대한치과보철학회지 :Vol. 44, No. 1, 2006 임플랜트지대주재료에대한치은섬유아세포의반응 전남대학교치의학전문대학원보철학교실 임현필 김선헌 박상원 양홍서 방몽숙 박하옥 Ⅰ. 서론골유착이임플랜트의안정을위한선결조건인반면, 임플랜트가장기간유지되는것은티타늄표면에상피와결

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준호 성
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1 대한치과보철학회지 :Vol. 44, No. 1, 2006 임플랜트지대주재료에대한치은섬유아세포의반응 전남대학교치의학전문대학원보철학교실 임현필 김선헌 박상원 양홍서 방몽숙 박하옥 Ⅰ. 서론골유착이임플랜트의안정을위한선결조건인반면, 임플랜트가장기간유지되는것은티타늄표면에상피와결합조직이부착하여, 곧연조직으로완전히밀폐됨으로써하부골조직을구강환경으로부터보호하는데달려있다. 1) 치아주위의유리변연치은과임플랜트주위점막은임상적, 조직학적으로그양상에많은공통점을보인다. 2-4) 즉, 상피조직과결체조직성분모두에서치은과임플랜트주위점막조직간에는유사성이존재한다. 5) 그러나임플랜트표면에는치근백악질층이없다는점에서임플랜트와치아사이에결체조직섬유의기시와부착에관한기본적인차이가있다. Berglundh와 Lindhe 6) 는 beagle을이용한점막- 임플랜트부착의크기를연구한결과임플랜트주위점막은일정한최소넓이가요구되며, 골흡수는적절한연조직을형성하기위하여일어날수있다고보고한바있다. 또한그들은일단임플랜트가구강환경에노출되어기능을하게되면, 일정한최소넓이의점막부착이골유착을보호하기위해필요하다고제시하였다. 임플랜트심미성의개선과기공과정을수월하게하기위해티타늄이외의재료들, 즉금합금, 세라믹등의재료가지대주재료로널리쓰이고있다. UCLA type 지대주는임플랜트매식체의매식방향이나위치에따라서술자가보철재료를사용해서주조, 가공할수있는형태로, 심미적인보철수복및 교합고경이낮을때사용할수있어서최근들어많이이용되고있다. 7) GoldAdapt abutment (Nobel Biocare, Sweden), UCLA abutment (3i, USA), AuroBase (Friadent, Germany), Direct Abutment (Steri-Oss, USA) 등거의모든종류의임플랜트에서 UCLA type 지대주를채택하고있다. UCLA type 지대주는임플랜트매식체상부구조와의적합성을위하여하부 1-2mm 가량은금합금 (Au 60%, Pt 19%, Pd 20%, Ir 1%) 8) 이고그위로는 polyoxymethylene 8) 등의 plastic sleeve인종류와모두 plastic sleeve로이루어진종류가있어술자가선택가능하며주조금속은대부분의경우 40% 이상의금함량을가지고있는금합금을이용하는것이보편적이다. 전치부를포함한임플랜트치료에있어서심미성의개선은큰도전이되고있어서세라믹지대주의수요가날로증가하여 Straight esthetic ceramic abutment (Nobel Biocare, Sweden), Procera Abutment (Nobel Biocare, Sweden), 9) ZiReal Post (3i, USA), CeraBase (Friadent, Germany) 등그에따른공급역시크게증가하고있는실정이다. Abrahamsson 등 10) 은 beagle을이용한실험에서티타늄이나 aluminium-based sintered ceramic(al2o3) 으로만들어진지대주가적절한상태의점막치유와연조직밀폐를만든반면에, 지대주연결후에금합금이나치과용포셀린으로만든지대주는골흡수와연조직퇴축으로특징지어지는부적절한조직치유 112

