TiN 코팅이 전기도금한 교정용 스테인레스스틸

선재의 세포독성에 미치는 영향

최   준   규

전남대학교대학원 치의학과

(지도교수 : 박 병 주)

(초록)

교정용 스테인레스스틸 선재에 니켈 전기도금을 시행할 경우 세포독성이 있는 것으로 밝혀진 바 전기도금 후 TiN 코팅이 이를 감소시킬 수 있는지 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다.

스테인레스스틸 교정용 선재에 전기도금 방법을 이용하여 니켈 도금을 시행한 후 일부는 TiN 코팅을 시행한 반면 일부는 TiN 코팅을 하지 않은 상태에서, 세포독성이 심한 것으로 알려진 구리와 세포독성이 없는 것으로 알려진 티타늄을 포함하여 본 실험을 시행하였다. 시험선재를 배지에 넣고 72시간 배양한 후 ICP-AES 분석을 시행하여 금속 유리량을 측정하였으며, microplate에 Balb/c 3T3 mouse fibroblast를 넣고 각 선재를 배양한 배양액을 75%, 50%, 25%로 희석시켜 첨가한 후 MTT 분석을 시행하여 이를 배지만을 첨가한 경우와 흡광도를 비교하였다. 각 선재군들의 흡광도 차이와 농도에 따른 각 선재의 흡광도 변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. ICP-AES 분석 결과 TiN 코팅을 시행하지 않은 선재에서는 많은 양의 니켈이온이 유리되었으나, TiN 코팅을 시행한 선재에서는 니켈이온 유리가 나타나지 않았다.

2. 역상현미경으로 세포들을 관찰한 결과 TiN 코팅을 시행하지 않은 선재에서는 많은 세포 수 감소를 보였으나, TiN 코팅을 시행한  선재에서는 세포 수 감소를 보이지 않았다.

3. MTT 분석 결과 TiN 코팅을 시행한 선재와 티타늄은 배지만을 첨가한 경우에 비해 흡광도 차이를 보이지 않았으나, TiN 코팅을 시행하지 않은 선재와 구리는 배지만을 첨가한 경우보다 모든 농도에서 통계적으로 유의한 흡광도 감소를 보였다(p<0.001).

4. ISO 10993, part 5에 따라 TiN 코팅을 시행하지 않은 선재는“중등도 독성”그리고 구리는“강한 독성”을 보인 반면, 티타늄과 TiN 코팅을 시행한 선재는“무독성”으로 나타났다.

이상의 결과는 전기도금된 교정용 선재에 TiN 코팅을 시행하면“무독성”이 됨을 보여주는 것으로 향후 전기도금된 교정용 선재는 TiN과 같은 코팅 후 세포독성없이 임상에서 사용될 수 있음을 시사하였다.

The Effect of TiN Coating on Cytotoxicity of Electroplated Stainless Steel Orthodontic Wire

Joon-Kyu Choi

Department of Dentistry

Graduate School, Chonnam National University, Gwangju, Korea

( Directed by Professor Byung-Ju Park)

(Abstract)

This study was performed to investigate whether TiN coating could reduce the cytotoxicity of electroplated orthodontic stainless steel wire which had been known to be cytotoxic.

Nickel plating was done on stainless steel wire using a electroplating technique. Some of the electroplated wires were coated by TiN film and 4 groups of specimen were prepared(Non-coated elecroplated wire, TiN coated elctroplated wire, Titanium which was known to have no cytotoxicity,  Copper which was known to have high cytotoxicity). Each wire was incubated for 72 hours on the medium. The release of the metal ion was measured by ICP-AES. The incubated medium was diluted 75%, 50%, 25% and added on each microplate with Balb/c 3T3 mouse fibroblast for MTT analysis and compared with medium only. Through the measuring of the change in absorbency value of each wire group and the difference of absorbency value according to change of dilution, following results were obtained.

1. The results of ICP-AES analysis showed that lots of nickel ions were isolated from non-coated wires but not isolated from TiN coated wires.

2. The inverted microscope showed that there was a decrease in cell count  in non-coated wires but no significant change in TiN coated wires.

3. The results of MTT analysis showed that there was no difference in the absorbency value between TiN coated wires and medium and between titanium and medium but the absorbency value of non-coated wires and copper were lower than that of medium only at all dilution and showed statistically significant differences(p<0.001).

4. Assessment as per ISO 10993, part 5, non-coated  wires and copper investigated corresponded to“moderately cytotoxic”and“highly cytotoxic”; whereas titanium and TiN coated wires were alloted to“non-cytotoxic”.

The results of the present study indicate that the cytotoxicity of the electroplated orthodontic wire can be changed from“moderately cytotoxic” to“nontoxic”by TiN coating and electroplated wire can be used clinically without the concern of cytotoxicity.