KR102317259B1 - A composition for accelerating orthodontic tooth movement comprising 4-hexylresorcinol - Google Patents
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Abstract
본 발명은 4-헥실레졸시놀을 유효성분으로 포함하는 교정적 치아 이동(orthodontic tooth movement) 촉진용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물을 이용함으로써, 외과적 수술 없이, 치아 교정시 치아 이동이 느려 발생하는 시간적인 문제를 효과적으로 해소할 수 있다.The present invention relates to a composition for promoting orthodontic tooth movement comprising 4-hexylresorcinol as an active ingredient. By using the composition of the present invention, it is possible to effectively solve the time problem caused by slow tooth movement during orthodontic treatment without surgical operation.
Description
본 발명은 4-헥실레졸시놀을 유효성분으로 포함하는 교정적 치아 이동(orthodontic tooth movement) 촉진용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for promoting orthodontic tooth movement comprising 4-hexylresorcinol as an active ingredient.
치아 교정 치료는 일반적으로 1 년 이상 필요하다. 치열 교정기 때문에 구강 위생을 유지하는 것은 환자에게 어려우며 충치나 치주염을 유발할 수 있다. 장기간의 치료 기간은 환자에게 만족스럽지 않다. 또한, 노인 환자의 치열 교정 치료는 뼈 형성(bone formation)과 뼈 흡수(bone resorption) 간의 불균형으로 인해 치아 이동이 지연될 수 있다.Orthodontic treatment is usually required for more than a year. Maintaining oral hygiene due to orthodontic braces is difficult for the patient and can lead to tooth decay and periodontitis. A long treatment period is not satisfactory for the patient. In addition, orthodontic treatment of elderly patients may delay tooth movement due to an imbalance between bone formation and bone resorption.
치아 이동을 가속화시키기 위한 몇 가지 시도가 이루어졌다. 부갑상선 호르몬의 적용은 파골 세포의 활동을 증가시켜 교정적 치아 이동을 가속화시킨다. 그러나 호르몬을 적용하면 내분비계가 손상되어 예기치 않은 건강 문제가 발생할 수 있다. 부신 절제술과 같은 외과적 방법이 뼈 재형성의 가속화를 유도할 수 있다. 다만, 부신 절제술은 치아 뿌리를 손상시킬 수 있으며 외과적 수술이 필요하다.Several attempts have been made to accelerate tooth movement. The application of parathyroid hormone accelerates orthodontic tooth movement by increasing the activity of osteoclasts. However, applying hormones can damage the endocrine system and lead to unexpected health problems. Surgical methods such as adrenal resection can lead to accelerated bone remodeling. However, adrenal resection can damage the root of the tooth and requires surgical operation.
4-헥실레졸시놀(4HR)은 레졸시놀릭 지질이며 화장품 및 방부제에 일반적으로 사용되어 왔다. 4-헥실레졸시놀은 이물질 거대 세포 형성(foreign body giant cell formation) 및 NF-κB 경로를 억제하는 용도로 뼈 이식재에 사용되고 있다. 또한, 4-헥실레졸시놀은 HIF-비 의존적 경로를 통해 혈관 신생을 증가시키는 것으로 알려져 있으나, 상세한 메커니즘은 불분명하다. 최근 본 연구자에 의한 발표되지 않은 연구에서 4-헥실레졸시놀이 TGF-β1의 발현을 증가시킨다는 것이 밝혀졌다. 4-헥실레졸시놀이 골이식재에 첨부되어 골 형성을 촉진한다는 것은 알려진 사실이나 NF-κB 경로를 억제한다는 사실과 형태학적으로 파골세포 (osteoclast)와 유사한 다핵세포인 이물질 거대 세포 형성의 억제로 인하여 파골세포의 기능도 억제할 것으로 추정되어 치아 교정 시술에는 사용할 수 없을 것으로 생각되어 왔다.4-Hexylresorcinol (4HR) is a resorcinolic lipid and has been commonly used in cosmetics and preservatives. 4-hexylresorcinol has been used in bone graft materials for the purpose of inhibiting foreign body giant cell formation and NF-κB pathway. In addition, 4-hexylresorcinol is known to increase angiogenesis through an HIF-independent pathway, but the detailed mechanism is unclear. Recently, in an unpublished study by this investigator, it was found that 4-hexylresorcinol increased the expression of TGF-β1. It is known that 4-hexylresorcinol is attached to bone graft materials to promote bone formation, but the fact that it inhibits the NF-κB pathway and the inhibition of the formation of foreign giant cells, which are multinucleated cells similar to osteoclasts morphologically Because of this, it is estimated that the function of osteoclasts will be inhibited, and it has been thought that it cannot be used for orthodontic procedures.