2 를초래한다고하였다. 이결과는 Thomson 11) 등이토끼에금, 지르코늄, 티타늄임플랜트를식립하여관찰한결과골과임플랜트표면과의접촉양과형성되는골의양이지르코늄과티타늄임플랜트에서보다금임플랜트에서적었으며, 금임플랜트의결합조직부위에서더많은대식세포들이발견되었다고한결과와같은맥락으로보여진다. 생체적합성실험방법에는세포수나세포의성장을측정하는법, 세포막투과도의변화를측정하는법, 세포내대사를측정하는법, 효소활성도를측정하는법등의여러가지방법이있다. 세포수나세포의성장을측정하는방법은경제적이고쉽게할수있으나연구자의주관이개입될소지가많고, 세포막투과도나세포내의대사를측정하는방법은방사선동위원소를사용해야하는어려움이있다. 효소의활성도를측정하여상대적인세포수를측정하는방법으로 MTS(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)- 5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)- 2H-tetrazolium) 를이용할수있다. 형성된 formazan의양을 490nm 흡광도로측정하는데, 다른측정법보다각 well 내의전체세포의활성을정확하게측정해낼수있으며, 세포밀도를객관적으로평가할수있고, 짧은시간내에세포독성을측정해낼수있는장점이있다. 지대주재료의생체적합성과 bio-adhesive property( 생체부착성 ) 12) 는적절한연조직의형성을가능하게하고궁극적으로는골유착유지에중요한역할을한다. 그러나현재까지티타늄이아닌상기한다른지대주재료의연조직치유와점막부착에서의특성등에관한세포수준의연구가드물어서치주조직재생에중요한치은섬유아세포의부착과증식에관한연구가필요하였다. 본연구에서는일반적으로임플랜트에가장많이쓰이는재료이면서생체적합성이뛰어난티타늄과, 최근그수요가증가하는세라믹지대주, UCLA type 지대주의주조금속으로주로사용되는금합금, 그리고니켈-크롬합금과의비교를통해임상적인중요성을얻고자하였다. 본연구는수종의지대주재료에대한치은섬유아세포의부착, 증식, 그리고각각의세포독성을비교하고주사전자현미경사진을촬영하여생체적합성과셍체부착성을평가하는데그목적이있다. Ⅱ. 실험재료및방법 1. 실험재료가. 시편제작지대주용세라믹 (C군), 치과주조용금합금 (G군), 치과주조용니켈-크롬합금 (N군), 티타늄 (T군) 을이용하여 Fig. 1과같이직경 4mm, 두께 1mm의원반을제작하였다. 각군의사용재료는다음과같다. *C군 : Ceramic abutment (ZrO2 94.4%, Y2O3 5.25%, Al2O3 0.1%, H2O 0.1%, 코엘메디, 한국 ) *G군 : DM-53 (Au 53%, Pd 2.4%, Pt 3.6%, Ag 24%, 우리동명주식회사, 한국 ) *N군 : Rexillium III (Ni 74%, Cr 12%, Be %, Jeneric Pentron, USA) *T군 : Titanium (grade III, 코엘메디, 한국 ) 표면거칠기를표준화하기위해시편을 #600, #1500 및 #2000 SiC 연마지상에서연마기 (Buehler, USA) 를이용하여연마하고최종연마제는 0.1μm alumina 분말을사용하였다. 최종연마후표면거칠기를확인하기위하여주사전자현미경사진을촬영하였다.(Fig. 1) Fig. 1. Schematic diagram of specimen disc. 113

