복합레진 수복물 수리 시 접착제 적용방법이 전단결합강도에 미치는 영향

오희경 Graduate School Dankook University. 2020 국내석사

이 실험의 목적은 오래된 복합레진과 새로운 복합레진 사이의 전단결합강도 측정 시 새로운 레진을 적용하기 이전 universal adhesive의 적용 방법(접착제를 여러 번 도포하는 것과 중합 여부)이 결합강도에 어떤 영향을 미치는지 평가하는 것이다. 78개의 실린더 형태의 복합레진 시편(Filtek Z350 XT)을 준비하여 일주일 동안 증류수에 보관 후 thermocycling(5,000 cycles, 5- 55℃)을 시행하여 오래된 레진 기질로 사용하였다. 400-grit의 실리콘 카바이드 샌드 페이퍼를 이용하여 표면을 거칠게 만든 후 37% 인산을 이용하여 산 부식을 시행하고, 표본을 적용하는 접착제에 따라 동등하게 두 그룹으로 분류하였다. (Single Bond Universal and Prime & Bond Universal) 각 그룹은 접착제의 적용방법에 따라 세 개의 하위 그룹으로 나누었다. (n=13) ⑴ 1회 적용 후 중합 ⑵ 1회 적용 후 미중합 ⑶ 3회 적용 및 중합. 같은 회사의 복합레진을 이용하여 수리 과정을 시행하였다. 증류수에 24시간 보관한 이후 각 표본에 대하여 전단결합강도 시험을 시행하였고, 자료를 통계적으로 분석하였다. (Two-way ANOVA, One-way ANOVA, independent t-test, P<0.05) 실체 현미경을 이용하여 파절 유형을 분류하고, 주사 전자 현미경을 이용하여 접착 계면의 결합 양상을 관찰하였다. 이원분산분석에서 접착제의 종류가 유의한 요소로 나타났다. Single Bond Universal을 사용했을 때의 결합강도는 Prime&Bond universal을 사용했을 때의 결합강도보다 더 높으며 가장 높은 평균 전단결합강도는 Single Bond Universal을 한 번 바르고 중합했을 때에 나타났다. 여러 번의 접착제 도포는 접착층의 두께를 유의하게 증가시켰지만 전단결합강도에는 유의한 영향을 미치지 않았다. 파절 유형은 주로 오래된 레진 기질 내의 cohesive failure로 나타났다. 견고한 결합강도를 얻기 위해 적절한 접착제를 선택하여 적용하는 것이 중요하다. Z350 XT nanocomposite 수복물을 수리하는 데에 있어 Single Bond Universal을 사용하는 것이 Prime&Bond Universal보다 더 높은 전단결합강도를 보이며 접착제의 추가 도포는 단지 접착층의 두께만을 증가시키고 전단결합강도에는 유의한 영향을 미치지 않았다. The purpose of this in vitro study was to evaluate the effect of application method of universal adhesives on the shear bond strength between aged and repaired composites applied with different thickness that were cured or left uncured when fresh composite was placed. A total of 78 cylinder shaped composite specimens (Filtek Z350 XT) were prepared, stored in distilled water for a week followed by thermocycling (5,000 cycles, 5℃ to 55℃), and served as substrates. They were mechanically roughened using 400-grit silicon carbide sandpapers and etched with phosphoric acid. After surface treatment, samples were equally divided into two groups: group A, Single Bond Universal (SU, 3M ESPE), and group B, Prime & Bond Universal (PB, Dentsply). Each group was subdivided into three subgroups (n=13) according to the application methods. ⑴ 1 coat + curing ⑵ 1 coat + uncuring ⑶ 3 coats + curing. They were repaired using the same composite resin. After storage for 24h in distilled water, specimens were subjected to a shear bond strength (SBS) test and the data (MPa) were statistically analyzed by two-way ANOVA to demonstrate the effects of adhesive and application method as well as their interaction. Specimens were examined with a stereomicroscope to analyze fracture mode and scanning electron-microscopy to observe the interface. Bonding agent material was significant factor. Bond strengths achieved with SU were higher than with PB. The highest bond strength was obtained by 1-coat application of SU with curing. Multi-layer application resulted in an increase in adhesive layer thicknesses, but there is no significant difference in SBS values. Failure mode was predominantly cohesive in old composites. Application of an adequate bonding system plays a important role in achieving reliable repair bond strengths. Groups with SU showed higher SBS than groups with PB and the application of additional layers increased the adhesive layer thickness but do not significantly affect SBS.

Multi-Dimensional Quantum-Chemical Analysis of Charge Transfer in Molecular Complexes