본 발명자들은 4-헥실레졸시놀이 뼈 형성과 동시에 물리적 압력에 의한 뼈 재흡수를 증가시키는 것을 확인함으로써 이를 치아 이동이 필요한 치아 교정시술에 활용할 수 있음을 확인하였다.The present inventors confirmed that 4-hexylresorcinol increased bone resorption by physical pressure at the same time as bone formation, and confirmed that it can be utilized for orthodontic procedures requiring tooth movement.
본 발명의 목적은 외과적 수술 없이, 간단한 시술을 통하여 치아 이동을 가속화시킴으로써 치아 교정 시간 및 비용을 단축시킬 수 있는 4-헥실레졸시놀을 유효성분으로 포함하는 교정적 치아 이동(orthodontic tooth movement) 촉진용 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to reduce orthodontic tooth movement (orthodontic tooth movement) containing 4-hexylresorcinol as an active ingredient, which can reduce orthodontic time and cost by accelerating tooth movement through a simple procedure without surgical operation ) to provide a composition for promotion.
부정교합과 같은 불규칙한 치열 등의 치료 목적으로 치아 교정을 수행한다. 치아 교정을 위한 교정적 치아이동(orthodontic tooth movement)에는 치조골 교체(turnover)가 수반되며 고정력에 의해 생리적인 치조골 교체가 이루어진다고 알려져 있다. 교정적 치아이동 중 치조골 교체 과정은 긴장측에서의 뼈 형성과 압박 측에서의 뼈 흡수가 반복됨으로써 이루어지며, 치아 이동 중 초기(3-5일)에는 뼈 흡수가 일어나고 그 후에는 뼈 형성이 치조골뿐만 아니라 치주 조직 전체에서 일어나는 것으로 알려져 있다. 특히 치열 교정기의 교정력에 의해 압박측에서 유발되는 뼈 흡수는 1-14일동안 지속되고 골수의 간세포로부터 유래되는 파골세포는 치아 이동시 압박측에서 발현되고 산포스파타제(acid phosphatase : ACP) 및 타르트레이트-저항성 포스파타아제(tartrate-resistant acid phosphatase :TRAP) 활성도 높게 나타나는 것으로 알려져 있다. 또한 뼈 형성과 관련되어 있는 세포들은 높은 알칼라인 포스파타제(alkalinephosphatase: ALP) 활성을 나타내며 21일까지 지속된다고 알려져 있다. Orthodontic treatment is performed for the purpose of treating irregular dentition such as malocclusion. It is known that orthodontic tooth movement for orthodontic orthodontic tooth movement accompanies alveolar bone turnover, and physiological alveolar bone replacement is performed by fixing force. The alveolar bone replacement process during orthodontic tooth movement consists of repeating bone formation on the tension side and bone resorption on the compression side. It is known to occur throughout. In particular, bone resorption induced on the compression side by the orthodontic force of the orthodontic appliance lasts for 1-14 days, and osteoclasts derived from hepatocytes in the bone marrow are expressed on the compression side during tooth movement, and acid phosphatase (ACP) and tartrate- It is also known that tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity is high. It is also known that cells involved in bone formation exhibit high alkaline phosphatase (ALP) activity and persist for up to 21 days.
본 발명자들은 4-헥실레졸시놀이 가진 효능을 연구 중에 4-헥실레졸시놀 을 처리한 부위에서 뼈 형성에 관련된 인자들의 발현이 촉진될 뿐만 아니라, 물리적 압력이 가해지는 조건에서는 반대로 뼈 흡수와 관련된 인자들의 발현을 촉진시킴을 관찰하였고, 교정이 필요한 치아 주변의 치조골에 4-헥실레졸시놀을 처리하는 경우 치아 이동 촉진 결과를 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.During the study on the efficacy of 4-hexylresorcinol, the present inventors not only promoted the expression of factors related to bone formation at the site treated with 4-hexylresorcinol, but also conversely, under the condition of applying physical pressure, bone resorption It was observed that the expression of factors related to
이에 본 발명은 4-헥실레졸시놀을 유효성분으로 포함하는 교정적 치아 이동(orthodontic tooth movement) 촉진용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a composition for promoting orthodontic tooth movement comprising 4-hexylresorcinol as an active ingredient.