3 세포배양에앞서시편을증류수로씻고 ethanol에서 20분간초음파세척한후가압멸균소독하여보관하고실험전에 EO gas 소독을시행하였다. 나. 치은섬유아세포의배양치주수술후얻어진건강한치은조직을항생제가함유된 Phosphate Buffered Saline(PBS) 으로 5회세척한후 0.2% dispase(gibco, USA) 가함유된 Hank s balanced salt solution(gibco, USA) 내에4 C, 16-22시간두어상피와결합조직을분리하였다. 얻어진결합조직을항생제가함유된 PBS로 5회세척하고약 1 1 1mm 크기로세절한후 35mm 배양접시에 5-6개조각을배지첨가없이 30분동안이산화탄소배양기에두어조직이배양접시에부착되면항생제와 10% Fetal Bovine Serum (FBS) 가함유된 Dulbecco s Modified Eagle Medium(DMEM) 배지를첨가하였다. 다음날배지를교환하고그후로는 3일마다교환하였다. 조직으로부터성장된세포가밀생에도달하면 PBS로세척한후 0.05% trypsin/0.53mm EDTA (Gibco, USA) 를첨가하여 37, 5% 이산화탄소배양기내에 5분간두어, 세포가배양접시로부터분리되면 10% FBS가함유된 DMEM 배지 1ml를첨가한후 1000rpm에서 10분간원심분리하고세포만을모아계대배양하여 4-7세대의치은섬유아세포를실험에사용하였다. 2. 실험방법가. Cell proliferation assay 배양액을 100 μl /well씩채운 96-well plate에각군당 20개의시편을놓았다. 시편이들어있는 12개의 well에는치은섬유아세포를 cells/cm 2 세포밀도로분주하고 37, 5% 이산화탄소배양기내에서 1시간, 3시간, 24 시간배양하였다. 시편이들어있는 8개의 well에는치은섬유아세포를 cells/cm 2 세포밀도로분주하여 37, 5% 이산화탄소배양기내에서 3일, 5일간배양하였다. 1시간, 3시간, 24 시간, 3일, 5일배양후각각치은섬유아세포활성도평가를위하여 MTS를이용하였다. 새로운 96-well plate에각각 100μl /well로배양 액을채운후 1시간, 3시간, 24 시간, 3일, 5일배양한시편을새로운 well로옮겼다. 각 well에있어서살아있는상대적인수는 Cell Titer 96 AQucous One Solution Cell Proliferation Assay (Promega, USA) 를이용하여처리한후결정하였다. 즉, Cell Titer 96 AQucous One Solution 20μl를각 well에첨가하였고, background substraction을위해시편을넣지않은채오직배양액만을넣은 4개의 well에도첨가하였다. 이어세포를 37, 5% 이산화탄소배양기내에서 4시간배양한후 ELx 800UV/ Automated Microplate Reader (ETL TESTING Labroatories INC, USA) 를이용하여각 well에있어서 490nm에서흡광도를측정하였다. 세포독성을비교하기위해시편바닥에있는치은섬유아세포의활성도를측정하였다. 시편을옮긴후처음 well의배양액을제거하고각각의 well에새로운배양액을 200μl /well씩채운다음, Cell Titer 96 AQucous One Solution 40μl를각 well에첨가하였다. 그후세포를 37, 5% 이산화탄소배양기내에서 4시간배양하고 ELx 800UV/Automated Microplate Reader (ETL TESTING Labroatories INC, Cortland, NY) 를이용하여 490nm에서각 well 의흡광도를측정하였다. 나. 주사전자현미경사진촬영주사전자현미경관찰을위한시편들을 4% paraformaldehyde에서 2시간동안전고정하고 0.1M PBS에서 10분간 2회헹군후 1% osmium tetroxide 에서 2시간동안후고정하였다. 시편들을 0.1M PBS로씻은후 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ethanol에서 15분, 100% ethanol에서 10분간 3회에걸쳐탈수를시행하였다. 시편들은 isoamyl acetate와 100% alcohol을 1:1로섞은용액에 30분간넣은후 isoamyl acetate와 100% alcohol을 3:1 로섞은용액에 3시간동안넣고이후 isoamyl acetate에보관하였다. 이어 Critical point dryer (HCP-2, Hitachi, Japan) 를이용하여건조하고 ion sputter (E-1030, Hitachi, Japan) 를이용하여 1분간 10nm의 gold를 coating한후 JSM-5400 (Jeol, Tokyo, Japan) 을이용하여세포부착및형태변화를관찰하고주사전자현미경사진을촬영하였다. 114

다. 통계분석 One-way ANOVA를이용하여각시간별로시편종류에따른치은섬유아세포의활성도와 well 바닥세포활성도의평균치와표준편차를산정하였다. 각시편종류에따른유의성의평가를위해 Scheffe s test를시행하였다. Ⅲ. 결과 1. 시편표면치은섬유아세포의부착과증식 Fig. 2는시간별로각시편표면치은섬유아세포의부착과증식을나타낸다.

C군은흡광도가 24시간, 3일후T군보다약간작지만 5일후T군과큰차이가없어세라믹이티타늄과마찬가지로높은생체부착성을가지고있음을보여주었다.(p<0.05) 2. Well 바닥세포활성도 Fig. 3은각시간별로시편을넣어두었던 well 바닥치은섬유아세포의 490nm 흡광도를나타낸다.

