Mineral Trioxide Aggregate의 생체적합성에 대한 고찰

Abstract

Mineral Trioxide Aggregate (MTA)는 1990년대 치근단 역충전재로써 개발되었으며 뛰어난 밀폐 능력, 훌륭한 장기적 예후, 안정된 치수 반응, 조작의 상대적 편이성, 조직 재생을 자극하는 능력, 우수한 생체 적합성 등의 특성을 가지고 있다. 이러한 MTA의 특성들에 힘입어 치근단 역충전부터 치근 천공 수리, 생활치수 치료 및 근단 폐쇄술 등 다양한 임상 영역에서 MTA의 적용 범위는 갈수록 넓어지고 있다. MTA의 임상 적용 술식 특성상 연조직 및 경조직에 직접 접촉된다는 점을 함께 고려하면, MTA의 생체적합성(biocompatibility)은 매우 중요하게 다루어져야 하는 특성이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 MTA의 생체적합성(biocompatibility)에 대한 이전 연구들을 조사하고 in vitro 연구와 in vivo 연구로 나누어 분석하여 MTA의 생체적합성 특성을 정리하였다. MTA의 in vitro 생체적합성 연구는 주로 세포독성, 유전독성, 다양한 세포반응 등에 대하여 이루어져왔다. Salmonella Typhimurium LT-2를 사용한 Ames assay에서 MTA의 돌연변이원성은 나타나지 않았고, 다양한 세포를 이용한 모든 유전 독성 실험에서 MTA의 유전독성은 관찰되지 않았다. 그리고 MTA 자체 혹은 용출물과 함께 배양된 다양한 종류의 세포의 전자 현미경 관찰, 세포 활성도 측정, 알칼리성 인산가수 분해효소의 활성도 측정 등을 통해서 세포독성을 평가하였는데 대부분의 세포 배양 연구들에서 MTA가 세포독성이 매우 적은 재료 중 하나라는 것을 보였다. 그리고 MTA 존재 하에 세포 반응으로 다양한 종류의 cytokine들과 신호 전달 분자들의 증가가 보고되었으며, cementoconductivity, osteoconductivity와 같은 특성도 관찰되었다. MTA의 피하 이식 연구는 MTA에 대한 피하 반응이 괴사부터 석회화에 이른다는 것을 보여주었으며, 이식초기에는 중등도의 조직 반응을 보이지만 시간이 지나면서 진정되었다. 그리고 MTA의 골내 이식 실험에서는 MTA에 대한 골 반응이 피하 이식에서보다 상대적으로 가볍고 염증이 적다는 것을 보였다. 또 MTA를 이용한 치근단 역충전, 치근 천공 수리, 생활치수 치료 및 근단 폐쇄술 등에 대한 in vivo 연구들은 모두 MTA 사용 시 염증이 없고 경조직 형성과 치주조직 재생을 촉진하는 등 긍정적인 조직반응을 나타내었다. 현재까지 보고된 대부분의 in vitro 및 in vivo 결과들은 MTA가 생체적합한 물질이라는 것을 나타내고 있지만 아직은 모든 임상 분야에 대해 임상연구들이 충분하지 않으므로 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

Mineral Trioxide Aggregate (MTA) was developed in the 1990s as a root-end filling material and it has good sealing ability, ease of handling, good long term prognosis and ability to stimulate tissue regeneration. Because of these excellent physical properties, it has been used during many clinical applications such as root-end filling, apexification, direct pulp capping, repair of perforations and so on. Since it is used in direct contact with soft tissue and hard tissue, the biocompatibility of MTA is very important characteristic. In this article, previous studies regarding the biocompatibility of MTA were reviewed. In vitro biocompatibility studies of MTA materials have evaluated cytotoxicity, genotoxicity, cell response. The mutagenicity of MTA were evaluated using the Ames mutagenicity assay with Salmonella Typhimurium LT-2 strains and the results showed no mutagenicity. Moreover, none of studies with various cells have shown genotoxic effects of MTA. The cytotoxicity of MTA was evaluated in various cell culture systems and a number of investigations have shown that MTA is one of the least cytotoxic dental materials. An increase of various types of cytokines and signaling molecules has been reported in the presence of MTA in various cell culture studies. Subcutaneous reaction investigations showed a moderate response to MTA with necrosis, dystrophic calcification. Osseous reaction studies have shown relatively mild response to MTA. And various in vivo studies regarding root-end filling, apexification, direct pulp capping and repair of perforations showed favorable tissue reactions. In conclusion, studies regarding the biocompatibility of MTA in general tend to support the excellent biocompatibility of MTA. However, since clinical stuides in all of its clinical applications are insufficient yet, further long-term clinical studies are encouraged.