주보라 Graduate School Dankook University 2018 국내박사

In the first part of this study, a general quantum chemical method to accurately calculate the degree of charge transfer (CT) has been developed. This model-independent approach consistently describes the intra- and intermolecular charge transfer. The new method is tested on a host of ground-state charge transfer complexes built with two n-type dopants and eight acceptor molecules and an organometallic complex undergoing an excited state transition. Unlike conventional atomic charge calculations, when the electrons or orbitals that are directly related to CT are selected as the active space, it is found that the amount of CT becomes independent of the methods and basis set size. Our method also correctly predicts the metal-to-ligand CT (MLCT) transition for Ir(ppy)3, which no previous charge analyses have accomplished. In the second part, intermolecular charge transfer was studied with 28 complexes containing p-type and n-type dopants by using B3LYP and scOT-RSH functionals. In particular, the relationship between the degree of CT and the transfer level offset and electronic coupling has been investigated. It has been found that when the sign of the transfer level difference (the donor HOMO–acceptor LUMO offset) is positive [or negative], the full [or 0] amount of CT occurs in the weak electronic coupling regime. In the strong electronic coupling, the CT linearly increases with increasing HOMO(D)−LUMO(A) offset. This linear relationship only appears when the transfer levels are calculated by taking into account the structural changes during the CT process. The reorganization energy λ has been calculated to find the relation between the CT and geometric changes during CT complex formation. An exponential relationship has been found between the CT and λ, when λ was normalized. This exponential behavior is universal regardless of the types and structures of the molecules; that is, the amount of CT could be expressed as a function of λ only, and vice versa. Electronic coupling can be written as a quadratic function of the amount of CT, which holds whether the electronic coupling is large or small over the entire range of CT. Importantly, the electronic coupling can be represented continuously as a function of the amount of CT without having to divide the electronic coupling into weak and strong. The findings of this study are expected to be helpful in designing new dopant and host molecules. 본 연구에서는 첫째로, 분자간/분자내 전하이전을 모델에 상관없이 일관되게 기술하는 방법을 개발하였다. 전하이전의 양 CT는 DFT 계산을 통해 쉽게 구할 수 있으나, 그 정의가 여러 부분전하 계산방법들에 따라 모두 달라서 같은 시스템에 대해서도 서로 다른 값을 주는 문제가 있다. 두 n-형 도펀트와 8개의 전자받개분자로부터 만들어진 복합체와 이리듐 원자를 포함한 유기금속착화합물의 바닥상태 또는 여기 상태의 CT의 양을 Mulliken, NPA (natural population analysis), MDC (multipole derived charge), Bader, Hirshfeld, 그리고 VDD (Voronoi deformation density) 방법으로 계산하였다. 이미 여러 연구에서 알려진 결과와 마찬가지로 여러 부분전하 계산법들은 같은 화합물에 대해서도 CT의 양을 서로 다르게 계산했으며, 특히 파동함수기반의 방법들에서는 심각한 기저함수세트의존성을 확인할 수 있었다. 하지만 흥미롭게도, 일반적인 부분전하 계산법들과 달리, CT와 직접 관련된 전자 또는 오비탈만을 active-space로 설정하여 고려하였을 때 전하계산방법의 종류와 기저함수세트의 크기에 무관하게 일관된 값을 주는 것을 확인하였다. 특히 가장 기저함수 크기에 대한 의존성이 심했던 Mulliken방법도 active-space 방법이 적용되었을 때 더 이상 기저함수세트 의존성을 보이지 않았다. Ir(ppy)3에서는 바닥상태에서 여기 상태로 일어나는 metal-to-ligand CT (MLCT)를 계산하였는데, 이 경우 전이과정 중 인접한 에너지 준위를 변화시키는 경향이 있어 전이에 참여한 전자–홀 쌍을 구분해 낼 필요가 있다. 이 경우 active-space는 CT의 정도가 수렴될 때까지 점차 낮은 에너지 준위까지 active-space를 넓힘으로써 결정될 수 있었다. Mulliken 방법에서는 이 MLCT의 양을 계산하지 못하였지만, 반면에 최적화된 active-space내에서는 CT의 양을 계산할 수 있었으며, 마찬가지로 기저함수 크기에 거의 무관하였다. 또한 오비탈이나 전자 스핀에 대한 정보가 없는 전자밀도기반의 방법들은 원자전하와 active-space전하와의 관계식을 이용해 변환될 수 있었다. 두 번째로는 p-형/n-형 도펀트를 포함하는 28개의 복합체의 분자 내 전하이전 과정에 대해서 B3LYP과 scOT-RSH functional을 이용해 연구하였다. CT의 정도와 더불어 그에 영향을 주는 요인들로 알려진 주개–받개 (D–A)의 이전에너지 차이와 electronic coupling을 계산하여 그 관계를 알아보았다. 전하이전의 정도는 앞에서 구한 active-space 전하계산법을 이용해 구하였다. 그 결과 electronic coupling이 약한 영역에서는 차이 (donor HOMO−acceptor LUMO offset)의 부호가 양[또는 음]일 때, CT가 완전히[또는 0] 일어나는 것을 발견하였다. Electronic coupling이 강한 영역에서는 HOMO–LUMO offset 증가에 따라서 CT가 선형적으로 증가하는 관계를 보였다. 특이한 점은 이러한 선형관계가 CT과정에서의 구조적 변화가 반영될 때만 나타났다는 것이다. 따라서 분자복합체의 구조변화와 CT의 관계를 보기 위해서 구조적 변화량을 reorganization energy (λ)로 계산하였다. 이 λ는 normalization 되었을 때 CT의 양이 증가함에 따라서 지수함수적으로 증가하는 관계를 보였다. 이 지수적인 거동은 본 연구에서 다룬 분자들의 종류와 구조에 상관없이 보편적인 특성이었다. 즉, CT의 양은 λ만의 함수로 나타낼 수 있었고, 그 반대도 마찬가지였다. 또한, scOT-RSH의 경우 CT는 site energy offset에 대해서 선형적으로 증가하는 관계를 보였다. 이는 site energy에 주변 분자와의 상호작용 및 국부화된 전자로 인한 에너지 준위의 변화가 반영되어 있기 때문으로 보인다. 또한, Electronic coupling이 CT의 양에 대해서 이차식 포물선 형태로 나타나는 것을 확인하였다. 이는 electronic coupling의 크기가 클 때[작을 때], 중간 정도[0 또는 1]의 CT가 일어난다는 결론과 같은 결과를 보여주는 것이다. 더 나아가서, electronic coupling이 크거나 작은 경우의 두 가지로 나누지 않고도 electronic coupling의 크기가 연속적으로 CT의 양의 함수로써 나타내어 질 수 있다는 것을 의미한다. 결론적으로, CT와 이에 영향을 미치는 요인들과의 관계를 알 수 있었고, 이를 통해서 반대로 CT를 예측할 수 도 있음을 확인하였다. 이러한 본 연구 결과가 새로운 도펀트나 호스트를 설계하는데 있어서 도움이 될 것으로 기대된다.

Effect of MoS2 Catalyst and H-donor on Catalytic Heavy-oil Upgrading

박한별 Dankook University Graduate School 2018 국내석사

This study includes the effect of tetralin and MoS2 catalyst on catalytic heavy-oil upgrading. First, the effects of tetralin as an H-donor on the reactivity of asphaltenes in a petroleum pitch were investigated under thermal cracking or catalytic hydrocracking conditions at 693K and 10.0 MPa N2 or H2. Reaction temperatures, pressures, and tetralin contents were varied to examine the reactivity of asphaltenes. Thermal cracking of the petroleum pitch led to a considerable amount of coke formation, close to 53.7wt%, but the addition of tetralin reduced the coke formation down to 23.6wt%. The coke formation was considerably reduced to 10.3wt% in the catalytic hydrocracking condition, and was not formed in the presence of tetralin. Kinetic studies on the catalytic hydrocracking of petroleum pitch in the absence or presence of tetralin demonstrated that the addition of tetralin, showing an increase in the hydrogen transfer capacity, contribute to the marked performance of hydrocracking of the petroleum pitch in the presence of dispersed MoS2 catalyst. Secondly, the alumina supported MoS2 catalysts for heavy-oil recovery were investigated. In order to design a suitable MoS2 catalyst for hydrocracking (HCK) of vacuum residue (VR), various factors of NiMo/γ-Al2O3 catalysts influencing the activity in VR HCK were investigated including Ni promotion, P addition, loading amount of Mo, and porosity of γ-Al2O3 support. Activity tests were conducted in a autoclave batch reactor at 693K and 10~12 MPa H2 for the VR HCK in the presence of 0.26wt% catalyst (0.12 g) and 33.0wt% tetralin (15 g). When Mo loadings on γ-Al2O3 increased from 4wt% to 16wt%, the asphaltene conversion increased from 59.8% to 65.8%, but the improvement width was gradually reduced. The Ni-promotion effect on Mo/γ-Al2O3 showed a synergistic effect in hydrodesulfurization (HDS), but did not significantly affect the asphaltene conversion. The P addition increased the reducibility of MoO3 and had negative effects on asphaltene conversion. The increase in porosity of γ-Al2O3 significantly improved the asphaltene conversion from 62.9% to 68.5% with the enhanced catalytic performance. Further, these MoS2 catalysts were also applied to the HDS of light cycle oil (LCO) in a continuous fixed-bed reactor and achieved the highest HDS conversion of 75.6% when using citric acid-modified NiMoS2 catalyst. On the other hand, unlike VR HCK, the activity enhancement by porosity of catalysts was insignificant. 본 연구는 중질유의 고도화에 대한 수소공여체의 역할 및 효과 입증과 MoS2촉매 설계인자 규명을 연구 대상으로 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 대표적인 수소공여체로 알려진 테트랄린이 아스팔텐의 반응성에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위해 693K의 반응온도와 10.0 MPa 의 반응압력하에서 열분해반응과 수소첨가분해반응평가를 진행하여 테트랄린의 아스팔텐 반응성 증진 효과를 확인하였다. 특히, 수소첨가분해반응에서 테트랄린과 아스팔텐의 반응성 사이의 작용 메커니즘을 이해하고 상관관계를 규명하기 위하여 반응온도, 반응압력, 테트랄린의 함량을 공정 변수로 설정하여 영향을 살펴보았다. 반응물과 생성물은 GC-SIMDIS, GC-FID, TGA, EA-CHNS, 용매추출법 등의 분석방법을 활용하여 정성분석과 정량분석을 진행하였다. 아스팔텐의 열분해반응에서는 무려 53.7%의 코크가 생성되었으나, 테트랄린을 첨가한 결과 코크생성량이 23.6%로 감소되었다. 아스팔텐의 수소첨가분해반응에서의 코크생성량은 10.3%로 상당히 낮게나타났으며, 테트랄린을 첨가한 경우 코크가 생성되지 않는 것으로 나타났다. 표준조건 (693K, 10.0 MPa, 4시간반응)에서 테트랄린 존재 유무에 따른 아스팔텐의 수소첨가분해반응에 대한 반응속도론적 분석을 통하여 테트랄린이 아스팔텐의 코크 전환 반응속도를 저감하고 경질화 반응경로를 활성화하는 역할을 하는 것을 확인하였다. 두 번째, 중질유의 수소첨가분해반응에 적합한 MoS2계열담지촉매의 설계 인자 규명에 관한 연구를 수행하였다. MoS2계열담지촉매의 촉매 활성에 영향을 주는 것으로 알려진 대표적인 설계 인자를 선정하였으며, 증진제(Ni)효과, 첨가제(P)효과, 몰리브데늄의 담지량에 따른 영향, 알루미나 지지체의 다공성에 따른 영향을 살펴보았다. 제조한 촉매는 BET, EXAFS, TPR, XRD, TEM등의 분석기법을 활용하여 특성을 확인하였으며, 활성평가는 693K, 10~12 MPa조건에서 0.26wt%의 촉매와 33.0wt%의 테트랄린 용매 존재 하에 감압잔사유를 반응물로 하여 회분식 반응기 내에서 진행되었다. 반응생성물에 대해서는 용매추출법, GC-FID, GC-SCD, ED-XRF등의 분석기법을 활용하여 정성, 정량분석을 수행하였다. 몰리브데늄의 담지량을 4wt%, 8wt%, 16wt%단위로 증가시켰을 때, 아스팔텐의 전환율은 59.8%, 62.7%, 65.8%로 상승하였지만 상승폭은 점차 감소하였다. MoS2촉매에 니켈첨가는 수첨탈황반응에는 상당한 시너지효과를 보였지만 아스팔텐의 반응성에는 크게 영향을 주지 않았다. 인(P)의 첨가는 삼산화몰리브데늄(MoO3)의 부분환원력을 증가시켜서 Type-II상의 형성이 유도됨을 확인하였지만, 아스팔텐의 전환에는 역효과를 나타냈다. 반면, 세공이 2배가량 더 발달한 담체를 적용한 결과 아스팔텐전환율이 62.9%에서 68.5%로 높게 상승하였으며, 중질유의 수소화반응과 아스팔텐의 반응성향상에 가장 큰 효과를 나타냈다. 중질유의 수첨분해반응에 있어서는 촉매의 활성상보다 담체의 세공이 중요한 설계인자임을 확인하였다. 셋째, 다양한 조건에서 합성한 MoS2촉매들을 연속식반응기내에서 접촉분해유분(LCO)의 수소첨가탈황 반응에도 적용하였다. 촉매준비과정에서 시트르산을 적용한 NiMoS2 촉매가 접촉분해유분에 대하여 75.6%로 가장 높은 탈황전환율을 보였다. 이는 시트르산 첨가에 의한 Ni-Mo-S 활성상 형성과 상관된 결과로 해석되었다. 이와 같은 결과를 통하여 상대적으로 경질한 LCO와 같은 유분에 대해서는 담체의 표면특성보다 촉매의 활성상 형성여부가 반응성을 결정하는 주요 인자임을 확인하였다.