4 다. 통계분석 One-way ANOVA를이용하여각시간별로시편종류에따른치은섬유아세포의활성도와 well 바닥세포활성도의평균치와표준편차를산정하였다. 각시편종류에따른유의성의평가를위해 Scheffe s test를시행하였다. Ⅲ. 결과 1. 시편표면치은섬유아세포의부착과증식 Fig. 2는시간별로각시편표면치은섬유아세포의부착과증식을나타낸다. 1시간과 3시간후의시편에부착된치은섬유아세포의 490nm 흡광도는그차이가크지않았으나 24시간후에는 N군과 G군이 T군에비해유의하게작았고, 3일, 5일후로갈수록 G군과 N군의흡광도는 T군과의차이가커져금합금과니켈-크롬합금의생체부착성이티타늄보다낮음을알수있었다 (p<0.05). C군은흡광도가 24시간, 3일후T군보다약간작지만 5일후T군과큰차이가없어세라믹이티타늄과마찬가지로높은생체부착성을가지고있음을보여주었다.(p<0.05) 2. Well 바닥세포활성도 Fig. 3은각시간별로시편을넣어두었던 well 바닥치은섬유아세포의 490nm 흡광도를나타낸다. 24시간까지는 well 바닥치은섬유아세포의흡광도의차이가크지않았으나 3일후에는 G군과 N군이 T군보다유의성있게낮았다.(p<0.05) 5일후에는 N 군이 T군과비슷할만큼증가하였고오직 G군만이 T군보다유의성있게낮아니켈-크롬합금의세포독성이크지않고금합금의세포독성이가장큼을알수있었다. C군은 well 바닥치은섬유아세포의흡광도가 T군과비슷하게높아세라믹이티타늄과마찬가지로높은생체적합성을가짐을보였다.(p<0.05) 3. 주사전자현미경소견 1시간후의시편은 500배와 1000배로 3시간, 24 시간, 3일, 5일후의시편은 200 배와 500 배로세포부착및형태변화를관찰하고주사전자현미경사진을촬영하였다. 1시간후모든종류의시편에서치은섬유아세포는세포가둥글고핵을포함한세포체로부터방사상으로퍼져나가는세포질의얇은테두리를보였고, 1.00 ceramic gold alloy Ni-Cr alloy titanium 1.50 ceramic gold alloy Ni-Cr alloy titanium Absorbance (490nm) Absorbance (490nm) hr 3hr 24hr 72hr 120hr Time hr 3hr 24hr 72hr 120hr Time Fig. 2. Absorbance(490nm) of gingival fibroblasts attached and proliferated on specimen disc. * : Statistically different compared with titanium (p<0.05). Fig. 3. Absorbance(490nm) of gingival fibroblasts attached and proliferated on bottom of well. * : Statistically different compared with titanium (p<0.05). 115

