전기자극 호침 번역(한국어 원본)Ⅱ. 재료 및 방법
1. 실험 재료
전기 자극용 호침 재료 개발을 위해 시중에 판매되는 금속 선재 중 현재 전침에 사용되는 STS 304보다 전기 전도도가 우수한 인청동(Phosphor Bronze 이하 PB)과 Ni 코팅이 표면 처리된 STS 304(이하 STS 304 Ni)의 두 가지와 전기 전도도는 상대적으로 낮으나 안정성이 우수할 것으로 추정되는 티타늄 합금(Ti-6-Al-4V)과 STS 316의 총 4개의 선재를 실험 대상으로 선정 하였다. 선재의 구매 여건에 따라 PB는 굵기 0.25 ㎜를 사용하였고 Ti-6-Al-4V은 0.2㎜ 굵기의 선재를 사용하였다. 또한 STS 304 Ni와 STS 316은 0.2, 0.25, 0.3㎜ 굵기의 선재를 사용하였다.
2. 실험 방법
(1) 생체 적합성
실험재료의 생체 적합성은 확인하기 위하여 MTT assay 와 Cytotoxicity test를 진행하였다. 각각의 실험방법은 다음과 같다.
가. MTT assay (Tetrazolium-based colorimetric assay)
(가) 시험 기준 및 방법
시험기준은 ISO 10993-5의 Cytotoxicity test를 사용하였다.
(나) 추출 조건
10㎜씩 절단한 선재를 40개씩 D-MEM 3 ml에 투입하여 37℃에서 48 시간 동안 추출하였다. 실험군 및 대조군의 배정은 다음과 같다(Table 1).
(다) 실험 방법 및 평가 기준
① 실험 방법
쥐 골아세포 (MC3T3 cell)를 D-MEM (5% FBS, penicyin-sterepto mysin첨가)으로 cell device 후 24시간 동안 배양 후 오염여부 등 배양상태를 점검 한 후 사용 하였다. 충분히 자란 HDF의 배지를 제거하고 실험군 추출 배양액과 대조군 추출 배양액을 각각 분주하여 24시간 후 formazan 결정체가 용해된 plate를 Dymatech MRX ELISA microplate reader (Dynatech laboratories, Chantilly, VA, USA)를 사용하여 540nm에서 흡광도를 3회 측정하여 그 평균값으로 세포 용해도 백분율을 계산 하였으며 기준은 음성대조군으로 무처치군을 사용하였다.
나. Stain test
(가) 시험 방법 및 평가 기준
추출조건 및 세포배양은 MTT assay 와 동일한 방법으로 실시되었다. 배양된 세포는 0.3% Crystalviolet으로 염색한 후 stereoscopic miscroscope (Leica miscrosystem DE/EZ4)으로 촬영 하여 생존율을 비교하였다.
(2) 부식 안전성
가. 부식 조건
각 종류별로 5cm의 선재를 준비하였으며 체액 조건을 고려하여 50ml의 유사체액인 Hank’s solution (Table 1)에 각각 나누어 선재를 1cm 가량 담그고 0.5mA 강도에서 연속파, 직각파, 1ms duration, 단상전류로 60분 동안 전류를 인가하였다. 전류 인가는 S88 stimulator (GRASS; USA : 0.01~0.5mA)를 사용하였다.
나. 부식 측정
부식 측정은 실체현미경(SMZ 1500, Nikon, Japan) 및 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 통해 확인 하였다. 실체현미경의 경우 색깔 및 형태의 변형을 중심으로 관찰하였으며 전자현미경의 경우 부식에 의한 표면 변형을 중심으로 관찰하였다.
3) 인장강도 및 직진도 평가
부식 안전성과 생체적합성을 바탕으로 선정된 선재를 대상으로 이송속도 및 열처리 공정 조건에 따른 진직선의 직진도를 평가 하였으며 완성된 진직선을 대상으로 인장강도를 측정하였다. 직진도의 평가는 기준선으로부터 벗어난 거리를 이격거리(Gap Length)라 하고 이를 직선 길이 방향으로 100㎜ 기준으로 휘어진 정도를 측정하였으며 인장강도는 시편에 인장하중을 가하여 그 재료가 파단 될 때의 최대 하중을 시편의 원래 단면적에서 나눈 값으로 하였다. |
전기자극 호침 번역(영어 번역본)Ⅱ. Materials and Methods
1. Experimental materials
Of the metal wires commercially available, phosphor bronze (hereafter referred to as PB) and Ni-coated STS 304 (hereafter referred to as STS 304 Ni), which have superior electrical conductivity compared to STS 304 currently used for electro acupuncture, and titanium alloy (Ti-6-Al-4V) and STS 316, which have relatively low electrical conductivity but expected to have superior stability, were selected. Due to purchasing conditions, thickness of 0.25 mm was used for PB and 0.2mm for Ti-6-Al-4V, and thicknesses of 0.2, 0.25, and 0.3mm were used for STS 304 Ni and STS 316.
2. Experimental methods
(1) Biocompatibility
MTT assay and cytotoxicity test were performed to check biocompatibility of the experimental material. Method for each experimental method is as follows.
A. MTT assay (tetrazolium-based colorimetric assay)
(A) Assay standards and methods
Cytotoxicity test of ISO 10993-5 was used as the assay standard.
(B) Extraction condition
Wires were segmented into 10mm sections, and 40 sections were added to D-MEM 3ml. Extraction was performed at 37℃ for 48 hours. Assignment of experimental and control groups are as follows (Table 1).
(C) Experimental method and evaluation standards
① Experimental methods
Mouse osteoblast (MC3T3 cell) was cell device with D-MEM (5% FBS, penicillin-streptomycin added), and cultured for 24 hours. It was inspected for contamination before use. Media of sufficiently grown HDF was removed, and media extracts of experimental group and control group were separately cultured for 24 hours. Media was then added to plate with formazan crystal. After formazan has dissolved, Dymatech MRX ELISA microplate reader (Dynatech laboratories, Chantilly, VA, USA) was used to measure absorbance at 540nm. Average of 3 measurements was used to calculate percentage of cell solubility. Result of control group was used as the negative control.
B. Stain test
(A) Experimental method and evaluation standard
Condition for extraction and cell culture was performed as in MTT assay. Cultured cells were stained with 0.3% crystal violet, and stereoscopic microscope (Leica microsystem DE/EZ4) was used to compare viability.
(2) Corrosion stability
A. Corrosion condition
5cm of wire for each type was prepared. Considering the body fluid conditions, 1cm of each wire was separately dipped into 50ml of Hank’s solution (Table 1), which is a simulated body fluid, and current was applied at 0.5mA for 60 minutes as continuous wave, step response, 1 ms duration, and single-phase current. Current was supplied by S88 stimulator (GRASS; USA : 0.01~0.5mA).
B. Measurement of corrosion
Stereoscopic microscope (SMZ 1500, Nikon, Japan) and scanning electron microscope (SEM) were used to observe corrosion. Stereoscopic microscope was used to observe change in color and shape, and SEM was used to observe change in surface due to corrosion.
3) Evaluation of tensile strength and straightness
Wires selected for corrosion stability and biocompatibility were evaluated for travel speed and straightness with respect to thermal treatment conditions, and tensile strength was calculated with respect to the evaluated straight line. For evaluation of straightness, gap length was defined as the deviation from a reference line at 100mm distance to measure extent of bending. Tensile strength was calculated by dividing the maximum tensile load before material breakdown with original cross-sectional area of the sample. |