Characteristics of a Flexible Radiation Detector Fabricated with Non-Fullerene Acceptor for Indirect-type X-ray Imaging

이제훈 Graduate School Dankook University 2018 국내석사

In this study, the X-ray detector based on an organic semiconductor was fabricated as an alternative to a flat plate type radiation detector and its characteristics were evaluated. Organic materials such as polymer semiconductors can be manufactured by processes such as spin coating, inkjet printing, and drop-coating through a solution process. Therefore, it is possible to reduce the processing cost. The stability of organic devices based on polymer polymers to radiation has been demonstrated through several previous studies. The active layer of the detector was fabricated by spin-coating a poly (3-hexylthiophene) (P3HT) polymer and a fullerene derivative Phenyl-C70-butyric acid methyl ester (PC70BM) or rhodanine-benzothiadiazole-coupled indacenodithiophene alkylated using linear n-octyl (O-IDTBR). In order to improve charge generation and collection efficiency in the active layer, the composition blending ratio, stirring temperature, concentration, and spin-rate of the active layer material were adopted as fabrication process. The characteristic evaluation consists of measurement of the intrinsic current-voltage characteristics of the device using a solar simulator in the state not coupled with the scintillator, and measurement of the generated charge according to the X-ray irradiation after combining with the scintillator. In order to evaluate the characteristics of the detector, the characteristics such as the collected current density (CCD), dark current density (DCD), and Sensitivity were selected, calculated, and evaluated based on the amount of current collected in the X-ray irradiation and in the dark room. In addition, flexibility tests were also performed using curvature radius curvature and bending cycles to assess suitability and reliability according to the n-type material to be replaced. The Sensitivity of P3HT:PC70BM detector was shown 1.56 mA/Gy∙cm2. The P3HT:O-IDTBR detector has a sensitivity of 1.997 mA/Gy∙cm2, which improves the sensitivity by more than 12.29% compared to the best P3HT:PCBM detector performance. For the flexibility experiment, radius curvature and bending cycle were performed. The sensitivity of R = 2 at the point of radius curvature was 11.55% p higher for O-IDTBR than PC70BM. The reliability experiment was evaluated by the variation rate from 100 to the last 500 times cycle. The sensitivity higher for O-IDTBR than PC70BM. The sensitivity reduction rate of O-IDTBR was 3.72%.

Investigation on changes of dendritic spines and synaptic proteins and glutamatergic modulation in depression