또한, 본 발명은 유효한 량의 상기 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 교정적 치아 이동을 촉진시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of promoting orthodontic tooth movement comprising administering to a subject an effective amount of the composition.
본 발명의 조성물은 랫트,마우스,가축,인간 등의 포유동물에 다양한 개체에 대하여,예를 들면,경구로,또는 복강내,직장내,정맥내,근육내, 피하,자궁내 경막 또는 뇌실내(Intracerebroventricular)로 다양한 제형으로 투여될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 조성물은,각각 통상의 방법에 따라 산제,과립제,정제,캡슐제,현탁액,에멀젼, 시럽,에어로졸 등의 경구형 제형,외용제,좌제 또는 주사제 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명의 구체예에서는 치아 이동을 필요로 하는 피하 조직에 주사제 형태로 투여하였다.The composition of the present invention can be administered to a variety of subjects in mammals such as rats, mice, livestock, and humans, for example, orally, or intraperitoneally, intrarectally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, intrauterine dura mater or intraventricular (Intracerebroventricular) can be administered in various formulations. Specifically, the composition according to the present invention may be formulated in the form of powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc., oral dosage forms, external preparations, suppositories, or injections, respectively, according to a conventional method. have. In an embodiment of the present invention, it was administered in the form of an injection to the subcutaneous tissue requiring tooth movement.
본 발명의 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중,질병의 정도,약물형태,투여경로 및 기간에 따라 다르지만,당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위하여,본 발명의 조성물의 1회 투여량은 유효성분인 4-헥실레졸시놀 함량을 기준으로 70kg의 성인 남성 기준 0.01 mg/kg 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.1 mg/kg 내지 50mg/kg일 수 있다. 상기 0.01 mg/kg 미만에서는 작용이 미미하며, 100 mg/kg 초과 범위에서는 점막이나 피부 자극 등의 부작용이 발생할 수 있다.The preferred dosage of the composition of the present invention varies depending on the condition and weight of the patient, the degree of disease, the drug form, the route of administration and the duration, but may be appropriately selected by those skilled in the art. For a desirable effect, a single dose of the composition of the present invention is 0.01 mg/kg to 100 mg/kg, preferably 0.1 mg, based on a 70 kg adult male based on the content of 4-hexylresorcinol as the active ingredient. It may be /kg to 50mg/kg. If it is less than 0.01 mg/kg, the effect is insignificant, and if it exceeds 100 mg/kg, side effects such as irritation of the mucous membrane or skin may occur.
투여 시기는 1회 단발로 투여할 수도 있고,수회 나누어 투여할 수 있다.The administration period may be administered in a single shot, or may be administered in several divided doses.
4-헥실레졸시놀을 유효성분으로 포함하는 조성물을 이용함으로써, 외과적 수술 없이, 치아 교정시 치아 이동이 느려 발생하는 시간적인 문제를 효과적으로 해소할 수 있다.By using a composition containing 4-hexylresorcinol as an active ingredient, it is possible to effectively solve a time problem caused by slow tooth movement during orthodontic treatment without surgical operation.
도 1은 Saos-2 세포에 4-헥실레졸시놀의 처리시 뼈 형성 마커의 발현변화를 시간별, 처리 농도별로 비교한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 대조군, 그룹 A 및 그룹 B의 각각의 랫트에 시술된 치아 교정기를 나타난 것이다.
도 3은 대조군, 음성 대조군, 그룹 A 및 그룹 B의 각각의 랫트의 혈액 내에 뼈 회전률 관련 마커(오스테오칼신, CTX 및 TRACP-5b)의 발현 수준을 비교한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 대조군, 그룹 A 및 그룹 B의 치아 교정이 완료된 시점에서 미세전산화 단층 촬영 소견 및 하악 제1대구치 원심 치근의 원심면 치조골 수준을 치근 길이와의 비율로 얻어진 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 하악 샘플에 대하여 헤마톡실린 및 에오신 염색법과 면역화학염색법을 수행하여 BMP-2(골형성을 촉진하는 단백질) 및 RANKL(파골세포의 표지자)의 발현 정도를 확인한 결과를 나타낸 것이다. 1 shows the results of comparing the expression changes of bone formation markers by time and treatment concentration in Saos-2 cells treated with 4-hexylresorcinol.
