Abstract
Vitamin D is known to exert its action by activating DNA and RBA within target cells to produce proteins and enzymes that can be used in bone resorption process. Particularly, the active form of vitmain D, 1,25-dihydroxycholecalciferol $[1,25-(OH)_2D_3]$, is considered to be one of the most potent stimulators of osteoclatic acitivity in vitro. The purpose of this study was to evaluate the effect of 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ on the avtivity of periodotal ligament cells and, the experimental tooth movement. Human periodontal ligament cells were collected from the first premolar tooth extracted for the orthodontic treatment, and were incubated in the environment of $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ and 95% humidity. Microtitration(MIT) assay was done at 10, 25, 50 and 100ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$. 21 Sprague-Daft rats were divided into a control gmup(3), and experimental groups(18) where 100g of force from helical spring was applied across the maxillary incisors 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ was injected into periodontal ligament at the mesial or distal surface of maxillary incisors so that we can compare the control side and the experimental side. Expreimental groups were sac rifled at 12, 24, 36, 48, 72hours and 7 days after force application, respectively. And the obtained tissues were evaluated histologically. The observed results were as follows. 1. The activity of periodontal ligament cells in l0ng/ml or 25ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ was not significantly different to the control at the cultivation of 1, 2 and 3 days. 2. The activity of periodontal ligament cells was significantly increased at 3 days in 50 ng/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ and 2, 3 days in 100g/ml of 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$. 3. Up to 7 days after force application, there was no difference in osteoblastic activity, tearing of periodontal ligament and proliferation of capillary at tension side between 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ injection side and the control side. 4. The osteoclastic activity and the resorption of alveolar bone was greater in 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$ injection side than the control side at 36 hours after force application.
교정치료시 치아이동은 치주인대세포를 매개로 골조직의 개조가 일어나는 과정으로서 골조직의 성장과 개조는 조골세포, 파골세포 및 그 전구세포의 증식, 분화 및 활성에 영향을 미치는 여러가지 전신적 인자와 국소적 인자에 의하여 조절되고 있다. 1.25-Dihydroxyvitamin $D_3$는 vitamin $D_3$의 대사물로서 경조직에 있어서 칼슘과 인산의 이동에 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 알려져 있으나 치주인대에 대한 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$의 생물학적 기능은 잘 알려져 있지 않다. 1.25-Dihydroxyvitamin $D_3$가 치주인대세포의 활성에 미치는 영향을 관찰하고자 10, 25, 50, 100ng/ml농도의 1,25 Dihydroxyvitamin $D_3$를 배양 치주인대세포에 첨가하여 배양 1, 2, 3일 후 M.T.T. 방법으로 세포의 활성을 관찰하였으며, 백서의 실험적 치아이동시 치주인대 내에 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$를 투여하여 12, 24, 36, 48, 72시간 및 7일 후의 조직 변화 소견을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 10ng, 25ng/ml 농도의 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$를 치주인대세포에 가한 후 배양 1, 2, 3일째의 실험군 활성은 대조군과 차이가 없었다. 2. 50ng/ml 농도의 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$를 치주인대세포에 가한 후 배양 3일째의 활성은 대조군에 비하여 유의하게 증가되었으며 100ng/ml농도에서는 배양 2, 3일째에 유의하게 많았다. 3. 백서에 교정력을 가한 후 인장측에서의 골아세포 활성, 치주인대섬유의 파열, 모세혈관 증식은 투여후 7일까지 1.25-Dihydroxyvitamin $D_3$ 투여측과 대조측 간에 차이가 없었다. 4. 교정력을 가한 후 36시간부터 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$를 투여한 압박측의 파골세포 활성 및 치조골 흡수량이 증가하였다. 이상과 같은 결과로, 50-100ng/ml 농도에서 1,25-Dihydroxyvitamin $D_3$의 농도와 배양 기간에 비례하여 치주인대세포의 활성이 증가하였으며 1,25-Dihydroxyvitarnin $D_3$가 투여 36시간부터 파골세포의 활성과 그에 따른 치조골 흡수량 증가에 영향을 미쳤다고 사료된다.
(Department of Orthodontics, College of Dentistry, Wonkwang University)