윤상선 Graduate School Dankook University 2018 국내박사

Depression is one of the most prevalent mental illness and causes a constant feeling of sadness and lose of interest, which often leads to suicide. Depression causes major social and health problems worldwide. Here, we investigated what are the molecular and cellular changes induced by stress and how glutamatergic modification by a glutamate carboxypeptidaseII (GCPII) inhibitor modulates depressive-like behaviors. First, we investigated the changes of synaptic plasticity in stressed mouse brain. Clinical and animal studies have shown disrupted neural activity in depression. Such alterations are considered to be strongly associated with disrupted synaptic plasticity. Changes in synaptic structure in basolateral amygdala (BLA), chronic/repeated restraint stress enhanced the ratio of Type I and reduced Type II proportion in the basal nucleus (BA) and lateral nucleus (LAT) of the BLA, and these were reduced by imipramine. Conversely, in medial prefrontal cortex (mPFC), the spine density and ratio of functional spine forms (Type I/II) were significantly reduced in both basal and apical layers of mPFC after chronic/repeated restraint stress, and this reduction was reversed by an antidepressant, imipramine. Conversely, repeated stress enhanced the ratio of functional spine formation in BA and LAT of BLA, and this was reduced by imipramine. Notably, spine density was enhanced by repeated stress only in LAT but not BA, and this was reversed by imipramine. This structural spine change corresponded to the altered activation or enhanced expression of synaptic plasticity-promoting molecules such as cyclic adenosine monophosphate responsive element-binding protein, calcium/calmodulin-dependent kinase II and postsynaptic density protein-95. Taken together, our data provide an evidence that impaired synaptic plasticity underlies a depressive phenotype and is likely attributable to stress-induced changes in synaptic structure in specific brain regions. Second, we examined to identify signaling pathways involved in depression in a chronic restraint stress mouse model. Several recent studies have shown an implication of the prefrontal cortex with depression. Thus, we examined changes in MEK/ERK signaling in subregions of the prefrontal cortex in mice by immunohistochemistry using phospho-MEK1/2 (Ser 217/221) and phospho-ERK1/2 (Thr 202/Tyr 204). Mice were subjected to 21 consecutive days of chronic restraint stress (for 2 hour daily), and depression-like behavior was evaluated using a social interaction (SI) test and tail suspension test (TST). An antidepressant, imipramine (20 mg/kg) was injected intraperitoneally 30 min before stress exposure. Chronic/repeated restraint stress produced depressive-like behavior, such as increased sociability in the SI test, and enhanced immobility time in the TST. This depressive behavior was ameliorated by imipramine. The behavioral changes well corresponded to a decrease in MEK/ERK immunoreactivity in the medial orbital (MO) cortex and dorsal endopiriform nuclei (DEn), which was averted by imipramine, but not in cingulate, prelimbic, infralimbic, and motor cortex. These results suggest that MEK/ERK signaling is disrupted in the DEn and MO subregions of the prefrontal cortex in the depressive phenotype, and that blocking a decrease in activated MEK/ERK is inherent to the antidepressant imipramine response. Third, we investigated how glutamatergic modification by a glutamate carboxypeptidase II (GCPII) inhibitor modulates depressive-like behaviors. GCPII is an enzyme to cleave N-acetylaspartylglutamate into N-acetylaspartate and glutamate in brain. 2-phosphonomethyl pentanedioic acid (2-PMPA), a selective inhibitor of GCPII, has been shown to protect against neuronal damage in several neurological disorders, but no information in depression. In this study, we examined the effect of 2-PMPA on depressive-like behaviors. The repeated treatment of mice with 2-PMPA (10, 30 mg/kg; for 6 days, daily) showed decreased sociablity and increased despair. Similar responses were observed by a single injection of 2-PMPA (30, 100 mg/kg). In both cases, the phosphorylated cAMP-responsive element binding (phospho-CREB; p-CREB) expression in the prefrontal cortex significantly decreased in treated mice. These data suggested that depressive-like behaviors induced by 2-PMPA were correlated with reduction of p-CREB, which is also observed in many other depressive animal models. In addition, the immunoreactivity pattern of metabotropic glutamate receptors 5 (mGluR5) and metabotropic glutamate receptors 2/3 (mGluR2/3) were changed in the prefrontal cortex; mGluR5 immunoreactivity was strong in neuronal cell body of the control mice while being high in neurites in the 2-PMPA-treated. Also, mGluR2/3 immunoreactivity increased in the 2-PMPA-treated mouse at lower dose (30 mg/kg) compared to the untreated control, but no such increase was observed at higher dose (100 mg/kg). Taken together, this study demonstrated that the inhibition of GCPII is likely to induce mood disorder and that expression or localization of mGluR2/3 and mGluR5 are involved in this PMPA-induced depression. In summary, alterations in synaptic microstructure and MEK/ERK signaling as well as disturbances in glutamatergic neurotransmission are associated with depression, and frontal cortex addition to hippocampus and amygdala is likely an critical brain area which controls mood behavior. 우울증은 전 세계에 공통적으로 평생유병률이 증가하는 정신질환 중 하나로 우울한 기분, 의욕 및 정신적인 활동의 저하, 불면증 및 식욕저하, 그리고 슬픔과 불안 등을 특징으로 한다. 우울증의 요인으로는 스트레스, 심리적, 사회학, 유전적, 병리학적 요인 등의 불균형으로 발생하며, 특히 생리학적으로 감정을 조절하는 뇌의 기능에 변화가 일어나 우울한 기분을 느끼게 한다. 우울증의 정확한 발병 원인은 밝혀진 것은 아니지만, 세로토닌과 멜라토닌 등이 우울증 유발과 관련이 있으며, 도파민, 노르에피네프린 등 신경 전달물질과 여러 가지 호르몬들의 화학적 불균형으로 발병이 된다. 이번 연구에서는, 우울증에 대해서 세 가지로 접근을 하고자 한다. 첫 번째는 만성적인 감금 스트레스를 통해 우울이 유발된 동물의 편도체와 전두엽에서 시냅스 단백질의 형태 및 밀도 변화를 확인하고자 하였다. 마우스를 2 시간, 21 일 연속적인 감금 스트레스를 통해 우울을 유발하였고, 다른 그룹은 감금 스트레스와 함께 항우울제인 imipramine (20 mg/kg)을 복강 투여하여 우울 유발 및 회복되었는지를 사회성 평가와 절망도 검사를 통해 진행하였다. 우울 유발된 동물에서는 유의적으로 사회성이 떨어지고 절망도가 증가했지만, 우울 유발된 동물에 항우울제를 투여한 경우 정상 수준으로 회복됨을 확인하였다. 기저 측 편도의 두 영역 (LAT, BA)과 전두엽의 시냅스 단백질 변화에 대해 측정하였다. 우울 유발된 동물에서 기저 측 편도의 LAT는 척추 밀도가 대조군보다 유의적으로 증가하였고, BA는 변화가 없었다. 우울 유발된 동물에서 전체 spine 비율은 Type I+II가 유의적인 증가를 하였고 Type III는 감소하였다. 우울 유발 동물의 전두엽에서 apical과 basal의 척추 밀도는 모두 감소하였고, Type I+II도 유의적으로 감소하였다. 기저 측 편도와 전두엽에서 phospho-CREB (p-CREB)과 phospho-CaMKII (p-CaMKII)를 조직면역염색을 통해 확인하였다. 기저 측 편도의 경우 우울 유발 동물에서 p-CREB+와 p-CaMKII+에서 유의적 증가를 확인하였으나, 전두엽에서는 유의적으로 감소하였다. PSD-95의 광학 밀도도 p-CREB, p-CaMKII와 유사한 결과를 확인하였다. 이를 통해 만성적인 스트레스가 우울 행동을 유발하고, 특정 뇌의 영역에 따라 시냅스의 구조적이며 기능적인 부분을 서로 다르게 표현함을 관찰하였다. 두 번째는 MEK/ERK 신호전달경로가 해마와 전두엽에서 우울증과 관련이 있다는 보고는 많이 있으나, 우울이 유발된 동물의 전두엽 중 어느 영역에서 발현의 변화가 있는지는 알려진 바가 없었기에 연구를 진행하였다. 실험 방법은 첫 번째 연구와 같으며, 조직면역염색법을 통해 우울 동물의 전두엽 여러 영역 중 medial orbital cortex (MO)와 dorsal endopiriform nuclei (DEn)에서 phospho-MEK/ERK (p-MEK/ERK)의 발현이 유의적으로 감소하고, imipramine 투여시 회복하였다. 다른 영역에서는 p-ERK가 유의적 감소를 하지만, 항우울에 대한 영향은 확인할 수 없었다. 이를 통해 만성적인 감금 스트레스를 통해 유발된 우울 동물 전두엽의 경우 MEK/ERK 신호전달경로는 MO, DEn에서 중요하고, 이는 우울증 발병에 대한 기전을 이해하고 효과적인 우울 치료의 접근을 제시하였다. 세 번째는 우울 유발에서 글루타메이트 카르복시펩티데이즈II 선택적인 저해제인 2-(Phosphonomethyl) pentanedioic acid (2-PMPA)가 glutamategic 변형에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구를 진행하였다. 글루타메이트 카르복시펩티데이즈II는 뇌에서 N-acetylaspartylglutamate를 N-acetylaspartate와 glutamate로 분해하고, 2-PMPA는 여러 신경 질환의 동물모델 (허혈성 치매, 뇌졸중, 정신분열증 등)에서 신경 보호 효과로 알려져 있으나, 우울증과 관련해서는 아직 연구가 진행되지 않았다. 따라서 2-PMPA가 우울에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 마우스 복강에 단일 투여 (1일; 30, 100 mg/kg)와 장기 투여 (6일; 10, 30 mg/kg)를 하고 우울이 유발되었는지 행동실험을 진행하였고, 단일/장기 투여시 모두 사회성 감소 및 절망도가 증가함을 확인하였다. 조직면역염색법을 통해 2-PMPA를 투여한 동물 뇌의 여러 전두엽 영역에서 p-CREB 발현은 감소함을 확인하였고, 이는 다른 보고와 유사한 결과를 보인다. Metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5), metabotropic glutamate receptor 2/3 (mGluR2/3)의 면역반응성 (immunoreactivity)에서 전두엽의 변화를 관찰할 수 있는데; 대조군의 경우 mGluR5는 neuronal cell body가 강하게 나타난 데 비해, 2-PMPA 투여군은 반대로 신경돌기 (또는 수상돌기) 쪽에서 강하게 나타난다. 2-PMPA 30 mg/kg (1일)에서 mGluR2/3의 면역반응성은 대조군보다 증가하지만, 2-PMPA 100 mg/kg에서는 변화를 찾을 수 없다. 이번 연구는 정상적인 상태에서 2-PMPA가 우울과 같은 감정 질환에 영향을 끼치고, mGluR 2/3, mGluR5의 발현이 2-PMPA로 유발된 우울과 관련이 있다는 것을 알게 되었다. 따라서, glutamatergic 신경전달에서 시냅스 단백질의 구조적/기능적 변화와 MEK/ERK 신호전달은 우울과 관련 있으며, 특히 뇌의 해마, 전두엽, 편도체에서 변화가 감정 행동에 영향을 미치며 정신 질환에 주요한 매개체의 역할을 하는 영역으로 보인다.