5 (Fig. 2) 3시간후에는둥근세포들이여러개씩응집되어부착되어있었다.(Fig. 3) 24시간후 C군과 T 군에서는세포들이방추형으로신장되고편평하게표면에긴밀하게붙어있는양상을보였으나, G군과 N군에서는세포가위축되어있었다.(Fig. 4) 3일후역시 C군과 T군의세포들은표면에긴밀하게부착되어증식하였으나 G군과 N군의세포는위축되어있었으며세포수가상대적으로적었다.(Fig. 5) 5일후에는 C군과 T군의세포들은편평하게신장되어세포간접촉을하였고, N군도방추형으로신장되고편평하게표면에긴밀하게붙어있어다소증식의양상을보였으나, G군의세포들은상대적으로위축되어있었으며그수가가장적었다.(Fig. 6) Ⅳ. 총괄및고찰자연치아에서치아와치은의경계는치은열구, 상피부착, 결합조직부착의 3성분으로구성되어있다. 치과임플랜트에서도또한상피부착부와결합조직부착부가존재하며, 부착부는임플랜트-조직계면으로의세균침범과음식잔사삽입을막는차단벽으로작용하는 biologic seal을구성한다. 임플랜트와자연치아의상피부착부는 hemidesmosome과 basal lamina로구성되며, 결합조직부착부에서는교원섬유가임플랜트표면에평행으로, 치아표면에서는수직으로주행한다. 13) Abrahamsson 등 10) 은 beagle에 Branemark 임플랜트를식립하여대조군으로티타늄지대주를실험군으로 aluminium-based sintered ceramic(al2o3), gold abutment, short titanium abutment( 높이 1 mm) 를연결하고 6개월동안치태조절을시행한결과지대주의종류가연조직부착의위치와질에큰영향을미친다는사실을발표하였다. 즉티타늄과세라믹지대주는약 2mm 정도의접합상피와 1-1.5mm의결합조직으로이루어진정상적인연조직부착상태를보였으나 gold abutment와 short titanium abutment는연조직퇴축과함께변연골의흡수를보였으며연조직부착이매식체수준에서이루어지는경우가많았다. 이상에서알수있듯이지대주재료의생체적합성과생체부착성 12) 은적절한연조직의형성을가능하 게하고궁극적으로는골유착유지에중요한역할을한다. 하지만최근에그사용이증가하는금합금과세라믹지대주재료에대한세포수준의연구가드물어서치주조직재생에중요한치은섬유아세포의부착과증식에관한연구가필요하였다. 본연구에서는일반적으로임플랜트에가장많이쓰이는재료이면서생체적합성이뛰어난티타늄과, 최근그수요가증가하는세라믹지대주, UCLA type 지대주의주조금속으로주로사용되는금합금, 그리고니켈- 크롬합금과의비교를통해임상적인중요성을얻고자하였다. 본연구에서 490nm 흡광도비교결과 1시간, 3시간후시편에대한부착은그차이가크지않고유의성이없었고, 주사전자현미경소견상에서도시편에따른다른점을찾기힘들었다. 24 시간후에니켈-크롬합금과금합금의세포증식이티타늄보다유의하게낮았고주사전자현미경소견에서도티타늄과세라믹의치은섬유아세포들이방추형으로신장되고편평하게표면에긴밀히붙어있는데반해, 니켈-크롬합금과금합금에서는세포가위축되어있는양상을관찰할수있었다. 3일, 5일후에도니켈-크롬합금과금합금에서의세포증식이티타늄보다현저히낮고주사전자현미경소견에서도치은섬유아세포의위축이두드러졌다. 반면에세라믹은티타늄과비슷할정도로높은세포증식을보이며주사전자현미경소견에서도세포들이신장되어세포간접촉을하는모습을볼수있었다. 세라믹에서치은섬유아세포의높은부착과증식은 single crystal sapphire 임플랜트를이용한동물실험과임상적시도에서이미보고된것과일치한다. 14~16) Mckinney 등 1) 은Al2O3 에기초한임플랜트의지대주부위에형성된접합상피는치아의 dentogingival epithelium과많은공통점을가진다고보고하였고, Arvidsson 등 17) 은광학및전자현미경적실험에서이재료가불활성이며생체적합성이있고세포독성이없을뿐만아니라최소의이물반응을보여세포의증식을허용한다고하였다. Arvidsson 등 14) 은 Branemark 임플랜트주위점막과 single sapphire Al2O3 임플랜트에서형성되는주위점막을비교하여두임플랜트주위점막은상피와다양한결합조직구성요소가비슷하다고보고하였다. 116

