Effect of Type I Collagen on Hydroxyapatite and Tricalcium Phosphate Mixtures in Rat Calvarial Bony Dfects
백서의 두개결손부에서 수산화이화석 및 인산칼슘을 이용한 제 1 형 콜라겐의 효과에 대한 연구
- 주제(키워드) Bone graft , BMP , Hydroxyapatite (Ca_(10)[PO_(4)]_(6)[OH]_(2)) , Tricalcium phosphate (Ca-(3)[PO-(4)]_(2)) , Type I collagen , VEGF , vWF , 골이식 , 수산화인회석 , 인산칼슘 , 제 1 형 콜라겐
- 발행기관 강릉대학교 대학원
- 지도교수 김성민
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 치의학과
- 세부전공 구강악안면외과학 전공
- 원문페이지 24 p.
- 본문언어 영어
초록/요약
구강악안면부의 골결손은 흔히 발생하는 문제 중의 하나로서, 이에 대한 처치로 자가골이나 동종골, 또는 여러가지 합성골 등을 사용해 왔다. 이 연구의 목적은 백서의 두개 결손부에서 무기질인 수산화인회석과 인산삼칼슘의 조성을 달리하고 유기질인 제 1 형 콜라겐을 이용하여 골견손부에 이식하였을 때 새로운 골의 형성과 치유과정을 평가하는 것이다. . 8 주일된 20 마리의 백서를 대조군을 포함한 10 개의 군으로 나누어 백서의 두개부 양측에 5mm 크기의 골결손부를 형성하고 각각의 군에 수산화인회석과 인산삼칼슘의 조성을 100:0, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 0:100 으로 달리하고 골견손부의 한쪽에는 콜라젠을 혼합하고 다른 한쪽에는 콜라겐을 혼합하지 않고 이식하였다. 이후 4 주, 8 주에 각각 백서를 희생하여 방사선학적 분석, 조직학적 분석, 원소 분석 및 미네랄 분석을 시행하였다. 그 결과, 방사선학적 소견을 살펴보면 4 주 및 8 주에서 수산화인회석의 비율이 증가할수록 방사선 불투과성이 증가하는 것으로 관찰되었고 특히 8 주된 수산화인회석 100%의 비율에 제 1 형 콜라겐이 첨가된 군에서 방사선 불투과성이 크게 관찰되었다. 조직학적 소견으로 4 주된 골견손부에 골이식을 시행하지 않은 군에서는 골이 형성되지 않은 모습을 보였고, 8 주된 골견손부에서는 제 1 형 콜라겐을 첨가한 군에서 결손부의 가장자리에서부터 골이 형성되며 골의 연속성을 유지하고 있었다. 면역조직화학적 소견으로 비록 BMP-2, -4 와 VEGF 에서는 유의할 만한 차이가 나타나지 않았으나 vWF 는 8 주된 백서에서 수산화인회석의 비율이 높고 제 1 형 콜라젠이 포함된 군에서 강하게 발현되는 것을 관찰할 수 있었다. 미네랄 분석을 통한 칼슘원소분석에서는 유의할 만한 차이는 관찰되지 않았다. 기존의 많은 골이식 대체 물질은 무기질로 이루어진 것이 대부분이었다. 이 연구에서는 무기질인 수산화인회석과 인산칼슘에 유기질인 제 1 형 콜라겐을 첨가함으로써 보다 개선된 골치유 양상을 관찰할 수 있었다. 그러므로 이러한 무기질과 유기질의 혼합으로 구성된 골대체 물질이 저장과 공급이 원활히 이루어진다면 치과계에서 유용한 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.
more초록/요약
To repair bone defects in the oral and maxillofacial field, bone grafts including autografts, allografts, and artificial bone are used in clinical dentistry despite several disadvantages. The purpose of this study was to evaluate new bone formation and healing in rat calvarial bone defects using hydroxyapatite (HA, Ca10[PO4]6[OH]2, Bongros?, Bio@ Co., KOREA) and tricalcium phosphate (β-TCP, Ca3[PO4]2, Sigma-Aldrich Co., USA) mixed at various ratios. Additionally, this study evaluated the effects of type I collagen (Rat tail, BD Biosciences Co., Sweden) as a basement membrane organic matrix. A total of twenty, 8-week-old, male Sprague-Dawley rats, weighing 250- 300g, were divided equally into a control group (n=2) and nine experimental groups (n=2, each). Bilateral, standardized transosseous circular calvarial defects, 5.0 mm in diameter, were created. In each experimental group, the defect was filled with HA and TCP at a ratio of 100:0, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, and 0:100 with or without type I collagen. Rats were sacrificed 4 and 8 weeks post-op for radiographic (standardized plain film, Kodak Co., USA), histomorphologic (H&E [Hematoxylin and Eosin], MT [Masson Trichrome]), immunohistochemical staining (for BMP-2, -4, VEGF, and vWF), and elementary analysis (Atomic absorption spectrophotometer, Perkin Elmer AAnalyst 100?). As the HA proportion increased, denser radiopacity was seen in most groups at 4 and 8 weeks. In general radiopacity in type I collagen groups was greater than the non-collagen groups, especially in the 100% HA group at 8 weeks. No new bone formation was seen in calvarial defects in any group at 4 weeks. Bridging bone formation from the defect margin was marked at 8 weeks in most type I collagen groups. Although immunohistochemical findings with BMP-2, -4, and VEGF were not significantly different, marked vWF immunoreactivity was present. vWF staining was especially strong in endothelial cells in newly formed bone margins in the 100:0, 80:20, and 70:30 ratio type I collagen groups at 8 weeks. The calcium compositions from the elementary analysis were not statistically significant. Many types of artificial bone have been used as bone graft materials, but most of them can only be applied as an inorganic material. This study confirmed improved bony regeneration by adding organic type I collagen to inorganic HA and TCP mixtures. Therefore, these new artificial bone graft materials, which are under strict storage and distribution systems, will be suggested to be available to clinical dentistry demands.
more목차
I. Introduction = 1
II. Materials and methods = 4
1. Experimental design = 4
2. Surgical protocol = 4
3. Test groups = 5
4. Clinical and radiographic evaluation = 8
5. Histological and immunohistochemical evaluation = 8
6. Elementary analysis = 9
III. Results = 11
1. Clinical and Radiographic Evaluation = 11
2. Histologic Evaluation = 11
3. Elementary analysis = 12
IV. Discussion = 13
V. Conclusion = 20
References = 21
Figure legends = 25
Figures = 29
Abstract in Korean = 34