Preparation and Applications of Thermo- Responsive Copolymers as a Smart Drug Delivery System

Seo Jae-Won Graduate School Dankook University 2016 국내박사

Part I-A 본 연구는 N-isopropyl acryl amide(NIPPAm)과 1-butyl-3-vinylimidazolium bromide([BVIm]Br)를 라디칼 중합방법에 의하여 부분적 양전하를 갖는 온도 감응성 공중합체를 합성하였다. 합성 된 공중합체들의 NIPAAm 단량체와 BVIm 단량체의 몰비는 95:5, 90:10, 85:15 그리고 80:20으로 각각 합성되었다. 각각 다른 농도의 imidazolium moiety의 존재를 1H NMR을 통하여 확인하였다. 합성된 공중합체의 LCST (저임계 상전이 온도; lower critical solution temperature) 수치는 UV-Vis spectrophotometer를 이용하여 확인 하였으며 imidazolium moiety의 농도가 증가함에 따라 LCST 수치 또한 증가함을 확인 하였다. 또한 imidazolium moiety의 농도가 증가는 수용액 상태에서 미셸표면 전하의 증가를 (+3.4 에서 +21.3 mV, pH 7) 나타냈고 상온에서의 미셸 사이즈의 증가를 보였다. 변화 된 미셸 사이즈의 차이는 25 ~ 50 oC의 온도 범위에서 211.5 에서 69.1 그리고 325.4 에서 171.2 nm로 각각 나타났다. 이러한 결과들은 열감응성 고분자의 LCST 값을 단지 imidazolium unit (BVIm)의 농도로 조절 가능함을 보였다. 더 나아가서, 합성 된 p-NIBIm10과 15은 고정적인 양전하를 갖고 있으며, 정상과 병변부위의 온도 변화 범위인 37 ~ 40oC에서 작용 가능한 고분자 물질로써 지능형 약물 또는 유전자 전달체로의 응용 가능성이 높다고 판단된다. Part I-B 본 연구에서는 다양한 LCST 값을 갖는 이온성 열감응 공중합체를 합성하였고, 다양한 LCST 값은 음이온의 종류에 따라 조절되었다. 합성된 공중합체는 이온성 부위인 imidazolium moiety를 갖고 있는 poly(NIPAAm-co-BVIm), [p-NIBIm]+[Br]-이며 이를 기반으로 짝이온을 변화시킴으로써 [p-NIBIm]+[X]- (X = Cl, AcO, HCO3, BF4, CF3SO3, PF6, SbF6)을 생성시켰다. 생성 된 공중합체의 화학적 특성은 nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR), Fourier-transform infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), 그리고 thermogravimetric analysis (TGA)을 통해 분석하였다. 또한, 다양한 LCST값, 미셸 크기, 그리고 표면 전하를 Ultraviolet-visible spectrophotometer와 Zeta (ξ) sizer를 이용하여 측정 하였으며, LCST 값은 39oC에서 52 oC까지 넓은 영역에 걸쳐 나타났다. 표면 전하 수치인 Zeta (ξ) potential 값은 pH = 7 에서[p-NIBIm]+[X]- (X = Cl . Br)는 +9.7 mV 값을 보였으며, +2.0 mV for [p-NIBIm]+[X]- (X = PF6 . SbF6)는 감소 된 +2.0 mV의 값을 보였다. 미셸 크기의 변화는 서로 다른 음이온의 종류에 따라 [p-NIBIm]+[Br]-; 181.2 nm (또는 2.49 × 10-17cm3) 에서 [p-NIBIm]+[CF3SO3]-; 229.2 nm (또는 5.04 × 10-17cm3) 로 증가함을 보였다. 이결과는 온도에 따른 미셸의 크기 감소의 값은 음이온의 종류에 따라 확연한 차이를 보였다. 본 연구에서의 가장 중요한 사실은 본 열감응성 고분자의 물리화학적 특성이 (LCST, 미셸 사이즈, 그리고 표면 전하등) 음이온을 변화시킴으로써 조절 가능 하다는 점이다. 이러한 특성은 본 열감응성 고분자가 지능형 약물 전달체로의 응용이 가능하다고 판단되는 점이다. Part II 최근에는 소장 (또는 대장)을 목표로 한 특이적 약물 전달 시스템의 치료 효율을 극대화하고 부작용을 줄이기 위한 연구가 크게 증가하고 있다. 그러나, 인간 창자의 복잡한 환경에 대한 요구를 충족하는 예는 소수에 불과했다. 본 연구에서는 염기성 pH와 온도에 감응하는 공중합체를 합성 하였고, 합성된 공중합체가 pH 1-8의 범위, 그리고 온도 25-42 oC 범위에서의 약물 전달 기능에 대한 특성을 in vitro 상에서 확인 하였다. 염기성 공중합체는 N-isopropylacrylamide (NIPAAm)과 N-vinylimidazole (VIm)의 라디칼 중합 방법으로 합성 되었다. 15 mol%의 염기성 VIm 유닛을 갖는 합성된 공중합체는 (p-NIVIm) pH=7에서 +9.1 mV 표면 전하를 나타냈으며, ~1.0의 낮은 pH인 위장의 pH 범위에서 36.5-42 oC의 높은 LCST를 보였고, ~8.0의 소장 또는 대장의 pH 범위에서는 35.8-38.2 oC의 LCST를 보였다. pH/온도에 의존하는 미셸 구조의 형태와 크기 변화는 건조 또는 습윤 상태에서 SEM과 ZetaSizer를 이용해 확인하였다. 모델 단백질을 (BSA) 이용하여 신체 조건인 37 oC 그리고 pH 1-8 범위에서 저장 및 방출을 확인 하였다. p-NIVIm의 37 oC/pH 1에서의 약물 저장 능력 (LC)와 저장 효율 (LE)은 각각 공중합체 1 mg 당 0.231 mg 그리고 92.4%였다. 상기 약물 전달체는 낮은 pH 값인 1에서 느린 약물 방출을 보였으며(~0.084 mg; ~35 %), 높은 pH 값이 8에서는 순간적인 약물 방출을 보였다(~0.177 mg; ~73%). 합성 된 pH 감응성 단백질 저장/방출 특성은 새로운 소장 (또는 대장)에 특이적으로 약물을 전달 할 수 있는 재료로 응용할 수 있을 것이다. Part III 본 연구에서는 이상적인 약물 전달체를 mesoporous silica nanoparticle (MSN) 표면에 1-butyl-3-vinyl imidazolium bromide (BVIm)와 N-isopropyl acrylamide (NIPAAm)을 이용하여 공중합체를 형성 시켰다. 표면을 코팅하고 있는 공중합체 (poly(NIPAAm-co-BVIm) (p-NIBIm))의 두께는 2.5 nm와 5 nm 범위에서 조절 되었고, 이는 반응액에서의 단량체와 MSN의 조성으로 조절되었다. 마지막으로 합성된 지능형 약물 전달체는 p-MSN2.5과 p-MSN5.0으로 명명 하였다. Mesoporous-silica-nanoparticle (MSN) 코어오 표면 코팅 된 p-NIBIm 층의 중요한 역할은 약물 전달 (또는 저장) 그리고 다공의 캡핑과 온도에 따른 ON/OFF 역할이다. 지능형 캡핑 재료인 공중합체의 swelling- 또는 shrinking- 감응은 10 oC에서 40 oC의 온도 범위에서 나타난다. 상기 재료의 약물 저장과 방출 패턴은 모델 약물인 cytochrome c를 사용하였다. 이러한 발전 된 약물 전달체는 흥미로운 약물 저장과 방출특성은; p-MSN2.5와 p-MSN5.0가 각각 10 oC에서 26.3%와 19.8% 그리고 40 oC에서 cytochrome C의 방출은 3 일과 4 일 동안 동안 >95%의 방출을 보였다. 재료의 세포 독성은 <0.125 mg/mL의 범위에서 약물 없이 진행 하였으며 human breast-cancer cells (MCF-7) 세포를 사용 하였다. 이 결과들은 본 재료가 특정 부위를 목표로 한 지능형 약물 전달체로써의 응용이 가능함을 보였다. Part I-A A series of stimuli-responsive copolymers (p-NIBIm) of N-isopropylacrylamide (NIPAAm) and 1-butyl-3-vinyl imidazolium bromide (BVIm) with various BVIm monomer concentrations such as 5, 10, 15, and 20 mol% were synthesized by radical copolymerization. The different concentrations of the imidazolium moiety within the resulted copolymer chain were determined by 1H NMR analysis. The LCST (lower critical solution temperature) values of the copolymers that were checked by UV-Vis spectrophotometer increased with the increasing concentration of the imidazolium moiety and were ranged from 36 up to 46 oC. According to the increasing concentration of the imidazolium moiety, the p-NIBIm copolymers also showed increasing zeta potential values (from +3.4 up to +21.3 mV) at pH 7, increasing initial and final micelle sizes (from 211.5 to 69.1 and from 325.4 to 171.2 nm), respectively, at 25 and 50 oC, and increasing contraction levels of micelle volumes between 25-50 oC (from 2.69×10-18 up to 8.67×10-18 cm3). These results demonstrate that it is possible to tune the LCST value of a temperature-responsive copolymer only by changing the imidazolium unit (BVIm) concentration within the copolymer chain. Moreover, p-NIBIm10 and 15 among the prepared copolymers could demonstrate high applicability in various endeavors such as on a target drug or in a gene delivery system. Part I-B An ionic thermo-responsive copolymer with multiple lower critical solution temperatures (multi-LCSTs) has been developed, and