2014년 7월 10일
이 문서에서는, 우리는 표면의 에나멜 재건을위한 유전자 성별 감식 - 키토산 하이드로 겔을 제조하는 프로토콜을 설명합니다. 하이드로 겔의 인회석 결정의 현장 성장 조직은 수복물의 효율성과 내구성을 향상하는 조밀 한 에나멜 복원 인터페이스를 형성했다.
본 절차의 전반적인 목표는 표재성 법랑질 재건을 위한 AMLO 및 키토산 하이드로젤 제작 프로토콜을 개발하는 것입니다. 이는 먼저 부식된 치아 절편을 준비함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계에서는 신선한 AMLO 및 키토산 하이드로젤을 제조합니다.
다음으로, AMLO 및 kitan 하이드로젤을 치아 절편 표면에 도포합니다. 마지막으로, 인공 타액 내에서 AMLO chizen 하이드로젤을 이용하여 치아 법랑질을 재생시킵니다. 최종적으로, 초음파 처리와 나노 인덴테이션을 통해 새로 형성된 층의 기계적 강도 및 천연 법랑질과의 결합력을 평가할 수 있습니다.
이 기술의 함의는 성인과 어린이 모두의 환부 치아 법랑질에 적용했을 때, 초기 우식 병소의 진행을 중단시키고, 우식으로 인해 손실된 법랑질을 재건하며, 치아 구조를 보존하고, 충치의 진행을 방지하는 기술 개발로 확장됩니다. 본 실험 절차의 시연은 제 연구실의 박사후 연구원인 Dr.Chittar가 진행하겠습니다. 우선 충치 치료 이력이 없는 인간의 제3대구치를 선택하는 것으로 시작하십시오.
수냉식 저속 다이아몬드 톱을 사용하여 치관을 세로 방향으로 2mm 두께의 슬라이스로 절단한 다음, 초음파 세척기로 구치부의 치근 부분을 제거합니다. 슬라이스를 2분 동안 세척한 후 이온수로 3회 헹구어 부식성 병변을 모사합니다. 두 슬라이스를 30% 인산으로 30초 동안 식각합니다.
그 후 즉시 이온수로 헹굽니다. 그런 다음 식각된 절편을 다시 2분 동안 초음파 세척하고 이온수로 헹굽니다.
세 번 더 반복합니다. Kazan 스톡 용액을 준비하려면, 먼저 1% v/v 아세트산 용액에 Kazan을 1% w/v 농도로 녹인 후, 80 °C에서 밤새 교반합니다.
용액을 실온으로 냉각한 후, 0.45 µm 필터로 esan을 여과하고, 1 M 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 5.0으로 조정합니다. 칼슘 및 인산 스톡 용액을 준비하려면, 염화칼슘을 칭량하여 0.1 M 용액을 혼합합니다. 그다음, 용액이 투명해질 때까지 볼텍싱하고 1 M 수산화나트륨으로 pH 값을 11로 조정합니다.
그 다음 디바 인산나트륨(diba sodium phosphate)을 정량합니다. 0.1 M 용액을 혼합하고 용액이 투명해질 때까지 볼텍싱합니다. AMLO Genin kaizan 하이드로젤을 준비하려면, 200 µg의 재조합 돼지 AMLO genin이 들어 있는 튜브에 갓 준비한 1%esan 용액 960 µL를 첨가하십시오.
그 후 용액이 투명해질 때까지 볼텍싱합니다. 이제 ozan이 포함된 AMLO 용액에 0.1 molar 염화칼슘 용액 25 microliters를 첨가하고, 이어서 0.1 molar 인산이나트륨 diba 용액 15 microliters를 첨가합니다. 해당 용액을 5분 동안 볼텍싱합니다.
그 후, 1 M 수산화나트륨을 조심스럽게 첨가하여 AMLO 및 ozan 용액의 pH를 6.5로 조정합니다. pH 값이 6.5에 도달하면 AMLO 및 ozan 하이드로젤이 형성되어 AMLO 및 az에서 법랑질 재생을 유도하는 하이드로젤이 됩니다. 먼저, 1 M 수산화나트륨으로 인공 타액 용액의 pH를 7.0으로 조정한 후, 해당 용액을 4 °C에서 보관합니다. 그런 다음 주사기를 사용하여 약 20 µL의 AMLO 및 chizen 하이드로젤을 치아 절편의 가장자리에 도포하고, 이를 실온의 데시케이터에 보관합니다.
