• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제30권2호
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• pp.142-149
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• 2008

The purpose of this study was to evaluate histomorphometrically a toothash - plaster of Paris mixture associated with collagen membrane ($Bio-Gide^{(R)}$), regarding new bone formation in the peri-implantitis defects in dogs. Three mandibular molars were removed from 1-year-old mongrel dogs. After 2 months of healing, 2 titanium implants with sandblasted with large grit and acid etched (SLA) surface were installed in each side of the mandible. Experimental peri-implantitis was induced with ligatures after successful osseointegration. Ligatures were removed after identification of bone defect beneath the level of 5th thread of fixture on radiographic image. The mucoperiosteal flaps were elevated and the contaminated fixtures were treated with chlorhexidine and saline. The bone defects were assigned to one of the following treatments: no guided bone regeneration (GBR) procedure (group 1), GBR with Bio-$Oss^{(R)}$ and Bio-$Gide^{(R)}$ (group 2), or GBR with toothash - plaster of Paris mixture (TPM) and Bio-$Gide^{(R)}$ (group 3). The dogs were sacrificed after 8 or 16 months. The mean percentages of new bone formation within the limits of the 5 most coronal threads were $17.83{\pm}10.69$ (8 weeks) and $20.13{\pm}13.65$ (16 weeks) in group 1, $34.25{\pm}13.32$ (8 weeks) and $36.33{\pm}14.21$ (16 weeks) in group 2, and $46.33{\pm}18.39$ (8 weeks) and $48.00{\pm}17.78$ (16 weeks) in group 3, respectively. The present study confirmed statistically considerable new bone formation within the threads in group 3 compared with group 1 at 8 and 16 weeks (P<0.05). Although, data analysis did not reveal significant differences between group 2 and 3, the latter showed better results during the period of 8 or 16 weeks. Our findings support the effectiveness of TPM as a GBR material in the treatment of peri-implantitis bone defect.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제35권1호
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• pp.153-161
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• 2005

파이브로넥틴은 세포외기질에 존재하는 당단백질로 세포의 부착, 이동, 성장 및 분화에 관여하며, 섬유아세포 성장인자는 세포의 증식 이동 및 분화에 영향을 주는 중요한 성장인자로 알려져 있다. 최근 연구에 의하면, 파이브로넥틴은 조골세포의 타이태늄 임플란트 표면으로 이주와 증식 및 골생성을 촉진하며, 섬유아세포 성장 인자는 파이브로넥틴에 상승작용을 한다고 보고된 바 있다. 이 실험의 목적은 파이브로넥틴 및 섬유아세포 성장인자의 복합 단백질을 이용하여 타이태늄 임플란트의 골 반응을 알아보는 것이다. 체중 2.5 kg 내외의 건강한 18 마리의 웅성가토를 준비하여 무균 사육하였고, 순수 타이태늄을 절삭가공하여 직경 3.5mm, 길이 6mm 의 machined surface를 지니는 screw type 의 임플란트를 준비하였다. 사람의 유전자를 기초로, 유전자 재조합법을 통해, 적절한 primer를 이용하여 얻은 섬유아세포 성장인자를 파이브로넥틴 III 형 분절의 9-10 번 도메인에 결합시켜 얻은 복합 단백질을 준비된 임플란트에 표면처리하여 실험군으로 하였고, 표면처리하지 않은 임플란트를 대조군으로 하여, 가토의 좌우 경골에 각각 2 개씩의 임플란트를 식립하였다. 4주 후, 가토를 희생시켜 각 경골 당 한 개의 임플란트에서 뒤틀림 제거력을 측정하였고 나머지 임플란트 식립 부위 에서는 경골을 포함하는 조직표본을 제작하였다. 조직표본상에서 골접촉이 가장 좋은 3 개의 나사산의 길이를 측정하고, 나사와 접촉하는 골의 길이를 측정하여 골-임플란트 접촉도를 구하고, 같은 부위에서 나사산 사이의 면적과 골이 차지하는 면적을 비교하여 골생성률을 얻었다. 실험군과 대조군의 결과는 Student t-test 를 이용하여 신뢰도 95% 수준에서 통계학적 유의성을 검정하였다. 파이브로넥틴과 섬유아세포 성장인자의 복합 단백질로 표면처리된 임플란트와 표면처리를 하지 않은 임플란트는 뒤틀림 제거력에서는 통계적 유의성이 나타나지 않았으나, 골-임플란트 접촉도와 골생성률에서 복합 단백질로 처리된 임플란트가 통계적으로 유의하게 높은 결과를 보였다. 이상의 연구결과로, 섬유아세포 성장인자와 파이브로넥틴 복합 단백질로 처리한 타이태늄 임플란트가 주변 골 형성을 촉진시켜, 골유합을 증진시킴을 알 수 있었다. 따라서, 복합 단백질이 타이태늄 임플란트의 성공률을 높이기 위한 표면개질 물질로 이용될 가능성을 확인할 수 있었다.