Figure 2 shows the orthodontic braces applied to each rat of the control group, group A and group B.
Figure 3 shows the results of comparing the expression levels of bone turnover-related markers (osteocalcin, CTX and TRACP-5b) in the blood of each rat of the control group, negative control group, group A and group B.
4 shows the results obtained in the ratio of root length to microcomputerized tomography findings and distal alveolar level of the distal root of the mandibular first molar at the time when orthodontic treatment of the control group, group A and group B is completed.
5 shows the results of confirming the expression levels of BMP-2 (protein that promotes bone formation) and RANKL (marker of osteoclasts) by performing hematoxylin and eosin staining and immunochemical staining on mandibular samples.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the specific content.
<실험예> 실험 재료 및 실험 방법<Experimental example> Experimental materials and methods
1. 세포 실험1. Cell Experiments
Saos-2 세포 (한국 세포주 은행 No.30085)를 10% 소 태아 혈청 (Euroclone, 영국), 50 U/mL의 페니실린 G, 50 μg/mL의 스트렙토마이신 설페이트, 2 g/L 탄산 나트륨 및 0.11 g/L 피루브산 나트륨으로 보충된 RPMI 1640에 현탁시켰다. 4-헥실레졸시놀은 Sigma-Aldrich (미국 미주리 주 세인트루이스)에서 구입하였다.Saos-2 cells (Korea Cell Line Bank No.30085) were mixed with 10% fetal bovine serum (Euroclone, UK), 50 U/mL penicillin G, 50 µg/mL streptomycin sulfate, 2 g/L sodium carbonate, and 0.11 g Suspended in RPMI 1640 supplemented with /L sodium pyruvate. 4-Hexylresorcinol was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA).
2. 웨스턴 블랏 실험2. Western Blot Experiment
알칼리성 포스파타제(alkaline phosphatase), 오스테오칼신(osteocalcin), 오스테오폰틴(osteopontin), I 형 콜라겐(type I collagen) 및 runx2 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA)의 단백질 발현 수준을 분석하기 위해, SAOS 세포를 1, 10 및 100 μM의 4-헥실레졸시놀로 처리하였다. 대조군은 용매만 처리된 세포를 사용하였다. 처리 후 2, 8 및 24 시간에 단백질을 수집하였다. 수집 된 단백질들을 소듐 도데실 설페이트 완충액과 혼합하고 가열하여 분리시켰다. 분리된 단백질들을 10 % 폴리아크릴아미드 겔에서 전기 영동시켰다. 겔을 폴리 비닐리덴 디플루오라이드 막으로 옮겼다. 차단 후, 막에 1차 항체 (희석 비율 = 1 : 500)를 조사하였다. 블랏을 ChemiDoc XRS 시스템 (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)을 사용하여 이미지화하고 정량화하였다.To analyze the protein expression level of alkaline phosphatase, osteocalcin, osteopontin, type I collagen and runx2 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), SAOS cells were treated with 1, 10 and 100 μM of 4-hexylresorcinol. As a control group, cells treated with solvent alone were used. Proteins were collected at 2, 8 and 24 hours after treatment. The collected proteins were separated by mixing with sodium dodecyl sulfate buffer and heating. The isolated proteins were electrophoresed on a 10% polyacrylamide gel. The gel was transferred to a polyvinylidene difluoride membrane. After blocking, the membrane was irradiated with primary antibody (dilution ratio = 1:500). Blots were imaged and quantified using a ChemiDoc XRS system (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA).
3. 동물 실험 3. Animal Experiments
6주령의 Crl:CD (Sprague-Dawley) 특이 병원체 비 함유(SPF)/바이러스 성 항체 비함유(VAF) 교배된 암컷 랫트 (Orientbio Inc., Sungnam, Korea)를 연구에 사용하였다. 모든 절차는 강릉 원주 대학교 동물 연구(GWNU-2019-17)에 의해 승인된 실험실 동물 관리에 대한 지침에 따라 수행되었다. 30 마리 (케이지 당 2 ~ 3 마리) 랫트를 수용하고 먹이를 주었다. 모든 랫트는 실험 전에 적응을 위해 일주일 동안 사육하였다. 각각의 랫트는 난소 양쪽에 난소 절제술을 시행하였고 수술 후 2 주 동안 휴식을 취했다. 난소는 에스트로겐을 주로 생산하는 기관이다. 따라서 수술 후 2주에 혈액 샘플을 검사함으로써 변화된 혈액 내 에스트로겐 수준을 확인하여 난소 절제술의 성공 여부를 확인하였다. Six-week-old Crl:CD (Sprague-Dawley)-specific pathogen-free (SPF)/viral antibody-free (VAF) mated female rats (Orientbio Inc., Sungnam, Korea) were used for the study. All procedures were performed in accordance with the guidelines for laboratory animal care approved by Gangneung-Wonju University Animal Research (GWNU-2019-17). 30 (2-3 per cage) rats were housed and fed. All rats were housed for one week for acclimatization before the experiment. Each rat underwent oophorectomy on both sides of the ovaries and rested for 2 weeks after surgery. The ovaries are the main producers of estrogen. Therefore, by examining blood samples 2 weeks after surgery, the changed level of estrogen in the blood was confirmed to confirm the success of ovariectomy.
