애기 가토의 자가이개연골의 이소이식시 연골막의 의의

Abstract

[한글]

2-3주된 Dutch와 Chinchilla 가토를 이용, 연골을 자가이식후 122%의 성장률을 얻었다고 발표한 후 (Dupertuis, 1941), 여러 학자가 그의 연구를 반복하였으나, 같은 결과를 얻는데 실패하였다. 사람에서 8년동안 관찰결과, 이식한 연골은 성장못한다고 발표되었으나(Peer, 1955), 선천성 흉곽기형인 pectus excavatum시 연골막을 남긴 채로 늑연골만을 절제한후 다시 연골이 재생되어 기형이 재발되는 것이 보고되었다(Lester, 1959).

4-5주된 아기 Dutch 가토를 이용하여 Dupertuis (1941)가 시행한 실험을 반복하였으나 성장을 보여주지 못했다(Walia 및 Peer, 1962), Walia및 Peer (1962)는 가토의 연령 즉 2-3주와 4-5주의 차이가 이 결과에 있어서 차이를 가져올 수도 있다고 주장하였다.

이개의 꽃양배추상기형(cauliflower ear deformity)의 발생에 대하여 이개의 연골막 밑에 고인 혈액이 섬유조직으로 변하여 형성된다는 것이 보고되었다 (Converse, 1964).

2-3주된 Dutch와 Chinchilla 가토를 사용하여 실험을 반복하여 1cm2 의 이개연골을 분절로 취하여 자가 동종이식으로써 측정된 이개골의 공여부결손부에 이식하였다. 10-17개월 경과후, 이식된 이개연골은 같은 크기를 유지하였고, 공여부결손은 대체 조직으로 채워지지 않았음을 발견하였다(Peer 등, 1966). Dupertuis (1941)와 같이 2-4주된 Dutch 가토를 이용하여 1x2cm 크기의 이개연골을 피하층에 자가이식하여, 평균 48.1일 경과후 채취한 연골은 평균 77% 성장하였고, 조직학적으로는 정상연골과 같다고 보고되었다 (Stoll

및 Furnas, 1970).

가토에게서 분리된 연골막이 연골 신생의 능력이 있음을 알게 되고(Skoog 등, 1972), 1975년 꽃양배추상기형시 연골 과다증식의 근원이 연골타의 하면이라는 것이 밝혀졌고 (Skoog등, 1975), 외상성 혈종에 의해 연골로부터 박리된 연골막의 하면에서 접촉 억제의 소실로 인하여 연골의 과다증식이 이루어짐이 설명되었다 (Ohlsen 등, 1975).그후 New Zealand White 가토를 이용하여 연골막이 intercartilagenous healing에 있어 중요한 역할을 한다고 설명되고 조직학적으로는 연골막이 없을 경우 연골 세포의 변화 및 중심괴사 (central necrosis)와 갈은 소견을 발견되어 앞으로 연골 조작술시 가능하면, 연골막을 보존하는 것을 권하였다. 아울러 성숙 가토를 이용 피부 연골막 이식의 경우 연골막 이식에 비하여 연골 신생율 밭만 아니라 연골 신생량 역시 월등히 높고, 이러한 차이를 초래하는

요인은 이식편 주위의 혈관 분포의 차이보다는 이식편을 절취할 때 이식편에 미치는 손상 정도의 차이인 것으로 설명하였다 (권경숙 및 유재덕. 1984).

본 실험에서는 어린 동물에서 자가연골 이식시, 연골마의 중요성을 연구하기위해 2-3주된 New Zealand White 가토를 이용 연골막 있는 연골과 연골막 없는 연골을 자가이식하여, 성장율을 비교하였으며, 이러한 연골이식편의 조직학적 차이도 검사하였다.

본 실험의 결과로는 연골막이 있을 경우 연골 이식편은 평균 71.1% 성장하였고, 연골막이 없을 경우 평균 32.5% 성장하여 student t-test 결과 P < 0.01 이었다. 즉 이러한 결과는 Dupertuis의 실험결과를 확증하였다. Wa1ia가 설명한바와 같이, 연골이식후 연골 성장 여부는, 동물 연령이 매우 중요한 인자로 확인이 되었다.

조직검사상 저자들의 연골 이식편의 소견은 모든 연골에서 즉 이식전, 후 또 control의 정상 성장한 좌측 이개의 연골의 모든 연골이식편에서 정상적인 연골세포모양, 및 이들을 둘러싸고 있는 간질은 차이가 없다고 판명되었으며 이는 1970년 Stoll 및 Furnas가 2-4주된 Dutch 가토를 이용한 실험과 같은 결과이다. 그러나 1984년 Duncan 등은 이식기간이 길수록 연골막이 없는 이식편의 연골세포의 변질 및 central necrosis의 변화를 발견하였다. 단 연골세포막이 있는 연골이식편은 이식기간과 상관없이 연골세포의 모양의 변화는 없었고, central necrosis의 소견도 찾지 못했다.

