가토의 두개골 결손부에 이식된 β-TCP와 rhBMP의 골형성에 관한 실험적 연구

Abstract

목적 : 골형성 유도인자로 작용하는 인간 재조합 골형성 단백질(rh-BMP)과 전도물질인 베타-삼수산화인회석(beta-tricalcium phosphate:β-TCP)을 혼합사용하여 동물 골 결손부에 이식하고, 치유된 결손부위의 BMP 2, 4, 7 가 분포하는 세포 및 작용시기,발현양상을 조직학적 관찰,조직계측학적 평가와 면역조직화학적 관찰을 시행하여 rh-BMP와 β-TCP가 혼합적용된 골결손부의 회복양상을 평가하고 자가골단독이식,β-TCP 단독이식 그룹과 비교하고자 한다. 연구방법 : New Zealand White (NZW) 가토 16마리를 실험에 사용하였으며 실험 2주, 4주, 8주, 12주등 각각 두 마리씩, 다음과 같이 두 군으로 나누어 형성했다.가토의 두개골에 두개의 원형 결손부를 형성하였으며,좌측에는 rhBMP로 적셔진 β-TCP를, 우측에는 결손부 형성시 채취된 자가골을 이식하였다. 또다른 실험군에서는 좌측에 β-TCP를, 우측에는 결손부 형성시 채취된 자가골을 이식하였으며 2주, 4주, 8주 그리고 12주에 각 2마리씩을 희생하고, 표본을 채취하여 조직학적 관찰과 조직계측학적 평가, 그리고 BMP 2, 4, 7의 면역조직학적 발현을 관찰하였다. 결과 : 이 조직계측학적 평가결과 자가골이 2, 4, 8, 12주 모두에서 각각 β-TCP단독 사용군이 rhBMP와 β-TCP의 혼합 적용군보다 우월한 신생골 형성을 보였으며 8, 12주에서는β-TCP 단독 사용군에 비해 rhBMP와β-TCP의 혼합 사용군에서 더 많은 신생골 형성이 관찰되었다.면역조직학적 관찰결과에서는2, 4, 8, 12주에서β-TCP 단독 사용군에 비해 rhBMP와β-TCP의 혼합 사용군에서 더 많은 BMP-4의 발현을 보였으나 BMP-2와 BMP-7의 발현에는 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론 : 골 결손을 위한 인공골 이식시β-TCP의 단독적용에 비해 rh-BMP와 β-TCP의 혼합사용군이 이식초기 우월한 신생골 형성을 관찰할 수 있었다. rh-BMP와 β-TCP의 임상적용을 위해서는 추가적 연구가 필요할 것 으로 사료된다.; Objective: The Purpose of the study was to investigate the bone morphogenic protein expression of rhBMP-2(recombinant human bone morphogenic protein-2) as signaling molecule and β-TCP(Tricalcium phosphate) as a bone substitute and carrier medium of rhBMP-2 Materials and Method: 16 rabbits divided into 2 groups of each 8 rabbits. Two standardized bilateral round bone defects were made in the cranium of the 8 rabbits of first group, and were grafted with 150~500 μm diameter β-TCP 0.25g in one side, which was soaked with rhBMP-2, and autogenous bone was grafted on another side as a positive control. In the second group of 8 rabbits, only β-TCP was grafted with same size and manner. After 2, 4, 8, 12 weeks, specimen were taken for microscopic immunohiostochemical and histomorphometric analysis. Result: Grafting β-TCP with rhBMP show the early formation of the bone regenerative factor (BMP-4) and more quantity of new bone formation than only use of β-TCP (8,12 week), even show less new bone formation than autogenous bone. Conclusion : The experimental study result that β-TCP graft combination with rhBMP-2 as a delivery system is an effective with osteoinductive capacity and biodegradable properties, so that provide clinical availibility of composite use in reconstruction of bony defect.