the multi-LCSTs were easily changeable according to the various counter anion types. The multi-LCST values were achieved by introducing an ionic segment with an imidazolium moiety within the p-NIPAAm polymer chain to produce poly(NIPAAm-co-BVIm) copolymers, [p-NIBIm]+[Br]ꠑ, and changing the counter anion type to produce [p-NIBIm]+[X]- (X = Cl, AcO, HCO3, BF4, CF3SO3, PF6, SbF6). The as-prepared temperature-responsive copolymers were physicochemically characterized via proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR), Fourier-transform infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and thermogravimetric analysis (TGA). Their various LCST values, micelle sizes, and surface charges were determined using an Ultraviolet-visible spectrophotometer and a Zeta (ξ) sizer, which were fitted with temperature and stirring control. The copolymers showed a broad LCST spectrum between 39 oC and 52 oC. The Zeta (ξ) potential values at a pH = 7 decreased from about +9.7 for [p-NIBIm]+[X]- (X = Cl . Br) to about +2.0 mV for [p-NIBIm]+[X]- (X = PF6 . SbF6). The micelle size (or volume) of the copolymers with different anionic species gradually increased from 181.2 nm (or 2.49 × 10-17cm3) for [p-NIBIm]+[Br]- to 229.2 nm (or 5.04 × 10-17cm3) for [p-NIBIm]+[CF3SO3]-, showing a clear effect of the anion on themicelle size (or volume) at a constant temperature, such as body temperature. The fact that the most important physicochemical properties for the thermo-responsive copolymers, such as the LCST value, micelle size (or volume), and surface charge, could be easily controlled only through the anion exchange suggests these are highly applicable as ionic thermo-responsive copolymers in a drug (or gene, protein) delivery system. Part II In recent years there has been a significant increase in available strategies for developement of small intestine (and/or colon)-specific drug-delivery system to maximize the efficiency of therapeutic agents and to reduce side effects. However, only a few cases has fulfiled the needs to work in the complicate environments of the human intestinal tract. In this study, the preparation of a basic pH/temperature-responsive co-polymer and the characterizations of the in-vitro-drug delivery function in the pH range of 1-8 and in the temperature range of 25-42 oC were reported. The basic copolymer was prepared by radical copolymerization of N-isopropylacrylamide (NIPAAm) and N-vinylimidazole (VIm). The prepared copolymer (p-NIVIm) with 15 mol% concentration of the basic VIm unit and the surface charge of +9.1 mV at pH=7 was appeared to have the higher LCST (lower critical solution temperature) value such as 36.5-42oC in the stomach pH condition (~1.0) and the lower LCST value such as 35.8-38.2 oC in the small intestinal (and/or colon) pH condition (~8.0). The pH/temperature-dependent morphology- and micelle size- changes also were determined under dry and wet conditions, respectively, by SEM and ZetaSizer. The abilities to uptake a model protein (BSA) in body temperature and to release it in the conditions of 37 oC and pH 1-8 were determined. The drug loading capacity (LC) and efficiency (LE) of p-NIVIm at 37 oC/pH1 were 0.231 mg pro 1.0 mg copolymer and 92.4%, respectively. The drug carrier showed a slow release pattern in the low pH value of 1 (~0.084 mg; ~35 %) and then the sudden release pattern (~0.177 mg; ~73%) at the high pH of 8. The prepared copolymer with the pH-responsive protein-entrapping and -releasing behavior at body temperature will potentially be applied to be used as a novel small intestine (and/or colon) specific drug delivery system. Part III The preparation of the ideal smart drug-delivery systems were successfully achieved by the in situ co-polymerization of a vinyl group-functionalized mesoporous silica nanoparticle (f-MSN) with 1-butyl-3-vinyl imidazolium bromide (BVIm) and N-isopropyl acrylamide (NIPAAm) monomers. The thicknessof the capping copolymer layer, poly(NIPAAm-co-BVIm) (p-NIBIm), was controlled at between 2.5 nmand 5 nm, depending on the monomers/f-MSN ratio in the reaction solution. The finally obtained smart drug-delivery systems are named as p-MSN2.5 and p-MSN5.0 (MSNs integrated by 2.5 nm and 5 nm p-NIBIm layer in thickness). The key roles of the mesoporous-silica-nanoparticle (MSN) core and the p-NIBIm shell are drug-carrying (or containing) and pore-capping, respectively, and the latter has an on/off function that operates in accordance with temperature changes. According to the swelling- or shrinking-responses of the smart capping copolymer to temperature changes between 10 oC and 40 oC, the loading and releasing patterns of the model drug cytochrome c were studied in vitro. The developed system showed interesting performances such as a cytochrome C loading profile (loading capacity for3 h = 26.3% and 19.8% for p-MSN2.5 and p-MSN5.0, respectively) at 10oC and a cytochrome C releasing profile (releasing efficiency = > 95% within 3 days and 4 days for p-MSN2.5 and p-MSN5.0, respectively) at 40 oC. The cytotoxicity of the drug delivery systems, p-MSN2.5 and p-MSN5.0 (in the concentration range of <0.125 mg/mL without drug), for human breast-cancer cells (MCF-7) cells were minimal in vitro compared with that of a blank MSN. These results may be reasonably applied in the field of specified drug delivery.