Duncan의 조직검사결과와 본실험의 결과의 차이는 역시 동물연령의 차이로 생각된다. 즉. 본 실험에서는 2-3주된 애기 가토를 사용하였으나, Duncan은 성숙 가토를 사용하였다. 본 실험에서 확인할 수 있는 범위가 아니지만. 연골세포의 viability도 동물연형에 따라서 차이가 있는지 향후 연구를 기대할 수 있다.

본 실험에서 연골막있는 연골 및 연골막이 없는 연골을 자가이식하여 연골성장과정을 간접적으로 설명하였다. 연골은 부착성장 (appositional growth)와 간질성장 (interstitial growth)로 성장한다. Appositional growth는 deep perichondrial cells의 분화로 연골세포가 생기며, interstitial growth는 어린 연골세포가 분열 (mitotis)로 다른 연골세포를 형성하는 것을 말한다. 연골막이 없을 경우, 연골막에서 이루어지는 appositional growth의 과정이 불가능하게 되어 즉 deep perichondrial cells얘서 분화되는 연골세포는 안생긴다. 따라서 연골막이 없는 연골에서 연골신생은 단순히 interstitial growth애서 형성된 연골세포에서만 생성된다.

본 실험의 결과를 생각하면, appositional growth와 interstitial growth에서 appositional growth가 연골의 단단한 모양과 성장잠재력에 있어서 주역할을 한다고 생각할 수 있다.

2-3주된 New Zealand White 가토를 이용 연골막 있는 연골 및 연골막 없는 연골을 자가이식하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 연골막있는 연골은 평균 71.l%, 연골막 없는 연골은 평균 32.5% 성장하였다. (student t-test p < 0.01)

2. 조직검사상 연골막 있는 연골과 연골막 없는 연골은 정상적인 연골세포분포 및 모양을 보였다.

3. 연골 성장에 있어서 appositional growth가 주역할을 하는 것으로 추측된다.

이상의 결과로 연골이식시 연골막이 없는 경우보다는 연골막이 있는 경우 성장잠재력이 월등히 우수하다고 생각되며, 또 이러한 연골의 성장잠재력은 실험동물의 연령에 따라 차이가 있다고 사료된다.

[영문]

In 1941 Dupertius used 2-3 week old Dutch and Chinchi lea rabbits and performed autogenous cartilage grafting and obtained a growth rate of 122%, But others repeating Dupertuis's experiment failed to obtain similar results.

Peer reported in 1955 that transplanted cartilage in humans tai led to grow even after 8 years, but in 1959 tester fecund cartilage regeneration in pectus excavatum patients with retained perichondrium. In 1962 Walia and Peer repeated Dupertuis's experiment using 4-5 week old Dutch rabbits but failed to see any cartilage growth. They concluded that the age difference (3-4 weeks versus 4-5 weeks) of the rabbits to be the factor responsible for the discrepancy.

Peer et al again repeated the study in 1906 using 2-3 week old Dutch and Chinchilla rabbits and again failed to obtain any growth. On the other hand, Stoll and Furnas in 1970 obatined a growth rate of 77% using 2-4 week old Dutch rabbits by placing 1x2cm sized cartilage grafts subcutaneously. They also found no

difference histologically between the grafted and normal cactilage.

In 1984 Duncan et al used adult New Zealand White rabbits and studied intercartilageouns healing. They stated that perichondrium played a crucial role in this process and found chondrocyte degeneration and central necrosis in cactilage grafts without perichondrium, but found viable chondrocytes without any cental necrosis in the grafts where the perichondrium was preserved. Kwon and Lew reported that the degree of neochondrogenesis of grafted carpi loge was affected not only by the graft bed but more significantly by the trauma induced on the cartilage during harvesting.

In our experiment we attempted to define the significance of perichondrium in cartilage grafts by performing autogenous cartilage grafts in 2-3 week old New Zealand White rabbit. Perichondrium intact and perichondrium stripped cartilage discs of 7mm diameter obtained from the amputated right ear were placed in subcutaneous pockets on either side of the rabbit dorsum. After the left ear doubled in length, the grafts were removed and studied grossly and histologically.

The perichondrium intact discs grew a mean of 71.1% while the strippe discs grew a mean of 32,5% (p<0,01), Thus our results are in agreement with Dupertius's original findings. Histologically no significant difference could be found between the pregraft discs, postgraft discs and normal cartilage. The absence of chondrocyte degeneration and central necrosis as found by Duncan may be explained by the difference in animal age therefore raising the question of chondrocyte viability being affected by age.

Our study also indirectly defined the role of appositional and interstitial growth in cacti lags. By removing the periohondrium, thegrafted cartilage could only grow by interstitial growth, resulting in thin, friable, and flimsy cartilage. Thus appositional growth could be regarded as the major component in the cartilage growth and maturation.