• Archives of Plastic Surgery
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• 제35권4호
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• pp.431-438
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• 2008

Purpose: The common deformity after the correction of unilateral cleft lip nasal deformity is nasal asymmetry, and it is caused by the hypoplasia of the pyriform aperture. To correct this, many procedures have been applied, but still many problems are present. Authors performed the inlay and onlay insertion of porous high density polyethylene sheet(1 mm thickness $Medpor{(R)}$ sheet) in the hypoplastic pyriform margin of cleft side and obtained satisfactory results. Methods: 11 cases were performed and the mean follow up period was 15.1 months. Their mean age was 23.6 years. Under general anesthesia, bilateral pyriform margin was exposed. $Medpor{(R)}$ sheets in "match stick" like shaped were inlay inserted, and kidney shaped were onlay inserted fixating with two 6 mm titanium screws. After the surgery, the results was evaluated by photogrammetric analysis. On the basal view, the distance from the subalare and labiale superius' to the transverse baseline connecting the both cheilions was measured from the cleft side and the non-cleft side. Then, the postoperative symmetry was assessed by obtaining the cleft side against the non-cleft side as proportion index, defined as lateral and medial upper lip contour index. Results: There were 2 infections. The cause was because the inserted implant was too long and thus protruded to the base of nasal cavity. The lateral upper lip contour index was from 95.49 to 103.27, and medial upper lip contour index was from 90.92 to 100.49, it was statistically increased, and thus the symmetry was improved. However clinically mild depression remained at nostril floor. Conclusion: Authors performed porous high density polyethylene sheet inlay and onlay insertion for the hypoplasia of the pyriform margin in unilateral cleft lip nasal deformity. It was found that depressed pyriform margin and upper lip were corrected effectively except for the nostril floor, for which an additional soft tissue augmentation would be necessary. The inlay insertion has risk of protrusion, thus the guideline of the use of artificial prosthesis should be observed strictly.

• 한국재료학회지
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• 제14권12호
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• pp.893-899
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• 2004

Even though Ti-6Al-4V has gained popularity as an implant material, the possible dissolution of Al and V ions in body fluids remains a matter of concern. Though commercially pure Ti (Cp-Ti) overcomes this problem, the mechanical strength of pure titanium remains very low. Thus, in this experiment Cp-Ti was processed by Equal channel angular processing (ECAP), in order to increase the mechanical strength. The biocompatibility of ECAP-Ti, Cp-Ti and Ti-6Al-4V was examined by the apatite formation on each sample surface, after treating the surface with 5M NaOH and soaking in Simulated body fluids (SBF). Initially, the samples were mechanically polished on silicone carbide paper (#2000). The polished samples were treated with 5M NaOH solution at $60^{\circ}C$ for 24 hours. The NaOH treated samples were washed gently with distill water and dried at $40^{\circ}C$ for 1 day. The dried samples were heat treated in air at $600^{\circ}C$ for 1 hour. The surface morphology of these samples were studied using SEM and XRD. The SEM studies showed network of pores in all samples. The XRD showed oxide layer formation on Cp-Ti and Ti-6Al-4V. samples. However the oxide layer in ECAP-Ti was not substantial. These samples were immersed in SBF, kept at $36.5^{\circ}C$ for seven days period. At the end of 7 days, the apatite formation was confirmed only on Cp-Ti and was not observed in Ti-6Al-4V and ECAP-Ti. These observations of apatite formation relate to the fact that Cp-Ti showed greater oxide layer than other samples. The apatite examined was confirmed as tricalcium phosphate (TCP) using EDS and XRD.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권3호
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• pp.209-223
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• 2013

