Growth effects of botulinum toxin type A injected into the masseter muscle of a developing rat mandible

Abstract

[한글]

보툴리눔 A형 독소(BTX-A)는 신경근 접합 부위에서 acetylcholine의 분비를 일시적으로 억제함으로써 근육 수축을 감소시키는 작용이 있어 여러 가지 근육질환의 치료 및 미용 목적의 치료에 널리 사용되고 있다. 치과영역에서는 교근비대증, 측두하악장애, 신경질환과 연관된 중등도의 이갈이(bruxism)등의 치료에 BTX-A가 이용되고 있다. 만약 성장기에 교근에 BTX-A를 주사하여 근육의 위축 및 마비가 온다면 이는 하악골 및 하악과두연골의 성장에 영향을 미칠 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 성장 중인 쥐의 교근에 주사한 BTX-A가 하악골 성장에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 하였다.

생후 4주된 쥐(Sprague-Dawley rat) 80마리를 네 군으로 나누어 제1군은 대조군, 제2군은 식염수 주사군, 제3군은 BTX-A 주사군 으로 정하고 제4군은 실험시작시의 하악골 크기를 알아보고자 바로 희생하여 하악골 크기를 측정 하였다. 제2군과 제 3군은 식염수 및 BTX-A를 각각 교근에 주사하고 세 실험군을 모두 동일한 조건에서 사육한 뒤, 4주 뒤에 희생시켰다.

BTX-A 주사군의 하악은 mandibular body length, condylar length, coronoid process length, anterior region height, coronoid process height, condylar height의 6개 항목 모두 대조군이나 식염수 주사군과 비교 했을 때 짧은 측정치를 보였다 (P < 0.05). 식염수 주사군은 대조군과 비교시 dondylar length만 통계학적으로 유의하게 짧은 결과를 보였고, 나머지 5개항목은 모두 대조군과는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다 (95% 유의 수준).

교근의 조직학적 검사 소견에서 BTX-A 주사군의 교근은 근섬유의 위축이 관찰되었다. 하악과두연골의 조직학적 검사결과, BTX-A 주사군에서는 대조군이나 식염수 주사군 보다 좁은 증식층과 비대층을 갖는 것이 관찰되었다. 이는 BTX-A가 예비층의 증식시기에 세포사멸을 유도하여, 하악과 하악과두의 성장을 억제하는 효과를 보인 것으로 생각된다.

[영문]Botulinum toxin type A (BTX-A) reduces muscular contractions by temporarily inhibiting acetylcholine release at the neuromuscular junction. In dentistry, BTX-A is used for the treatment of masseteric hypertrophy, temporomandibular disorder, and severe bruxism related neurologic disorder. If it is injected into the masseter muscle in the growing stage, resultant muscle atrophy and paralysis might affect the growth of the mandible and

or condylar cartilage.

The purpose of this study was to determine the effects of the BTX-A injected into the masseter muscle of a developing rat mandible.

Eighty 4-week old male Sprague-Dawley rats were divided into four groups: group 1; control group, group 2; saline injection group, group 3; BTX-A injection group, group 4; baseline control group. Group 4 was sacrificed at the beginning of the experiment to provide baseline values of mandibular measurements. Rats in group 2 and group 3 were administered with saline and BTX-A solution respectively. Three experimental groups were raised under the same environment and killed after four weeks.

The mandibles of the BTX-A injection group demonstrated shorter mandibular body length, condylar length, coronoid process length, anterior region height, coronoid process height and condylar height, compared to the control and saline injection groups (P < 0.05). The saline injection group showed shorter condylar length than the control group, but the remaining parameters did not show any statistically significant differences between the two groups (P < 0.05). In the histologic study, masseter muscle of the BTX-A injection group showed atrophy of muscle fibers. The histologic feature of the condylar cartilage demonstrated that the proliferation and hypertrophic zones were significantly thinner in the BTX-A injection group compared to the control and saline injection groups. It is shown that BTX-A injection clearly influence on inhibitory action of the developing mandible due to apoptosis at the proliferation stage of the reserve zone.