난소가 절제된 랫트를 10 마리씩 각각 3 개의 그룹으로 나누었다. 각 랫트에 도 2에 도시된 바와 같이 치아 교정기구를 시술하였다. 용매만 처리한 랫트 그룹을 대조군으로, 저용량 및 고용량의 4-헥실레졸시놀을 처리한 랫트를 2개의 그룹으로 그룹화하였다. 피하 주사 부위는 등의 피부 아래로 정하여 이루어졌다. 저용량 그룹의 랫트(그룹 A)에 매주 피하 주사를 통해 1.28 mg/kg의 4-헥실레졸시놀을 투여하였다. 고용량 그룹의 랫트(그룹 B)에 매주 피하 주사를 통해 128 mg/kg의 4-헥실레졸시놀을 투여하였다. 제 1 대구치의 근심면(M1)과 절치의 원심면(I) 사이의 거리를 버니어캘리퍼를 사용하여 매주 측정하였다. 치아 이동의 정도는 0 일과 비교하여 각각의 관찰에서 변경된 거리로 정의되었다. M2와 M3 사이의 최종 거리는 SigmaScan Pro 5 (SPSS Inc. Chicago, IL)에 의한 방사선도를 사용하여 측정되었다. The ovarian resected rats were divided into 3 groups of 10 rats each. Each rat was treated with an orthodontic appliance as shown in FIG. 2 . The rat group treated with solvent alone was grouped into two groups, and the rats treated with 4-hexylresorcinol at low and high doses were grouped as a control group. The subcutaneous injection site was established under the skin of the back. Rats in the low-dose group (Group A) were administered 1.28 mg/kg of 4-hexylresorcinol via weekly subcutaneous injection. The rats in the high-dose group (Group B) were administered 128 mg/kg of 4-hexylresorcinol via weekly subcutaneous injection. The distance between the mesial surface (M1) of the first molar and the distal surface (I) of the incisor was measured weekly using a vernier caliper. The degree of tooth movement was defined as the distance changed at each observation compared to day 0. The final distance between M2 and M3 was measured using radiography with a SigmaScan Pro 5 (SPSS Inc. Chicago, IL).
최종 주사 2 시간 후, 혈액을 채취한 후 모든 랫트를 희생시켰다. 난소 절제술이 성공적으로 이루어졌는지 확인하기 위하여 난소 절제술을 받지 않은 동물 (n = 5)을 혈액 샘플 분석에 포함시키고 음성 대조군으로 사용하였다. 혈액 내 오스테오칼신 (CAT # : E-EL-R1456), CTX (CAT # : E-EL-R0243) 및 TRACP-5b (CAT # : E-EL-R0628) 측정 키트는 Elabscience에서 구입하엿다. ELISA 또는 CLIA 분석을 위해, 전혈 샘플을 원심 분리하고 혈장을 수집하였다. 혈장을 1 : 1 부피비로 단백질 용해 완충액과 혼합하였다. 이들 혼합물을 ELISA 분석에 사용하였다. 후속 절차는 제조업체의 프로토콜에 따라 수행하였다. 하악에 대한 생검을 수행하여 조직학적 및 분자생물학적 분석을 수행하였다.Two hours after the last injection, blood was drawn and all rats were sacrificed. To confirm that ovariectomy was successful, animals that had not undergone ovariectomy (n = 5) were included in the blood sample analysis and used as negative controls. Blood osteocalcin (CAT #: E-EL-R1456), CTX (CAT #: E-EL-R0243) and TRACP-5b (CAT #: E-EL-R0628) measurement kits were purchased from Elabscience. For ELISA or CLIA analysis, whole blood samples were centrifuged and plasma was collected. Plasma was mixed with protein lysis buffer in a 1:1 volume ratio. These mixtures were used for ELISA analysis. Subsequent procedures were performed according to the manufacturer's protocol. A biopsy of the mandible was performed to perform histological and molecular analysis.