하악 제 1대구치에 티타늄과 지르코니아 소재의 기성 지대주와 맞춤형 지대주를 이용해 지르코니아 크라운으로 수복한 경우를 3차원 유한요소법을 통해 응력 분포를 분석해 보고, 피로 파절 강도 및 파절 형태를 고찰해 보았다. 정상교합자의 CT scan을 재구성한 하악골 모형상에 제 1대구치 임플란트 지지 지르코니아 크라운으로 수복한 6가지 유한요소 모형을 제작하고, 협측 교두 중앙에 수직과 30도 각도로 100 N의 하중을 가하는 조건으로 응력분포를 분석하였다. 현재 임상적으로 사용되고 있는 4가지 지대주를 이용하여, 군당 10개의 시편을 제작하고, ISO 14801에 따라 피로파절 실험을 실시하였다. 지대주나 고정체의 재질에 따른 응력분포의 차이는 없었고 형태에 따른 응력크기의 차이만 보였다. 맞춤형 지대주 군이 전반적으로 낮은 크라운 응력을 나타내었으며, 지대주 일체형 지르코니아 임플란트는 계면 골조직의 응력이 가장 낮게 나타났다. 피로수명의 평균값은 7군이 가장 높았고, 1군, 2군, 3군의 순서로 낮게 나타났으며(P<0.05), 기성 지대주 군은 피로수명의 편차가 적게 나타났다. 구치부의 임플란트 수복 시에는 맞춤형 지대주의 사용이 상부 보철물의 파절저항성 향상에 유리하며, 심미적 요구도가 높은 경우에는 고정체와의 접합부를 티타늄으로 제작한 지르코니아 맞춤형 지대주의 사용을 고려해 볼 만 하다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제32권1호
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• pp.143-160
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• 2002

타이태늄은 뛰어난 생체적합성과 적절한 물리적 성질을 바탕으로 치과 및 정형외과 영역의 매식재로 널리사용되어져 왔으며, 골과 매식재 사이의 골 융합 정도를 증가시킬 목적으로 물리, 화학적인 방법을 이용한 타이태늄의 표면처리에 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 최근에는 부착단백질 또는 성장인자를 이용한 생체재료의 표면개질을 통하여 조직적합성 및 치유 능의 개선을 위한 시도들이 있어왔다. Fibronectin(FN)은 주요 세포외기질중의 하나로 생체 내 널리 분포하여 세포의 부착, 이동 및 증식에 관여하는 거대 당단백으로, RGD및 PHSRN 펩타이드 서열이 세포의 인테그린과 결합하여 세포의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 FN으로 처리된 타이태늄이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 미치는 영향과 이에 따른 석회화 정도에 미치는 영향을 관찰하여 부착분자를 이용한 타이태늄 표면개질의 효과를 규명하고자 하였다. 상업용 순수 타이태늄을 gold thiol법을 이용하여 표면처리 후, 혈장 FN(plasma FN, pFN)과 유전자재조합법을 이용하여 얻은 FN조각(FN type III 7-10, FNIII 7-10)을 피복한 시편을 실험군으로, 아무런 처리를 하지 않은것(smooth surface, SS)과 산 부식(Sandblasted and acid etched, SLA)처리된것을 대조군으로 이용하였다. 배양된 조골세포주(MC3T3-E1)를 사용하여 타이태늄 표면 처리에 따른 세포의 증식, 형태변화, 알칼리성 인산분해효소(ALPase) 생산 및 세포면역형광법을 이용한 분화정도를 시간 경과에 따라 관찰하였다. 조골세포증식의 경우 FNIII 7-10 처리군에서 pFN 처리군 및 대조군에 비해 시간경과에 따라 유의성있는 세포수의 증식이 관찰되었으며(p<0.05), ALPase 생성의 경우에도 FNIII 7-10 처리 군에서 아무 처리도 하지 않은 군에 비해 유의성 있게 높은 효소의 생성이 관찰되었다(p<0.05). 주사전자현미경을 이용한 세포의 형태관찰결과 아무 처리도 하지 않은 군에서는 마름모형태를 나타내었으며, 산 부식 처리된 군에서는 세포가 가시모양의 형태를 보인 반면 FN으로 처리된 두 군에서는 세포의 부착 및 펴짐이 매우 발달되어 있는 모습이 관찰되었다. 세포의 분화정도를 관찰하기 위하여 국소부착키나제(focal adhesion kinase, FAK), 및 actin stress fiber의 분포양상을 세포면역형광법을 이용하여 관찰한 결과 FN으로 표면처리된 두 군에서 아무런 처리도 하지않은 군 및 산 부식처리 한 군에 비해 프라크의 발현이 높게 나타났으며 잘 발달된 actin stress fiber의 소견을 나타내었다. 이 실험의 결과들은 gold thiol 법을 이용한 표면처리 후 FN부착을 통한 타이태늄의 표면개질이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 중요한 역할을 담당하여 석회화 정도를 촉진시키는 것을 보여주었으며, 이런 결과들은 더 짧은 FN조각을 이용한 다른 생체재료의 표면개질에 폭 넓게 응용할 수 있으리라 생각된다.

