Periodontal wound healing/regeneration following application of Recombinant Human Growth/Differentiation Factor-5 in a ss-Tricalcium Phosphate or an Absorbable Collagen Sponge Carrier into one-wall in

Abstract

[한글]

조직공학 측면에서 치주조직 재생을 위한 세가지 요소(cells, scaffolds, signaling molecules) 중 Scaffold로 쓰이는 재료는 조작이 용이해야 하며, 생체적합성이 있어야 하고, 구조적인 안정성을 가져야 한다. 또한, signaling molecule을 운반하는데 있어서 적절한 속도로 분비해야 하며, 그 자신 또한 염증반응없이 흡수되어야 한다. 이 실험의 목적은 recombinant human growth/differentiation factor-5(rhGDF-5)를 적용함에 있어서 골형성유도 단백질을 운반하는 ‘gold standard’로 여겨지는 absorbable collagen sponge(ACS)와, 합성물질이며 생체적합성이 있으며 구조적인 안정성을 갖는 beta-tricalcium phosphate(ß-TCP)를 비글견의 일벽성 골내낭에 적용하여 치주조직 치유와 재생의 정도를 비교하고자 하는 것이다.

10마리의 비글견에서 제3소구치를 모두 발치한 뒤, 8주간의 치유기간이 지나고, 제2소구치 원심면과 제4소구치 근심면에 5mm 깊이, 넓이의 일벽성 골내낭을 형성한다. 5마리는 rhGDF-5/ß-TCP를 적용하고, 나머지 5마리는 rhGDF-5/ACS를 적용한다. 8주간의 치유기간이 지난 뒤, 조직학적인 분석과 조직계측적인 분석을 위해서 희생하였다.

조직학적인 분석 결과, rhGDF-5/ß-TCP와 rhGDF-5/ACS, 두군 모두에서 주목할 만한 골 및 백악질의 형성을 보였다. 하지만, 조직계측학적 분석 결과, rhGDF-5/ß-TCP군에서는 골형성 높이와 골형성 넓이 모두에서 rhGDF-5/ACS군에 비해 유의성있는 증가를 보였다.

rhGDF-5/ß-TCP군이 보인 유의성있는 골형성은 ACS에 비하여 ß-TCP가 공간을 유지하는 역할을 할뿐만 아니라, rhGDF-5를 오랜 기간 방출하는 역할을 하기 때문인 것으로 보인다.

이러한 결과는 ß-TCP가 치주 결손부위의 재생에 있어서 ACS를 대체하여, rhGDF-5를 위한 적절한 운반체로써 쓰일 수 있음을 보여준다.

[영문]

Requirements for biomaterials considered as carriers for biologic agents for tissue engineering in periodontal sites includes applicability, biocompatibility, structural integrity, adequate release kinetics for the biologic agent and bioresorption profile. The objective of this study was to evaluate periodontal wound healing/regeneration following application of recombinant human growth/differentiation factor-5 in a synthetic, particulate, highly porous, bioresorbable, osteoconductive ß-tricalcium phosphate scaffold (rhGDF-5/ß-TCP) compared to periodontal wound healing/regeneration following application of rhGDF-5 in an absorbable collagen sponge (rhGDF-5/ACS) matrix in an one-wall intrabony defect model in the Beagle dog.

Unilateral, critical-size (5-mm), one-wall, intrabony periodontal defects were surgically created in the mandibular premolar region in ten Beagle dogs. Unilateral defects in five animals received rhGDF-5/ß-TCP while the remaining five animals similarly received rhGDF-5/ACS. The animals were euthanized for hisopathologic and histiometric analysis following an 8-week healing interval.

rhGDF-5/ACS and rhGDF-5/ß-TCP groups all showed enhanced bone formation. G-TCP group showed better bone formation in bone height and bone volume than G-ACS groups.

rhGDF-5/ß-TCP showed significant enhanced bone formation. rhGDF-5/ß-TCP seems to releases rhGDF-5 over a long period of time as well as serving as a space maintainer. These results suggest that β-TCP appears as suitable carrier for rhGDF-5 for periodontal inlay indications.