4. 미세전산화단층 촬영 및 치조골 수준 평가 4. Microcomputerized tomography and evaluation of alveolar bone level
얻어진 하악 샘플을 미세전산화단층 촬영 의뢰하여 촬영을 시행하였고, 이를 이용하여 3차원 이미지를 얻었다. 급격한 치아 이동이 있는 경우 치조골 소실이 있을 수 있으므로, 제1대구치의 원심 치근의 치근 길이와 인접 치조골의 길이를 각각 측정하여 치근의 길이를 분모로 하고 치조골의 길이를 분자로 하여 비율을 계산하였다.The obtained mandibular sample was commissioned for microcomputed tomography, and a three-dimensional image was obtained using this. Since there may be loss of alveolar bone in case of rapid tooth movement, the length of the root of the distal root of the first molar and the length of the adjacent alveolar bone were measured respectively, and the ratio was calculated using the length of the root as the denominator and the length of the alveolar bone as the numerator.
5. 조직학적 분석 및 면역화학염색 분석 5. Histological analysis and immunochemical staining analysis
미세전산화 단층 촬영을 마친 시편은 탈회 과정을 거쳐서 파라핀에 포매하였다. 샘플을 10 μm의 두께로 자른 다음에 헤마톡실린 및 에오신 염색법과 면역화학염색법을 시행하였다. 면역화학염색법에 사용된 항체는 BMP-2와 RANKL을 사용하였다. BMP-2는 골형성을 촉진하는 단백질이고 조골세포와 대식세포에서 발견될 것이고 RANKL은 파골세포의 표지자로서 뼈 흡수가 활발히 일어나는 곳에서 발견될 것으로 사료된다.After microcomputerized tomography, the specimens were decalcified and embedded in paraffin. After cutting the sample to a thickness of 10 μm, hematoxylin and eosin staining methods and immunochemical staining were performed. Antibodies used for immunochemical staining were BMP-2 and RANKL. BMP-2 is a protein that promotes bone formation and is found in osteoblasts and macrophages, and RANKL as a marker of osteoclasts is thought to be found where bone resorption is actively occurring.
<실시예> 실험 결과<Example> Experimental results
1. Saos-2 세포에서 4-헥실레졸시놀 적용으로 골 형성 마커 증가 확인1. Confirmation of increase in bone formation markers by application of 4-hexylresorcinol in Saos-2 cells
상기 실험예에 따라서 Saos-2 세포에서 4-헥실레졸시놀의 처리에 따른 뼈 형성 단백질 마커의 발현을 웨스턴 블랏팅을 통하여 확인하였다.According to the above experimental example, the expression of bone-forming protein markers according to the treatment of 4-hexylresorcinol in Saos-2 cells was confirmed through Western blotting.
그 결과, 도 1 과 같이, Saos-2 세포에 4-헥실레졸시놀의 처리를 통하여 뼈 형성 마커의 발현이 증가됨을 확인하였다. 구체적으로, 뼈 형성과 간련된 마커로 대표적인 알칼리성 포스파타제(alkaline phosphatase, AP), 오스테오칼신(osteocalcin, OC), 오스테오폰틴(osteopontin, OP), I 형 콜라겐(type I collagen) 및 runx2 의 발현 수준은 4-헥실졸시놀 투여 후 증가되었으며, 발현 수준은 용량 (1-100 μM) 및 시간(2-24h) 의존적으로 증가하였다.. 특히 OC와 OP는 4-헥실졸시놀 투여에 의해 크게 증가하였다.As a result, as shown in FIG. 1 , it was confirmed that the expression of bone formation markers was increased through the treatment of 4-hexylresorcinol in Saos-2 cells. Specifically, the expression levels of representative alkaline phosphatase (AP), osteocalcin (OC), osteopontin (OP), type I collagen and runx2 as markers related to bone formation were After administration of 4-hexylzolcinol, the expression level increased in a dose (1-100 μM) and time (2-24 h)-dependent manner. In particular, OC and OP were significantly increased by administration of 4-hexylzolcinol. did.