6 24시간이후로금합금의세포증식은티타늄의그것보다현저히낮고주사전자현미경소견상치은섬유아세포의위축양상이가장두드러지고그수가가장적었다. Thomson 등 11) 은토끼를이용한실험에서금합금이결합조직과적절히반응하지못한다고말한바있다. 그들은금합금, 지르코늄, 티타늄으로이루어진임플랜트와피질골사이의표면을연구하고매식체나사선사이로형성된골의양을검사하여임플랜트에부착된골양이지르코늄과티타늄으로이루어진임플랜트에비해금으로만들어진임플랜트에서더적고, 나아가다핵세포와대식세포를포함하는결합조직이금으로만들어진임플랜트에서더빈번히관찰되었다고하였다. Thomson 11) 등은재료들의생체부착성의차이때문에다양한임플랜트표면과의조직반응에서의차이가보인다고하였고, 세라믹과티타늄은생체부착성이높고금속은상대적으로낮다고알려져있다. 더욱이일반적으로세라믹과티타늄은금합금보다부식저항성이더크다고받아들여지고있다. 12) 티타늄과세라믹의표면층이화학적으로더안정하여표면에접촉하는세포의성장을허용하는반면, 금합금은공기중에서는산화에대한저항성이강하지만해수나체액에서는부식에대한저항성이티타늄의 1/100 밖에되지않는다. 18) 따라서특히심미성이요구되는부위에금합금으로제작된지대주를사용하는경우에는세심한주의가요구된다고할수있다. 19) 1920년대말주조용비귀금속합금이치과에도입된이래그사용빈도와영역이넓어지고있으나임플랜트수복에서는그이용이제한적이었다. Craig와 Hanks 20,21) 는세포배양실험을통하여니켈에기초하는합금이잘연마된상태에서는생체적합성을갖는다고하였다. Bumgardner 등 22,23) 은 trypan blue와 3H-thymidine uptake, 현미경적구조, 세포에너지대사를이용하여사람의치은섬유아세포에대한니켈-크롬합금의세포독성을연구하여니켈-크롬합금과그부식산물이배양된세포의생활력, 형태등에영향을미치지않으며증식에만영향을미칠것이라고하였다. 본실험에서도니켈-크롬합금의 3일과 5일째의증식이니켈-크롬합금이세라믹과티타늄에미치지못하였으나 well 바닥세포의증식에서는큰영향이없었다. 최 24) 등은구강점막상피세포 에대한치과주조용비귀금속합금의세포독성에관한연구에서 96시간까지세포독성이거의없다고하여니켈-크롬합금이섬유아세포뿐만아니라구강점막상피세포에도생체적합성이있음을보였다. Craig 등 20) 은세포배양실험을통한치과용주조합금의세포독성에관한연구에서부식에대한저항성을감소시킬수있는다상 (multiphase) 조성합금이된결과로금합금이높은세포독성을보일수있다고보고하고우수한생체적합성을얻기위해서는다상조성합금의사용을피할것을강조하였다. 본연구에서세포독성을비교하기위한 well 바닥치은섬유아세포의증식은 24시간과 3일후에금합금과니켈-크롬합금이티타늄보다낮았으나, 5일후에는오직금합금만이유의성있게낮았다. 따라서니켈-크롬합금은세포독성이크지않으며금합금이세포독성이가장큰것으로해석된다. 따라서금합금은치은섬유아세포의증식을제한하고높은세포독성을보일수있으므로연조직의치유가중요한전치부등에서사용할때는주의가필요하리라사료된다. 이상의연구에서세라믹은치은섬유아세포의부착과증식이티타늄과유사하여생체부착성과생체적합성이높았으며, 니켈-크롬합금은치은섬유아세포의증식을제한할수는있으나세포독성이크지않았다. 금합금은치은섬유아세포의증식을크게제한하고, 세포독성또한가장컸다. 본연구에서는임플랜트지대주재료에대한치은섬유아세포의부착과증식을평가하였는데, 향후구강상피세포의부착과증식에관한연구또한연조직치유에서의특성을파악하는데필요하며각재료의표면성상에따른세포의부착과증식에관한부가적인연구역시필요하리라고사료된다. Ⅴ. 결론본연구에서는최근그이용이증가하고있는세라믹지대주, 치과주조용금합금과치과주조용니켈- 크롬합금, 그리고대조군으로임플랜트에가장많이쓰이는재료인티타늄에대한치은섬유아세포의부착, 증식, 그리고각각의세포독성을비교하고주사전자현미경관찰을통하여생체적합성과생체부 117

7 착성을평가하고다음과같은결과를얻었다. 1. 세라믹에서티타늄과유사하게치은섬유아세포의부착과증식이잘이루어져있었고, well 바닥세포의증식이티타늄과유사하였다. 2. 금합금에서티타늄보다치은섬유아세포의증식이크게억제되었고,(p<0.05) well 바닥세포의증식이티타늄보다낮았다.(p<0.05) 3. 니켈-크롬합금에서티타늄보다치은섬유아세포의증식은억제되었으나,(p<0.05) 5일째의 well 바닥세포의증식이티타늄과유사하였다. 4. 주사전자현미경관찰에서세라믹에서티타늄과유사하게치은섬유아세포의활발한부착과증식양상이관찰되었으나, 24시간과 3일후금합금과니켈-크롬합금에서는치은섬유아세포의위축양상이뚜렷하였다. 5일째니켈-크롬합금에서치은섬유아세포의증식양상이다소관찰되었으나금합금에서는여전히치은섬유아세포가위축되어있었다. 이상의결과는세라믹지대주가티타늄과유사하게치은섬유아세포에대한생물학적적합성이뛰어나적절한연조직의치유와점막부착을이룰수있는재료임을시사하였다. 또한금합금은치은섬유아세포의증식을제한하고높은세포독성을보일수있으므로연조직치유가중요한전치부등에서사용할때는주의가필요하리라사료된다. 참고문헌 1. McKinney RV, Steflik DE, Koth DL. Evidence for junctional epithelial attachment to ceramic dental implants : A transmission electron microscope study. J Periodontol 1985: Adell R, Lekholm U, Rockler B. Branemark P-I, Lindhe J, Eriksson B. Marginal tissue reactions at osseointegrated titanium fixtures. I. A 3-year longitudinal prospective study. Int J Oral Maxillofac Surg 1986;15: Lekholm U, Ericsson I, Adell R, Slots J. The condition of the soft tissues at tooth and fixture abutments supporting fixed bridges : A microbiological and histological study. J Clin Periodontol 1986;13: Akagawa Y, Takata T, Matsumoto T, Nikai H, Tsuru H. Correlation between clinical and histological evaluations of the peri-implant gingival around single crystal sapphire endosseous implant. J Oral Rehabil 1989;16: Gould TR. Brunette DM. Westbury L. The attachment mechanism of epithelial cells to titanium in vitro. Journal of Periodontal Research 1981;16: Berglundh T, Lindhe J. Dimension of the peri-implant mucosa : Biological width revisited. J Clin Periodontol 1996;23: Lee DH, Kim WH, Seol KS, Lee JH, Lee YS, Choi SK. Osseointegrated Implant. p455, Shinhung international co Friadent Catalog. p115, Friadent Kucey BK. Fraser DC. The Procera abutment-the fifth generation abutment for dental implants. Journal of Canadian Dental Association. Journal de L Association Dentaire Canadienne 2000;66: Abrahamsson I. Berglundh T. Glantz PO. Lindhe J. The mucosal attachment at different abutments. An experimental study in dogs. Journal of Clinical Periodontology 1998;25: Thomson P, Larsson C, Ericson L E, Sennerby L, Lausmaa J, Kasemo B. Structure of the interface between rabbit cortical bone and implants of gold, zirconium and titanium. Journal of materials science : Materials in Medicine 1997;8: Myer AE, Baier RE, Glantz P-O, Naiella JR. Biomaterials: Selection, evaluation, and preparation. Dental Implants, Principles 118