Development of exogenous germ cells by pluripotent stem cell complementation of Nanos3-null mouse blastocysts

김성진 Dankook University Graduate School 2018 국내석사

Proper development of germ cells is important for the survival of mammalian species. Nanos3 gene family has been known to be essential for germ cell development. Among those, Nonos3 gene is first expressed in primordial germ cells and maintained throughout the life cycle of germ cells. Deficiency of Nanos3 results in complete loss of germ cells in both males and females. In the present study, whether germ cell development could be rescued by complementing induced pluripotent stem cells to Nanos3-null embryos. First, Nanos3 gene was disrupted in mouse zygotes using CRISPR/Cas9 system. After the embryos developed to the blastocyst stage, mouse embryonic stem (ES) cells expressing GFP were injected into the blastocysts. The embryos were transferred to surrogate mice and the development of germ cells were analyzed in day 13.5 embryos in gestation. The injected ES cells were successfully colonized in the genital ridge of the Nanos3-null embryo. The expression of GFP was co-localized with the expression of alkaline phosphatase, suggesting rescue of germ cell development in the Nanos3-null embryo. The results of the present study demonstrates allogeneic pluripotent stem cells differentiate into primordial germ cells and colonized in the Nanos3-deficient mouse. As the results suggest, gem cells may develop in the allogeneic germ cell niche, even in Nano3-deficient hosts.

The Anti-Periodontitis Effects of Symbiotic Fermented Seaweed Extract

정유연 Graduate School Dankook University 2018 국내박사

본 논문의 연구목적은 미생물내독소(lipopolysaccharide, LPS)로 유도한 치주염 마우스 모델을 이용하여 미생물 공서배양 해조류 발효 추출물의 치주염억제효과를 검색하고 작용기전을 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 LPS로 유도한 치주염 마우스 모델을 구축하였으며 Saccharomyces cerevisiae 및 Latobacillus plantarum 균주로 공서배양한 다시마 (Laminaria japonica) 추출물(LJFE)의 경구투여 대한 치주염억제효과 및 작용기전 연구를 수행하였다. 연구결과에서 치주염 마우스모델에 LJFE 경구투여에의해 gingival tissue inflammation 및 alverolar bone loss가 효과적으로 억제됨을 발견하였으며, 백혈구세포수 및 염증성 cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6) 생성이 효과적으로 억제됨을 규명하였다. 또한, 이러한 LJFE의 항염증작용 및 치주염억제효과는 치주조직 내 염증조절단백질인 iNOS와 COX-2 발현억제와 더불어 NF-κB DNA-binding activity 억제를 통한 작용기전을 통해 나타냄을 규명하였다. 본 연구를 통해 LJFE가 미생물내독소로 인한 치주염 예방 및 치료에 우수한 후보물질임을 입증하였다.

The Effects of Carbodiimide Pretreatment on the Dentin Bond Strength

권영민 Dankook University Graduate School 2018 국내석사

본 실험에서는 카르보디이미드(EDC)의 전처리 유무 및 농도 변화가 24시간 처리군 및 5,000회 열순환처리군에 어떠한 영향을 주는지 평가하고 비교해보고자 하였다. 18개의 대구치를 이용하여 치관부를 잘라 건전한 상아질을 노출시키고 600 grit SiC sandpaper로 표준화된 도말층을 형성하였다. 도말층이 형성된 상아질 표면에 Adper Single Bond 2 adhesive를 제조사의 권고 사항에 따라 적용한 후 광중합 시행하였다. 이후 EDC를 아세톤에 희석하여 실험 용액 제작 후, 전처리 방법에 따라 다음과 같이 분류하였다: No treatment(대조군); 0.5 mol/L EDC로 60초간 전처리; 1.0 mol/L EDC로 60초간 전처리. 복합레진 축조 후 시편을 절단하여 얻어진 절단된 각 군의 시편들은 절반으로 나누어, 절반은 37℃ 증류수에 24시간 보관 후 미세인장결합강도 시험 시행하였으며, 나머지 절반은 5,000회 열순환처리 후 미세인장결합강도 시험 시행하였다. 얻어진 값들은 two way ANOVA, one way ANOVA, Tukey’s HSD post-hoc test, 그리고 independent t-test를 이용하여 95% 유의 수준에서 통계 분석 진행하였다. 미세인장결합강도 값은 열순환 처리시 1.0 mol/L EDC 처리군을 제외하고 모두 유의하게 감소하였다. 열순환처리 전 미세인장결합강도 값의 통계 분석 시, 0.5 mol/L EDC 처리군과 1.0 mol/L EDC 처리군은 no treatment 대조군과 유의한 차이를 보였다. 그러나 0.5 mol/L EDC 처리군과 1.0 mol/L EDC 처리군은 유의한 차이를 보이지 않았다. 열순환처리 후 미세인장결합강도 값의 통계 분석 시, 1.0 mol/L EDC 처리군이 나머지 두 군보다 유의하게 높은 값을 보였다. 본 연구 결과 다음과 같은 결론이 도출되었다. 1. 열순환처리는 1.0 mol/L 카르보디이미드(EDC) 전처리의 경우 아무런 영향을 주지 않았다. 2. 오직 1.0 mol/L 카르보디이미드(EDC) 전처리 시 상아질결합강도의 장기적인 안정을 보였으며, 따라서 카르보디이미드(EDC) 전처리 시 1.0 mol/L 가 더 적합한 농도로 나타났다. The purpose of this study is to evaluate and compare the in vitro effect of carbodiimide (EDC) pretreatment and its concentration changes on the immediate and aged microtensile dentin bond strengths of composite resin. Eighteen human caries-free molars were collected and the occlusal enamel were trimmed flat to expose sound dentin. Adper™ Single Bond 2 Adhesive (3M ESPE, St. Paul, MN, USA) was applied on the dentin surface according to manufacturers’ instructions and light cured. After manufacturing the experimental solutions by diluting EDC with acetone, the teeth were treated with different pretreatment methods: No treatment (control); 0.5 mol/L EDC for 60 seconds; and 1.0 mol/L EDC for 60 seconds. Composite resin was filled incrementally and light cured. The specimens were sectioned and divided into halves. One half of the specimens were stored in 37℃ distilled water for 24 hours, and another half were subjected to thermocycling for 5,000 cycles between 5℃ and 55℃. After aging procedures, the specimens were subjected to microtensile bond strength test to evaluate immediate and aged dentin bond strength. Data was analyzed using the Kolmogorov-Smirnov test, Levene’s test, two-way ANOVA, one-way ANOVA, Tukey’s HSD post-hoc test, and independent t-test with 95% significance. The microtensile bond strength values were decreased by thermocycling in all groups except 1.0 mol/L EDC group. The comparisons within groups before thermocycling revealed that the 0.5 mol/L and 1.0 mol/L EDC group showed statistically significant difference with control group. There was no statistically significant difference between 0.5 mol/L EDC group and 1.0 mol/L EDC group. The comparisons within groups after thermocycling revealed that the 1.0 mol/L EDC group showed statistically significant difference with all groups. Following conclusions can be drawn from the result 1. The thermocycling reduced the dentin bond strengths of all groups except 1.0 mol/L EDC pretreatment group. The thermocycling did not have any effect on the 1.0 mol/L EDC pretreatment group. 2. Only the 1.0 mol/L EDC pretreatment showed long-term stabilization of aged dentin bond strength, thus the 1.0 mol/L might be more effective concentration of EDC than 0.5 mol/L.