• Design & Manufacturing
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• 제11권2호
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• pp.51-56
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• 2017

Nitinol, a shape memory alloy (SMA), is manufactured from titanium and nickel and it used in various fields such as electrical applications, micro sensors. It is also recommended as a material in medical for implant because it has excellent organic compatibility. Nitinol is intended to be inserted into the human body, products require a high-quality surface and low residual stress. To overcome this problems, explore electrolyte polishing (EP) is being explored that may be appropriate for use with nitinol. EP is a particularly useful machining method because, as a non contact machining method, it produces neither machining heat nor internal stress in the machined materials. Sandpaper polishing is also useful machining method because, as a contact machining method, it can easily good surface roughness in the machined materials. The electrolyte polishing (EP) process has an effect of improving the surface roughness as well as the film polishing process, but has a characteristic that the residual stress is hardly generated because the work hardened layer is not formed on the processed surface. The sandpaper polishing process has the effect of improving the surface roughness but the residual stress remains in the surface. We experimented with three conditions of polishing process. First condition is the conventional polishing. Second condition is the electrochemical polishing(EP). And Last condition is a mixing process with the conventional polishing and the EP. Surface roughness and residual stress of the nitinol before a polishing process were $0.474{\mu}mRa$, -45.38MPa. Surface roughness and residual stress of the nitinol after mixing process of the conventional polishing and the EP were $1.071{\mu}mRa$, -143.157MPa. Surface roughness and residual stress of the nitinol after conventional polishing were $0.385{\mu}mRa$ and -205.15MPa. Surface roughness and residual stress of sandpaper and EP nitinol were $1.071{\mu}mRa$, -143.157MPa. The result shows that the EP process is a residual stress free process that eliminates the residual stress on the surface while eliminating the deformed layer remaining on the surface through composite surface machining rather than single surface machining. The EP process can be used for biomaterials such as nitinol and be applied to polishing of wafers and various fields.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.60-65
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• 2012