8 and practice. pp31-42 W.B. Saudners Comp, Philadelphia Chung HJ. Documentary consideration and prevention of crestal bone loss around Implant. Dental Success 2003;23: Hashimoto M, Akagawa Y, Nikai H, Tsuru H. Single-crystal sapphire endosseous dental implant loaded with functional stress-clinical and histological evaluation of peri-implant tissues. J Oral Rehabil 1988;15: Hashimoto M, Akagawa Y, Nikai H, Tsuru H. Ultrastructure of the peri-implant junctional epithelium on single-crystal sapphire endosseous dental implant loaded with functional stress. J Oral Rehabil 1989;16: Arvidson K, Fartash B, Moberg LE, Grafstrom R, Ericsson I. In vitro and in vivo experimental studies on single crystal sapphire dental implants. Clin Oral Implants Res 1991;2: Arvidson K, Fartash B, Hilliges M, Kondell PA. Histological characteristics of peri-implant mucosa around Branemark and single-crystal sapphire implants. Clin Oral Implants Res 1996;7: Steinmann S. Titanium-the material of choice?. Perio ;17: Moon IS. The relationship between implant and surrounding tissue in a periodontal point of view. Dental Implant 2002;2(3): Craig RG, Hanks CT. Cytotoxicity of experimental casting alloys evaluated by cell culture tests. J Dent Res 1990;69: Craig RG, Hanks CT. Reaction of fibroblasts to various dental casting alloys. J Oral Pathol 1988;17: Bumgardner JD, Lucas LC. Cellular response to metallic ions released from nickel-chromium dental alloys. J Dent Res 1995;74: Bumgardner JD, Doeller J, Lucas LC. Effect of nickel-based dental casting alloys on fibroblast metabolism and ultrastructural organization. J Biomed Mater Res 1995;29: Choi YJ, Yook JI, Chung MK. Cytotoxicty of dental cast base metal alloys on human oral keratinocytes. J Kor Acad Prosthodont 1999;37: Reprint request to: Sang-Won Park, D.D.S., Ph.D. Dept. of Proshodontics, College of Dentistry, Chonnam National University Hak-dong 8, Dong-ku, Kwangju, , Korea psw320@chonnam.ac.kr 119