A study on the quantitative and qualitative gradient of pain experience, sleep quality and psychological distress in patients with different phenotypes of temporomandibular disorders

최희훈 Dankook University Graduate School 2018 국내박사

턱관절장애(Temporomandibular disorders, TMD)는 다양한 임상 증상을 보이는 질환으로 통증 민감도나 통증으로 인한 일상생활 제한, 심리기능 같은 여러 요인의 영향을 받는 일련의 표현형의 집합체로 볼 수 있다. 그러므로 TMD의 다양한 표현형에 대한 이해는 성공적인 치료의 필수적 전제조건이다. 본 연구는 TMD의 다양한 표현형과 통증 경험, 수면의 질, 정서적 고충 간의 관련성을 평가하고, 이들 중 근막통증을 가진 환자들과 근막통증이 아닌 다른 근육장애를 가진 환자들에서의 상기 요인들의 영향을 평가하고자 하였다. 본 연구는 지난 2년간 단국대학교 부속 치과병원 안면통증구강내과에 처음 내원한 TMD 환자를 대상으로 하였다. 환자가 내원한 첫날 간이통증목록 (Brief Pain Inventory), 만성통증척도 (Graded Chronic Pain Scale), 통증파국화척도 (Pain Catastrophizing Scale), 간이정신진단검사 (Symptom Check List-90-Resived), 피츠버그수면질척도 (Pittsburg Sleep Questionnaire Index)의 다섯 가지 자기기입식 설문 검사를 시행하여 환자의 통증 경험, 수면의 질, 정신적 고충의 정도를 평가하였다. 총 1858명의 환자가 본 연구에 포함되었는데, 여성 비율은 63.8%, 평균연령은 34.9 ± 15.9세였다. 진단에 따라 무통성 관절내장애군(TMD_ID, n=370), 관절장애군(TMD_J, n=571), 근육장애군(TMD_M, n=541) 및 근육-관절 복합군(TMD_MJ, n=376)으로 세분하였다. 또한, 근막통증의 특성을 확인하게 위해 근육장애가 있는 환자들(근육장애군과 근육-관절 복합군)을 근막통증군과 근막통증이 없는 군으로 다시 분류하였다. 여성비율은 근육-관절 복합군과 근막통증군에서 더 높았다 (P=0.001). 근육장애군과 근육-관절 복합군은 다른 군에 비해 통증 지속기간이 유의하게 길었으며 (p=0.004), 통증 경험 (P<0.001), 수면의 질 (P<0.001), 재앙적 통증사고 (P<0.001) 및 편집증적 사고를 제외한 모든 간이정신진단검사 항목 (P<0.001) 에서 유의하게 높은 수치를 보였다. 반면에 무통성 관절내장애군은 증상 기간이 가장 길었으며, 통증 경험과 수면의 질, 정신적 고충 항목에서 모두 가장 낮은 수치를 보였다. 근막통증군은 근막통증이 없는 근육장애군에 비해 현저히 높은 통증 강도 (P=0.003), 통증으로 인한 일상생활제한 (P<0.001) 및 기능 제한 (P<0.001)을 보였다. 또한 근막통증군에서 재앙적 통증사고와 대부분의 간이정신진단검사 항목의 점수가 높게 나타났고, 수면의 질은 낮았으며 통증기간은 현저히 길었다 (P<0.001). 본 연구는 TMD의 유형에 따라 통증 경험과, 수면의 질, 정신적 고충의 정도에 양적 및 질적 차이가 있음을 보여주었으며, 근육 문제 특히 근막통증을 가진 환자의 치료에 통증 경험과 수면의 질, 심리기능을 고려한 다차원적 접근이 중요하다는 것을 시사한다. 본 연구 결과는 TMD의 다양한 표현형과 여러 위험요인의 상호작용을 이해하는데 유용할 수 있으며, 표현형별 맞춤형 치료 전략의 근거가 될 수 있을 것이다. Temporomandibular disorders (TMD) is a mosaic of clinical signs and symptoms that can be viewed as a set of phenotypes that are influenced by diverse factors including pain sensitivity, pain disability, sleep and psychological functioning. Understanding of different phenotypes of TMD is an essential prerequisite of successful management. However, comparative studies on effects of influential factors between TMD subgroups were scarce in a large sample. The aims of this study were to evaluate association of pain experience, sleep quality and psychological distress with different phenotypes of TMD patients. Particularly, the effects of the above factors on TMD patients with myofascial pain (MFP) from other myogenous TMD patients (without MFP) were investigated. This retrospective study included a cohort (n = 1858; 63.8% for female, mean age = 34.9 ± 15.9 years) of patients with TMD. All participants completed a set of self-administered questionnaires concerning pain interference (Brief Pain Inventory), pain disability (Graded Chronic Pain Scale), sleep quality (Pittsburg Sleep Questionnaire Index), psychological distress (Symptom Checklist-90 revised), and pain catastrophizing (Pain Catastrophizing Scale) at the first consultation. All TMD patients were classified into four groups including TMD with internal derangement without pain (TMD_ID, n=370), TMD with joint pain (TMD_J, n=571), TMD with muscle pain (TMD_M, n=541) and TMD with muscle-joint combined pain (TMD_MJ, n=376). In addition, patients with muscle pain and muscle-joint pain were divided into MFP group and non-MFP group. Pain experience, sleep quality and psychological distress were compared between groups with MFP and non-MFP as well as 4 TMD subgroups. The female ratio was particularly high in the group with TMD_MJ and MFP group (P=0.001). The patients with muscle pain and both muscle and joint pain had longer symptom duration (P=0.004) and presented significantly higher scores in pain experience (P<0.001), sleep quality (P<0.001), pain catastrophizing (P<0.001) and psychological distress (P<0.05) except for paranoid-ideation than the groups with only joint problems. On the other hand, the group with TMD_ID presented the least pain profile. Particularly, this result was more prominent in the patients with myofascial pain. Patients with MFP showed significantly higher pain experience including pain severity (P=0.003), pain interference (P<0.001) and pain disability (P<0.001). Most psychological distress and pain catastrophizing were also significantly elevated in the patients with MFP. In addition, the sleep quality was lower and pain duration was longer in patients with MFP than in patients with non-MFP (P<0.001). The results of this study highlight the importance of multi-dimensional approach that consider pain disability, sleep quality, and psychological functioning in the management of TMD with muscle component, particularly myofascial pain. This study would contribute to a better understanding of interaction between heterogeneous TMD and multiple risk factors in order to build tailored treatment based on different phenotypes.