대학원 치의학과
- Advisor
- 유상준
- Awarded Date
- 2020-02
- Table Of Contents
- CONTENTS ⅰ
List of Tables ⅲ
List of Figures ⅳ
국문초록 ⅵ
Ⅰ. Introduction 1
Ⅱ. Materials and Methods 3
Ⅱ- 1. Materials and reagents 3
Ⅱ- 2. Fabrication of nanofiber membrane 3
Ⅱ- 3. Characterization of membrane 4
Ⅱ- 4. Animals 5
Ⅱ- 5. Experimental design 5
Ⅱ- 6. Surgical procedure 8
Ⅱ- 7. Radiographic evaluation 10
Ⅱ- 8. Histological evaluation 10
Ⅱ- 9. Statistical analysis 10
Ⅲ. Results 12
Ⅲ-1.Characterization evaluation 12
Ⅲ-2.Radiographic evaluation 14
1) PLGA nanofiber membrane 15
2) Hydrophilic PLGA nanofiber membrane 18
Ⅲ-3.Histological evaluation 21
1) PLGA nanofiber membrane 21
2) Hydrophilic PLGA nanofiber membrane 30
Ⅳ. Discussion 39
Ⅴ. Conclusion 43
Ⅵ. Reference 44
감사의 글 49
- Degree
- Doctor
- Publisher
- 조선대학교 대학원
- Citation
- 이경현. (2020). Effect of electrospinning PLGA Nanofiber Membranes on Bone Regeneration in Rabbit Calvarial Defects.
- Type
- Dissertation
- URI
- https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/14045
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000281548
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Appears in Collections:
- General Graduate School > 4. Theses(Ph.D)
- Authorize & License
-
- AuthorizeOpen
- Embargo2020-02-26
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