9 Legend of Photography Photo 1. Scanning electron micrographs of the prepared disc surfaces. All surfaces are smooth( 1000). Photo 2. Gingival fibroblasts attached on the disc surfaces after 1 hr of inoculation(a~d 500, e~h 1000). Cells are round, with a thin rim of cytoplasm spreading out radially from round cell body which contains the nucleus. Photo 3. Gingival fibroblasts attached on the disc surfaces after 3 hrs of inoculation(a~d 200, e~h 500). Cells on all surfaces are flat and seem to form contacts with adjacent fibroblasts. Photo 4. Gingival fibroblasts attached on the disc surfaces after 24 hrs of inoculation(a~d 200, e~h 500). Gingival fibroblasts cultured on ceramic and titanium surfaces are mainly elongated and flat. On the gold alloy and Ni-Cr alloy surfaces, cells are not elongated, but shrunk. Photo 5. Gingival fibroblasts attached on the disc surfaces after 3 days of inoculation(a~d 200, e~h 500). Gingival fibroblasts cultured on ceramic and titanium surfaces are intimately growing attached on the surface. Cells on gold alloy and Ni-Cr alloy surfaces are not elongated. Photo 6. Gingival fibroblasts attached on the disc surfaces after 120 hrs of inoculation(a~d 200, e~h 500). Gingival fibroblasts cultured on ceramic and titanium surfaces are aligned in rows and formed cell-to-cell contacts. The cells on the Ni-Cr alloy surfaces are elongated and flat. On the gold alloy surfaces, the cells are not elongated. 120

10 사진부도 1 Photo 1 Photo 2 Photo 3 121

11 사진부도 2 Photo 4 Photo 5 Photo 6 122

12 ABSTRACT ATTACHMENT AND PROLIFERATION OF HUMAN GINGIVAL FIBROBLASTS ON THE IMPLANT ABUTMENT MATERIALS Hyun-Pil Lim, D.D.S., Sun-Hun Kim, D.D.S., Ph.D., Sang-Won Park., D.D.S., Ph.D., Mong-Sook Vang, D.D.S., Ph.D., Hong-So Yang, D.D.S., Ph.D., Ha-Ok Park, D.D.S., Ph.D. Department of Prosthodontics, Graduate School, Chonnam National University Purpose: The biocompatibility and bio-adhesive property of a dental implant abutment are important for proper soft tissue healing and maintenance of osseointegration of implant. However, studies of soft tissue healing and mucosal attachment of various materials of implant abutment other than titanium are still needed. In this study, cell attachment, proliferation, cytotoxicity of human gingival fibroblast for ceramic, gold alloy, Ni-Cr alloy and, commercially available pure titanium as a control were evaluated, using MTS and scanning electron microscopy. Materials and Methods: Specimen was designed to disc, 4mm diameter and 1mm thickness, made of ceramic, gold alloy, Ni-Cr alloy and commercially available pure titanium. Primary culture of human gingival fibroblasts were grown in Dulbecco s modified Eagle s medium with 10% fetal bovine serum and 1% antibiotics. Cells were inoculated in the multiwell plates placed the specimen disc. Cell Titer 96 AQucous One Solution Cell Proliferation Assay were done after 1hour, 3hours, 24hours, 3days, 5days of incubation. The discs were processed for scanning electron micrography to evaluate cell attachment and morphologic change. Results: The results were obtained as follows. 1. The ceramic showed high cell attachment and proliferation and low cytotoxicity, which is as much bioadhesive and biocompatible as titanium. 2. The gold alloy represented limited proliferation of human gingival fibroblast and the highest cytotoxicity among tested materials (p<0.05). 3. The Ni-Cr alloy limited the proliferaion of the human gingival fibroblast compared to titanium(p<0.05), but cytotoxicity on the bottom of well was not so considerable, compared to titanium. 4. On the scanning electron micrographs, the ceramic showed good attachment and proliferation of human gingival fibroblast, which was similar to titanium. But gold alloy and Ni-Cr alloy showed the shrinkage of gingival fibroblast both after 24 hours and 3 days. On 5th day, small amount of the human gingival fibroblast proliferation was observed on the Ni-Cr alloy, while the shrinkage of gingival fibroblast was still observed on the gold alloy. Conclusions: These results suggest that the ceramic abutment is as biocompatible as titanium to make proper mucosal seal. The gold alloy has a high cytotoxicity to limit proliferation of gingival fibroblast, which suggest limited use on the anterior tooth where soft tissue healing is recommeded. Key words : Implant Abutment, Fibroblast, Cytotoxicity, Gold Alloy 123

00)13-3목차1~3

00)13-3목차1~3 An evaluation of marginal bone level change in single short implant : an 1-year follow up Tae-Hoon Lee, Joo-Hyun Kwon, Sunjai Kim, Chong-Hyun Han Department of Prosthodontics, Kangnam Severance hospital,