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보고서 상세정보

수산화인회석과 인산삼칼슘에 혼합된 I형 콜라젠 복합체에 조사한 전자빔을 이용한 인공 골대체물의 개발
Development of artificial bone substitutes by application of electron-beam irradiation to the hydroxyapatite and tricalcium phosphate mixtures with type I collagen

  • 사업명

    원자력연구기반확충사업

  • 과제명

    수산화인회석과 인산삼칼슘에 혼합된 I형 콜라젠 복합체에 조사한 전자빔을 이용한 인공 골대체물의 개발

  • 주관연구기관

    서울대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    김성민

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-06

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201000014722

  • 과제고유번호

    1345099226

  • 키워드

    수산화인회석.인산삼칼슘.전자빔조사.I형 콜라젠.Hydroxyapatite.Tricalcium phosphate.Electron beam irradiation.Type I collagen.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    For the development of the biocompatible bony regeneration materials, hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP) mixtures...

    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, $Bongros^®$, 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 0.1~1.2mV/kPa, generating power sensitivity 44.75mV/kPa, supply voltage 5${\pm}$0.25V) 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 $100^®$).
    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.


    인공 합성골의 혼합 비율에 따른 골형성 정도를 평가하기 위하여 1형 콜라젠을 혼합한 수산화인회석과 인산칼슘의 비율을 각각 100:0, 70:30, 60:40, 40:60, 30:70, 0:100 등의 6개 군으로 분류하고, 전자빔 ...

    인공 합성골의 혼합 비율에 따른 골형성 정도를 평가하기 위하여 1형 콜라젠을 혼합한 수산화인회석과 인산칼슘의 비율을 각각 100:0, 70:30, 60:40, 40:60, 30:70, 0:100 등의 6개 군으로 분류하고, 전자빔 에너지는 1.0, 2.0 MeV를 사용하며 조사량은 1, 30, 60kGy 의 세 조건으로 한다. 이러한 전체 36개군의 실험 및 대조군을 만들고, 각 시편은 3개씩 전자빔 조사를 시도하여 총 108개의 전자빔조사 인공골 이식재를 사용하였다. 각 군별 3개씩의 시편의 일부는 전계방출 주사현미경 분석, 표면화학 분석, 감쇠전반사 적외선분광기를 이용한 투과도 검사, 주사전자현미경 분석, 투과전자현미경 분석
    검사를 시행하였고, 시편을 Ethylene oxide 소독하여 동물실험을 위한 골이식재로 활용한다. 백서의 두개부골결손부 모델에 각각 사용하여 골 재생 정도를 1, 2, 4개월간 각각 평가하며, 평가방법은 방사선사진을 통한 골형성 정도를 평가하고, H&E, MT 염색및 면역조직화학염색을 통한 조직형태학적 검사를 시행하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...1
    2. 제출문...2
    3. 보고서 요약서...3
    4. 요약문...4
    5. SUMMARY...6
    6. 목차...8
    7. 제 1 장 연구 개발과제의 개요...9
    8. 제 1-1 절 연구 개발의 목적...9
    9. 제 1-2 절 연구 개발의 필요성...9
    10. 제 2 장...
    1. 표지...1
    2. 제출문...2
    3. 보고서 요약서...3
    4. 요약문...4
    5. SUMMARY...6
    6. 목차...8
    7. 제 1 장 연구 개발과제의 개요...9
    8. 제 1-1 절 연구 개발의 목적...9
    9. 제 1-2 절 연구 개발의 필요성...9
    10. 제 2 장 국내외 기술개발 현황...15
    11. 제 2-1 절 국내외 기술개발 현황...15
    12. 제 2-2 절 국내외 연구현황...17
    13. 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...18
    14. 제 3-1 절 828개의 시편에 대해 전자빔 조사 시행함...18
    15. 제 3-2 절 전계방출 주사전자현미경 분석 (FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscope ...23
    16. 제 3-3 절 표면화학 분석 (ESCA, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis ...26
    17. 제 3-4 절 공초점 레이저 주사현미경 (CLSM) 분석...28
    18. 제 3-5 절 감쇠전반사 적외선분광기를 이용한 투과도 검사(Attenuated Total Reflection Infrared, ATR-IR) ...30
    19. 제 3-6 절 Confocal Raman Spectroscopy (CRS, CRSEM,Confocal Raman SEM ...33
    20. 제 3-7 절 주사전자현미경 분석 (SEM, Scanning Electron Microscopy ...35
    21. 제 3-8 절 합성골 복합체를 백서 두개부 골결손부 모델에 적용시킨 in vivo 연구 ...37
    22. 제 3-9 절 투과전자현미경 분석 (TEM, Transmission Electron Microscopy ...40
    23. 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...42
    24. 제 4-1 절 당해 단계목표 및 달성도...42
    25. 제 4-2 절 자체평가의견서 - 연구성과의 우수성 평가...43
    26. 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...44
    27. 제 5-1 절 경제적.산업적 측면...44
    28. 제 5-2 절 기술적 측면...45
    29. 제 5-3 절 활용 방안...47
    30. 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...48
    31. 제 7 장 참고문헌...48
  • 참고문헌

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