2시간 후, 타액 용액에 300 PPM의 불화나트륨을 첨가한 다음, 치아 절편을 해당 용액 30 milliliters가 담긴 비커로 옮깁니다. 비커를 알루미늄 호일로 덮고 37 °C의 오븐에 넣습니다. 마지막으로, 3~7일 후에 치아 절편을 꺼내어 상온의 데시케이터에 넣고 건조시킵니다. AMLO 및 chizen 하이드로겔로 7일간 수복하면, 에칭된 법랑질 표면에 두께 15 micrometers의 법랑질 유사층이 형성됩니다.
새롭게 성장한 층은 표면에 수직인 c-축을 따라 우선적으로 성장한 직경 약 50 nanometers의 고도로 정렬된 결정 배열로 구성되어 있습니다. 이러한 바늘 모양의 결정들이 천연 법랑질의 기본 단위와 유사하게 다발 형태로 조직되어 있음에 유의하십시오. 수복된 층의 선택 영역 전자 회절 이미지는 호 모양의 패턴을 보이며, 이는 새롭게 성장한 결정들의 계층적 정렬을 나타냅니다.
0 0 2 방향의 X선 회절 분석을 통해 새롭게 성장한 층이 어패타이트(appetite)로 구성되어 있음을 확인하였으며, 이는 주사 전자 현미경 및 선택 영역 전자 회절 관찰 결과와 일치하게 결정학적 C축을 따라 정렬되어 있습니다. 이 이미지에서는 새롭게 성장한 층과 천연 법랑질 사이 인터페이스의 미세구조가 나타나 있습니다. 새롭게 성장한 결정들이 기존 법랑질 결정립과 동일한 방향으로 성장하지 않았으며, 단백질 매개 어패타이트 성장이 천연 법랑질 결정에 대해 수직 방향의 결정 성장을 유도했다는 점에 주목하십시오. 새롭게 성장한 층과 법랑질 기판 사이의 인터페이스에는 뚜렷한 틈이 존재하지 않습니다.
나노 스케일에서 법랑질과 재생된 결정은 서로 융합되어 이음매 없는 인터페이스를 형성했습니다. 10분간의 초음파 처리 후에도 AMLO Genin 키토 하이드로젤에서 형성된 신생 층은 법랑질 표면에 여전히 단단히 결합되어 있었으며, am mologen이 없는 tizen 하이드로젤로 처리한 시료의 경우 조직화된 구조가 유지되었습니다. 반면, 법랑질과 수복 층 사이에 큰 틈이 관찰되어 신생 층과 천연 법랑질이 명확하게 구분되었습니다.
본 실험에서는 새로 성장한 층 내의 AMLO genin을 면역형광 염색하였으며, 새로 성장한 층에서 관찰된 녹색 형광을 통해 AMLO genin의 존재를 확인하였습니다. 그래프에서 알 수 있듯이, 산 부식 후 법랑질 표면의 경도와 탄성률은 각각 약 98%와 88% 감소하였습니다. AMLO genin이 포함되지 않은 ozan 하이드로겔로 처리한 대조군은 경도와 탄성률 모두에서 제한적인 개선만을 보였습니다.
이와 대조적으로, AMLO 및 ozan 하이드로겔 내에서 무기질화가 진행된 후, 개발 단계 이후 탄성률은 거의 4배, 경도는 9배 증가하는 것이 관찰되었습니다. In VI 및 추가 모델 평가를 통해, 본 프로토콜은 초기 충치 및 부식된 법랑질과 같은 법랑질 결함을 치료하기 위한 기술 설계로 확장될 수 있습니다.
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본 논문은 표면 법랑질 재건을 목적으로 하는 아멜로게닌-키토산 하이드로겔 제조 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 하이드로겔 내에서 아파타이트 결정의 조직적인 in situ 성장을 포함하며, 이를 통해 치과 수복물의 내구성을 향상시킵니다.
본 프로토콜은 생체 재료와 법랑질의 계면에서 인시튜(in situ) 아파타이트 결정 성장을 유도함으로써, 내구성이 뛰어난 법랑질 복원을 달성하는 핵심 과제를 다룹니다. 아멜로제닌-키토산 하이드로젤은 법랑질의 미세구조를 재건하는 생체 모방적 접근 방식을 제공하여, 수복 적용 시 기계적 결합력을 향상시키고 계면 실패 위험을 줄여줍니다. 이는 충치 예방 및 법랑질 수복 전략을 위한 생체 재료의 전임상 평가를 지원합니다.
이 방법은 표적 검증부터 전임상 평가에 이르는 발견 연속체 내에 적합하며, 법랑질 수복을 위한 생체 재료의 반복적 설계를 지원합니다.