바로가기메뉴

본문 바로가기 주메뉴 바로가기

ACOMS+ 및 학술지 리포지터리 설명회

  • 한국과학기술정보연구원(KISTI) 서울분원 대회의실(별관 3층)
  • 2024년 07월 03일(수) 13:30
 

logo

메뉴

티타늄 임플란트 표면처리에서의 나노테크놀로지

Nanotechnology in the Surface Treatment of Titanium Implant.

Abstract

나노 구조는 마이크로 구조에 비하여 높은 비표면적과 우수한 생물학적 응용력으로 인하여 최근에 각광받고 있다. 생체재료 및 임플란트 개발과 관련하여, 세포는 주변의 지형에 의해 상당히 영향을 받고, 이러한세포들이 나노구조에 세포 부착, 증식 및 기능 형성 면에 있어서 상당히 긍정적으로 작용한다는 여러 연구결과들이 발표되었다. 뿐만 아니라, 생체 내 및 생체 외 실험 결과를 통하여 나노 구조에서 배양된 다양한 종류의 세포들이 기존과는 다른 형태임을 최근 연구 결과들에서 나타나고 있다1~13). 세포와 나노 구조간의 상호작용에 관한 연구는 생체재료 연구에 있어서 최근에 가장 각광받고 있는 연구 분야 중의 하나로서, 이는 생체재료 표면에 세포와 거의 같거나 이보다 작은 크기의 정형화된 구조를가지는 나노크기의 구조를 제조하여, 기존의 매크로 및마이크로 구조에서 보였던 세포와 표면 간의 상호 작용과는 다른 새로운 세포의 거동 및 진화를 탐구하는 것이다. 이러한 나노구조를 이용한 생체재료 연구 중에서현재 가장 각광받고 있는 분야는 TiO2 (티타니아) 나노튜브이다. 티타늄과 티타늄 합금이 뛰어한 기계적 물성및 우수한 생체친화성 및 내부식성으로 인하여 임플란트 재료로 가장 널리 사용되는 재료 중의 하나라는 것은 이미 익히 알려진 사실이다. 티타니아 나노튜브는이러한 티타늄 임플란트 재료 표면에 제조가 용이하며,제조 조건에 따라 수-수백 나노미터의 직경과 수십나노-수백 마이크로 미터의 길이를 가진 나노튜브를 제조할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

keywords
Titania nanotube, tissue engineering, titanium implant, osteoblast, in vivo.

참고문헌

1.

1. Oh S, Daraio C, Chen LH, Pisanic TR, Finones RR, Jin S. Significantly accelerated osteoblast cell growth on aligned TiO2 nanotubes. J Biomed Mater Res A 2006;78:97.

2.

2. Brammer KS, Oh S, Gallagher JO, Jin S. Enhanced cellular mobility guided by TiO2 nanotube surfaces. Nano Lett 2008;8:786.

3.

3. Brammer KS, Oh S, Cobb CJ, Bjursten LM, van der Heyde H, Jin S, Improved bone-forming functionality on diameter-controlled TiO2 nanotube surface, Acta Biomaterialia, In Press, Available online 15 May 2009.

4.

4. Curtis AS, Dalby M, Gadegaard N. Cell signaling arising from nanotopography: implications for nanomedical devices. Nanomed 2006;1:67.

5.

5. Dalby MJ, Andar A, Nag A, Affrossman S, Tare R, McFarlane S, Oreffo RO. Genomic expression of mesenchymal stem cells to altered nanoscale topographies. J R Soc Interface 2008.

6.

6. Dalby MJ RM, Johnstone H, et al. In vitro reaction of endothelial cells to polymer demixed nanotopography. Biomaterials 2001;23:2945.

7.

7. Gallagher JO, McGhee KF, Wilkinson CD, Riehle MO. Interaction of animal cells with ordered nanotopography. IEEE Trans Nanobioscience 2002;1:24.

8.