2. 4-헥실레졸시놀의 적용에 의한 치아 이동 촉진 확인2. Confirmation of tooth movement promotion by application of 4-hexylresorcinol
도 2와 같이, 각 그룹의 랫트에 치아 교정기를 시술한 후 4-헥실레졸시놀을 투여한 경우에 실제 치아의 이동 속도를 이동 거리를 측정함으로써 확인하였다(실험예의 동물 실험 부분 참조).As shown in FIG. 2 , when 4-hexylresorcinol was administered after dental braces were applied to the rats of each group, the actual tooth movement speed was confirmed by measuring the movement distance (refer to the animal experiment part of the experimental example).
그 결과, 1 주에서의 치아 이동 거리가 대조군, 그룹 A 및 그룹 B에서 각각 0.24±0.84 mm, 0.92±1.00 mm 및 0.89±0.61 mm 이었다. 그룹 간의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 2 주에서의 치아 이동 거리는 대조군, 그룹 A 및 그룹 B에서 각각 1.98±1.12 mm, 2.63±0.68 mm 및 2.90±0.42 mm으로 그룹 간의 차이가 통계적으로 유의하게 나타났다 (P = 0.043). 사후 테스트에서 대조군과 그룹 B의 차이도 통계적으로 유의하게 나타났다 (P = 0.046).As a result, the tooth movement distances at 1 week were 0.24±0.84 mm, 0.92±1.00 mm, and 0.89±0.61 mm in the control group, group A and group B, respectively. Differences between groups were not statistically significant. The tooth movement distance at 2 weeks was 1.98±1.12 mm, 2.63±0.68 mm, and 2.90±0.42 mm in the control group, group A and group B, respectively, indicating a statistically significant difference between groups (P = 0.043). In the post-hoc test, the difference between the control group and group B was also statistically significant (P = 0.046).
*P<0.05, comparison between the experimental groups and control group at each time point. The value was mean ±SD.*P<0.05, comparison between the experimental groups and control group at each time point. The value was mean ± SD.
M2와 M3 사이의 간격도 각각 대조군, 그룹 A 및 그룹 B에서 0.22±0.19 mm, 0.44±0.23 mm 및 0.51±0.21 mm으로 그룹 간 차이는 통계적으로 유의했다 (P = 0.011). 사후 테스트에서 대조군과 그룹 A 및 그룹 B의 차이는 통계적으로 유의했다 (P = 0.012). The gaps between M2 and M3 were 0.22±0.19 mm, 0.44±0.23 mm, and 0.51±0.21 mm in the control group, group A and group B, respectively, and the difference between groups was statistically significant (P = 0.011). In the post-hoc test, the difference between the control group and groups A and B was statistically significant (P = 0.012).
3. 혈액 내 뼈 회전율(bone turnover) 마커의 변화 확인3. Check for changes in markers of bone turnover in the blood
음성 대조군(NC) 그룹은 난소 절제술을 받지 않았다. 난소 절제술은 뼈 회전율 마커에서 상당한 변화를 보여주었다. 그룹 간 OC 수준은 통계적으로 유의 한 차이를 나타냈다 (P <0.001). NC 그룹과 비교할 때, 대조군, 그룹 A 및 그룹 B는 상당히 높은 수준의 OC를 나타냈다 (각각 대조군, 그룹 A 및 그룹 B에 대해 P = 0.004, <0.001 및 0.001). 흥미롭게도, 그룹 A는 대조군보다 OC의 수준이 상당히 높았다 (P = 0.029).The negative control (NC) group did not undergo ovariectomy. Ovariectomy showed significant changes in bone turnover markers. OC levels between groups showed statistically significant differences (P < 0.001). Compared with the NC groups, the control group, group A and group B showed significantly higher levels of OC (P=0.004, <0.001 and 0.001 for control group, group A and group B, respectively). Interestingly, group A had significantly higher levels of OC than the control group (P = 0.029).
