은-키토산 나노복합체를 투여한 의치 조직조절제의 항균 특성

Abstract

The objective of this work was to verify the antimicrobial effect and the characteristics of the tissue conditioner containing silver-chitosan nanocomplex at in vitro level. Nanocomplex was synthesized by the chemical reduction of silver nitrate and chitosan in aqueous solution with sodium borohydride as a reducing agent. Silver-chitosan nanocomplex was incorporated to tissue conditioner as powder to powder ratio with different weight percentage (%) of 0 (control), 1.0, 3.0, 5.0 and 7.0. The antimicrobial effect was assessed by colony forming unit in retrieved two streptococcal suspensions inoculated on specimens and cytotoxicity was measured using human gingival fibroblasts by MTS assay. Surface topography, Ag ion release and ultimate tensile strength tests were conducted for mechanical validity. The significantly reduced bacterial adhesions were observed above 5.0% loading while all of tested samples did not show cytotoxicity when compared to the control. Ag ion releases were detected with the dose-dependent of initial silver loadings with gradual decreasing over time. Modified tissue conditioner revealed similar microscopic surface textures and expressed no significant tensile strength changes (P>0.01) as compared to unmodified. Within some limitations in present study, the tissue conditioner loaded by 5.0% of silver-chitosan nanocomplex can be candidate as a novel denture biomaterial without mechanical hazards. For a clinical specification, future studies including in vivo, multi-strain or factor assays, and additional physical tests were still required.

본 연구의 목적은 은-키토산 나노복합체를 함유하는 의치 조직조절제의 항균성 및 특성을 연구함에 있다. 나노복합체의 합성은 질산은 및 키토산을 수용액에서 화학적으로 환원처리 후 자외선 가시광분석으로 확인하였고, 건조된 복합체 분말을 조직조절제 분말에 1.0, 3.0, 5.0 및 7.0%의 중량 백분율로 각각 첨가하여 단량체와 중합하였다(대조군; 0%). 항균성은 시편 상에 접종된 2종의 연쇄상구균 현탁액을 각각 24시간 배양 후 세균집락형성단위 백분율로 평가하였고 세포독성은 시편 추출액을 인간섬유아세포에 24, 72시간 배양한 후 세포생존율로 평가하였으며 특성연구로 미세표면관찰, 은 이온 용출 및 미세인장강도 실험을 시행하였다. 은-키토산 나노복합체가 5.0% 이상 투여된 조직조절제에서 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 세균부착억제가 관찰되었고(P<0.01) 유의한 세포독성은 관찰되지 않았다. 은 이온 용출은 복합체 투여 용량에 의존적으로 검출되었으나 계류시간 경과에 따라 비례적으로 감소하였으며 복합체 투여에 따른 조절제의 유의한 인장강도 및 표면 물성 변화는 관찰되지 않았다(P>0.01). 일부 실험적 한계에도 불구하고 본 연구의 5.0% 은-키토산 나노복합체가 함유된 조직조절제는 내재적 세균부착억제와 생체적합성 그리고 안정된 물성을 가진 의치생체재료로의 가능성을 도출하였고 명확한 임상 적용을 위한 생체 실험, 다중 분석을 포함한 향후 연구는 필요하다.