본 연구는 치과용 순 타이타늄 스크랩을 재활용하여 진공 아크 용해에 의해 Ti-6Al-4V 합금을 제조하였고, 이때 산소함량이 다르게 제조된 Ti-6A1-4V 합금의 물성을 평가하였다. 사용된 타이타늄 스크랩은 치과용 임플란트 재료로써 ASTM G1~G4 등급으로 산소함량이 다르게 진공 아크 용해에 의해 건전한 잉곳을 만든 후 Ti-6Al-4V 합금을 제조하였다. 합금 제조시 875 torr의 가압 아르곤 분위기에서 용해하였을 때 Al 조성의 손실이 방지됨을 확인하였다. 제조된 Ti-6Al-4V의 산소함량이 1170~3340 ppm으로 증가함에 따라 Ti-6Al-4V의 경도가 증가하여 순 타이타늄의 경향과 동일함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해서 Ti-6Al-4V 합금 제조에 있어서 진공 아크 용해에 의해 치과용 순 타이타늄 스크랩의 재활용 가능성을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제51권3호
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• pp.213-223
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• 2021

Purpose: The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has been introduced as an effective disinfection method for titanium surfaces due to their massive radical generation at low temperatures. Helium (He) has been widely applied as a discharge gas in APPJ due to its bactericidal effects and was proven to be effective in our previous study. This study aimed to evaluate the safety and effects of He-APPJ application at both the cell and tissue levels. Methods: Cellular-level responses were examined using human gingival fibroblasts and osteoblasts (MC3T3-E1 cells). He-APPJ was administered to the cells in the experimental group, while the control group received only He-gas treatment. Immediate cell responses and recovery after He-APPJ treatment were examined in both cell groups. The effect of He-APPJ on osteogenic differentiation was evaluated via an alkaline phosphatase activity assay. In vivo, He-APPJ treatment was administered to rat calvarial bone and the adjacent periosteum, and samples were harvested for histological examination. Results: He-APPJ treatment for 5 minutes induced irreversible effects in both human gingival fibroblasts and osteoblasts in vitro. Immediate cell detachment of human gingival fibroblasts and osteoblasts was shown regardless of treatment time. However, the detached areas in the groups treated for 1 or 3 minutes were completely repopulated within 7 days. Alkaline phosphatase activity was not influenced by 1 or 3 minutes of plasma treatment, but was significantly lower in the 5 minute-treated group (P=0.002). In vivo, He-APPJ treatment was administered to rat calvaria and periosteum for 1 or 3 minutes. No pathogenic changes occurred at 7 days after He-APPJ treatment in the He-APPJ-treated group compared to the control group (He gas only). Conclusions: Direct He-APPJ treatment for up to 3 minutes showed no harmful effects at either the cell or tissue level.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.191-198
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• 2022

치과용 임플란트 재료로 주로 사용되는 지르코니아 및 티타늄 합금은 생체불활성 특징으로 인하여 골유착 및 골형성 능력이 떨어진다. 이러한 문제를 쉽고 간단하게 해결하기 위한 방법으로는 생체활성 물질을 표면에 코팅하여 생체 활성을 높이는 방법이 있다. 본 연구에서는 우수한 골결합 능력을 가진 실리케이트계 세라믹인 아커마나이트(Ca₂MgSi₂O₇)를 고상반응법으로 합성하고, SBF 용액 내 침적실험을 통하여 합성 아커마나이트 분말의 생체활성을 분석하였다. 고상반응 출발원료로는 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산마그네슘(MgCO₃), 이산화규소(SiO₂) 분말을 사용하였다. 분말을 혼합 및 건조한 후, 가압 성형하여 디스크 형태로 만든 후, 고상반응 온도를 변화시키며 아커마나이트 상의 합성을 유도하였다. 합성된 아커마나이트 펠릿의 용해 및 생체활성 분석을 위하여 SBF 용액 내 침적 시키고, 침적시간에 따라 아커마나이트의 표면 용해 및 하이드록시아파타이트 석출을 분석하였다. 합성반응 온도가 높아질수록 아커마나이트 상이 뚜렷하게 나타난 반면에, SBF 용액 내 용해는 천천히 진행되었다. 합성된 아커마나이트 분말의 생체활성도는 대체적으로 우수하였으나, 그 중에서도 1100℃에서 고상반응 하여 합성한 분말에서 적절한 용해 및 하이드록시아파타이트 입자의 석출이 잘 일어나는 것으로 분석되었다.