CTX는 1형 교원섬유가 분해될 때 나오는 단백질 조각이고 뼈의 기질 단백질의 주성분이 1형 교원섬유이기 때문에 뼈 흡수 정도를 나타내는 간접적인 지표가 될 수 있다. 다만 골형성이 흡수보다 상대적으로 우세하게 나타나는 경우 활발한 뼈 흡수에도 불구하고 값이 감소될 수 있다. 이에 비하여 TRACP-5p는 파골세포의 활성을 나타내는 독립적이고 직접적인 지표이다. 4-헥실레졸시놀의 투여를 통한 뼈 흡수 마커로 알려져 있는 CTX와 TRACP-5p의 혈액 내 발현 수준의 변화를 확인하였다. CTX is a protein fragment produced when
그 결과, 그룹 간 CTX 및 TRACP-5p 수준은 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다 (각각 P = 0.010 및 0.002). 사후 시험에서, 그룹 B의 CTX 수준은 대조군의 수준보다 유의하게 낮았다 (P = 0.007). 이는 뼈 생성과 뼈 흡수의 균형에서 4-헥실레졸시놀의 투여한 군에서 뼈 생성이 더 우세하게 나타난다는 것을 알 수 있다. 하지만 이것만으로는 치아를 이동시킬 수 없는 데, TRACP-5p 수준의 경우, 그룹 A와 그룹 B 모두 NC 그룹보다 유의하게 더 높은 값을 나타냈다 (각각 P = 0.003 및 0.009). (도 3) 따라서 4-헥실레졸시놀의 투여한 군에서 파골세포의 활성이 이루어짐을 알 수 있다.As a result, CTX and TRACP-5p levels between groups showed statistically significant differences (P = 0.010 and 0.002, respectively). In a post-hoc test, the CTX level of group B was significantly lower than that of the control group (P = 0.007). It can be seen that in the balance between bone formation and bone resorption, bone formation appears more predominantly in the group administered with 4-hexylresorcinol. However, this alone cannot move the teeth. In the case of TRACP-5p level, both group A and group B showed significantly higher values than the NC group (P = 0.003 and 0.009, respectively). (FIG. 3) Therefore, it can be seen that osteoclast activity is achieved in the group administered with 4-hexylresorcinol.
이에 따라, 4-헥실레졸시놀의 투여는 뼈 형성 및 뼈 흡수를 동시에 촉진시킴으로써 교정적 치아 이동을 가속화 시키는 것으로 예측할 수 있었다.Accordingly, administration of 4-hexylresorcinol could be predicted to accelerate orthodontic tooth movement by simultaneously promoting bone formation and bone resorption.
4. 미세전산화단층 소견 및 치조골 수준 평가4. Microcomputerized tomography findings and alveolar bone level evaluation
3차원으로 재구성한 미세전산화 단층촬영 소견을 보면 4-헥실레졸시놀의 투여한 군에서 제1대구치와 제2대구치 사이에 치아 이동에 의한 명확한 틈을 확인할 수 있다. (도 4)According to the 3-dimensionally reconstructed microcomputerized tomography findings, in the group administered with 4-hexylresorcinol, a clear gap due to tooth movement between the first and second molars was confirmed. (Fig. 4)
치근 대비 치조골 길이 비율을 보면 대조군의 경우 0.65 ± 0.17, Group수 정도A의 경우 0.64 ± 0.10, Group B의 경우 0.63 ± 0.15로 치아 이동이 많을 수록 값이 다소 감소되는 경향을 보이기는 하나 세 군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다 (P>0.05). 따라서 치아 이동이 많은 Group B에서도 치조골의 형성이 치아 이동이 느린 대조군 만큼 빠르게 이루어짐을 알 수 있다.The ratio of alveolar bone length to root is 0.65 ± 0.17 for the control group, 0.64 ± 0.10 for group A, and 0.63 ± 0.15 for group B. There was no statistically significant difference (P>0.05). Therefore, it can be seen that the formation of alveolar bone is as fast as the control group with slow tooth movement even in Group B, which has a lot of tooth movement.
5. 조직학적 소견5. Histological findings
조직학적 소견 상 빠른 치아 이동에 따른 치근 흡수는 Group A와 B에서 거의 관찰되지 않는다. (도 5)According to histological findings, root resorption due to rapid tooth movement was hardly observed in Groups A and B. (Fig. 5)
또한 BMP-2와 RANKL이 대조군에 비하여 Group A와 B에서 높게 발현되고 있다.In addition, BMP-2 and RANKL were highly expressed in Groups A and B compared to the control group.
Claims (3)
A composition for promoting orthodontic tooth movement comprising 4-hexylresorcinol as an active ingredient.
The composition for promoting orthodontic tooth movement according to claim 1, wherein the 4-hexylresorcinol activates bone resorption by physical pressure.
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KR101178939B1 (en) | 2009-11-06 | 2012-09-03 | 이용찬 | Dental Bone Graft Comprising 4-Hexylresorcinol and Implant Coating with the Same |
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