8. Park J, Bauer S, von der Mark K, Schmuki P. Nanosize and vitality: TiO2 nanotube diameter directs cell fate. Nano Lett 2007;7:1686

9.

9. Dalby MJ. Nanostructured surfaces: cell engineering and cell biology. Nanomed 2009;4:247-8.

10.

10. Dalby MJ, McCloy D, Robertson M, et al. Osteoprogenitor response to semi-ordered and random nanotopographies. Biomaterials 2006; 27:2980-7.

11.

11. Dalby MJ, Pasqui D, Affrossman S. Cell response to nano-islands produced by polymer demixing: a brief review. IEE Proc Nanobiotechnol 2004; 151:53-61.

12.

12. Dalby MJ, Gadegaard N, Curtis AS, Oreffo RO. Nanotopographical control of human osteoprogenitor differentiation. Curr Stem Cell Res Ther 2007;2:129-38.

13.

13. Dalby MJ, Gadegaard N, Herzyk P, et al. Nanomechanotransduction and interphase nuclear organization influence on genomic control. J Cell Biochem 2007;102:1234-44.

14.

14. Prakasam HE, Shankar K, Paulose M, Varghese OK, and Grimes CA. A New Benchmark for TiO2 Nanotube Array Growth by Anodization. J. Phys. Chem. C, 2007. 111: p. 7235-7241.

15.

15. Prakash S, Tuli GD, Basu SK, and Madan RD. Advanced Inorganic Chemistry, 2005. 2.

16.

16. Tao J, Zhao J, Tang C, Kang Y, Li Y. Mechanism study of self-organized TiO2 nanotube arrays by anodization. New Journal of Chemistry 2008.

17.

17. Oh S, Brammer KS, Cobb CJ, Smith G, and Jin S. (2009) TiO2 nanotubes for enhanced cell and bone growth. In: Karlinsey R.L. (ed) Recent Developments in Advanced Medical and Dental Materials Using Electrochemical Methodologies. ISBN: 978-81-308-0335-7, Research Signpost, 199.

18.

18. Linder L, Carlsson A, Marsal L, Bjursten LM, Branemark PI. Clinical aspects of osseointegration in joint replacement. A histological study of titanium implants. J Bone Joint Surg Br 1988;70:550.

19.

19. Pillar RM LJ, Maniatopoulos C. Observation on the effect of movement on bone ingrowth into porous-surfaced implants. Clin Orthop Rel Res 1986;208:108.

20.

20. Satomi K, Akagawa Y, Nikai H, Tsuru H. Bone-implant interface structures after nontapping and tapping insertion of screw-type titanium alloy endosseous implants. J Prosthet Dent 1988;59:339.

21.

21. Oh SH, Finones RR, Daraio C, Chen LH, Jin S. Growth of nano-scale hydroxyapatite using chemically treated titanium oxide nanotubes. Biomaterials 2005;26:4938.

22.

22. Oh SH, The effect of TiO2 nanotubes on the adhesion, proliferation and osteogenic functionality of osteoblasts. J Kor Res Soc Dent Mater 2008;35:297.

23.

23. Boyan BD, Humbert, T.W,. Dean, D.D., Schwartz, Z. Role of material surfaces in regulating bone and cartilage cell response. Biomaterials 1996;17:137.

24.

24. Ingber DE. Cellular tensegrity: defining new rules of biological design that govern the cytoskeleton. J Cell Sci 1993;104:613.

25.

25. Marti´nez E, Engel, E., Planell, J.A., Samitier, J. Ann Anat 2009;191:126.

26.

26. Bjursten LM, Rasmusson, L., Oh, S., Smith, G.C., Brammer, K.S., Jin, S. Titanium dioxide nanotubes enhance bone bonding in vivo. J Biomed Mater Res 2009;88A.

27.

27. Oh S, Brammer KS, Li YS, Teng D, Engler AJ, Chien S, Jin S. Stem cell fate dictated solely by altered nanotube dimension. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Feb 17;106(7):2130-5. Epub 2009 Jan 28.

logo