Standardization of diabetic rabbit model for evaluation of bone regeneration
골 재생 평가를 위한 당뇨병 토끼 모델 표준화
- 주제(키워드) 도움말 diabetes mellitus , animal experimentation , bone regeneration , alloxan
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 이재관
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 치의학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000009232
- 본문언어 영어
초록/요약 도움말
연구 목적 이 연구의 목적은 당뇨병 실험 토끼 모델에서 당뇨 유병 기간과 골 치유 양상의 관계를 평가함으로써 치과용 생체재료의 골 재생 평가의 기초를 제공할 수 있는 표준화된 당뇨병 토끼 모델을 확립하고자 함이다. 연구 방법 24 마리의 뉴질랜드 가토를 4개 군으로 분류하였다. 당뇨를 유발하기 위해 100 mg/kg의 alloxan monohydrate (ALX)를 실험 토끼에 주입한 후, 약물 주입 1주일 후 공복 시 혈당 수치가 200 mg/dL 이상인 경우 당뇨병 토끼로 정의하였다. 당뇨가 골 재생에 미치는 영향을 평가하기 위해 1군, 2군, 3군에서는 당뇨 유발 각각 1주, 2주, 4주 후에 골혈을 형성했으며, 대조군에서는 당뇨 유발 없이 골혈을 형성하여 골 재생 능력의 변화를 관찰하였다. 골혈은 두개골에 5 mm 직경의 원형으로 형성했다. Cone-beam computed tomography (CBCT)를 골혈 형성 당일, 2주, 4주 후에 각각 촬영했으며, 골혈 치유 양상 확인을 위해 grey level units (GLU)을 측정했다. 마지막 CBCT 촬영 후, 토끼를 희생해 전두골과 두정골의 조직학적 분석을 시행해 신생골 형성을 평가 했으며, 면역형광분석으로 receptor activator of NF-κB ligand (RANKL)와 osteoprotegerin (OPG)의 양상을 확인하였다. RANKL과 OPG의 정량화를 위해 상대적 광학 농도(ROD)를 측정했다. GLU의 통계 분석을 위해 반복 측정 분산 분석을 사용하였다. 연구 결과 약물을 투여한 22마리의 토끼 중 11마리가 당뇨 유발 과정에서 사망했고, 5마리는 혈당 증가가 나타나지 않았다. 최종적으로 6마리를 3개의 실험군에 배정해, 1군, 2군, 3군, 대조군에 각각 2마리씩의 토끼가 배정되었다. 당뇨를 유발한 날 평균 공복 시 혈당은 149.63 ± 19.38 mg/dL였으며, 당뇨 유발 4주 후 평균 공복 시 혈당은 554.75 ± 29.94 mg/dL로 나타났다. 증가된 혈당은 실험 기간 내에 잘 유지되었다. GLU의 변화는 대조군에서 1군, 2군, 3군에 비해 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 3차원 재건 영상에서 대조군은 1군, 2군, 3군에 비해 상대적으로 더 빠르고 더 뛰어난 골 재생을 보였다. H&E 염색과 Masson trichrome 염색에서 대조군은 두드러진 골 재생이 나타났으나, 1군, 2군, 3군에서는 골 재생이 거의 나타나지 않았다. 면역형광분석에서 RANKL과 OPG는 군 간에 유사한 양상을 나타냈다. RANKL과 OPG의 ROD는 그룹 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 결론 이 실험의 결과에 비추어볼 때, ALX 100 mg/kg은 토끼에서 당뇨를 유발하기 위해 수용할 만한 용량으로 보이며, 이렇게 유도된 당뇨 토끼 모델의 경우 당뇨 유발 1주일 후부터 골 재생력 감소가 관찰되었다. 당뇨 토끼 모델의 골재생력 감소는 파골세포의 활성으로 인한 것은 아닌 것으로 생각되며, 앞으로 더 큰 표본 수와 골 재생력 감소 기전을 밝힐 수 있는 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
more초록/요약 도움말
Background We examined effect of diabetes mellitus (DM) duration on bone regeneration in rabbits and established an optimal protocol for evaluating the bone healing capacity in diabetic animals. Materials and methods New Zealand white rabbits were divided into 4 groups with 2 animals each. In Group 1, 2, and 3, circular defects were introduced in calvaria 1, 2, and 4 weeks after DM induction by 100 mg/kg alloxan monohydrate (ALX), respectively. In the control group, bone defects were made, but DM was not induced. Cone-beam computed tomography (CBCT) was performed on the day of surgery and 2 and 4 weeks after surgery. After the rabbits were sacrificed, their frontal and parietal bones were retrieved and processed for histological analysis. Immunofluorescence analysis was performed to evaluate receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG). For quantification, relative optical density (ROD) was measured. For statistical analysis of GLU, repeated measure analysis of variance was utilized. Results The diabetic state of all diabetic rabbits was well-maintained throughout the experiment. Reconstructed 3D imaging in CBCT showed more rapid and prominent bone regeneration in the control group compared to that in the experimental groups. Histological staining showed notable bone regeneration in the control group in contrast to scarce bone formation in the experimental groups. The appearance and immunoreactivity of RANKL and OPG didn’t show notable difference among the groups. ROD of RANKL and OPG did not noticeably differ among the groups. Conclusions ALX administration at 100 mg/kg successfully induced experimental DM in rabbits. The effect of DM in bone healing was evident when the interval between DM induction and intervention was ≥ 1 week. Furthermore, osteoclast activity might contribute to altered bone metabolism in DM.
more목차 도움말
Ⅰ. Introduction ...............................................................................................1
Ⅱ. Materials and methods ..............................................................................4
Ⅲ. Results .......................................................................................................9
Ⅳ. Discussion ...............................................................................................19
Ⅴ. Conclusions .............................................................................................23
Ⅵ. Acknowledgments ..................................................................................24
Ⅶ. References ...............................................................................................25
Abstract in Korean ........................................................................................30
Abstract in English ........................................................................................33
