Transforming growth factor-ss1 accelerates resorption of a calcium carbonate biomaterial in periodontal defects

Abstract

[한글]변환 성장 유도 단백질인 Tranforming growth factor-ss1은 다양한 종류의세포들의 성장, 분화, 및 세포 기질의 생성에 관여한다고 알려져 왔다. 또,골모 세포들의 초기 생성에도 Tranforming growth factor-ss1 단백질이 활발하게 관여한다고 보고된 바 있어 TGF- ss1을 사용한 치주조직치유나 재생 실험들이 많이 진행되고 있다. 예전의 실험에서, Tranforming growth factor- ss1을calcium carbonate 운반체를 이용하여 상치조 결손부에 적용한 후 차폐막으로 덮고 골 형성에 어떤 영향을 미치는지 실험하였다. 대조군(control group)에서는 TGF-ss1을 적용하지 않은 채 Biocoral 운반체와 차폐막만 사용하였다.결과를 살펴보면 두 실험 군 간에 새롭게 생성된 골의 양이나 수직적인 높이에 있어서 유의성 있는 차이가 없었다. 이는 TGF- ss1이 본 상치조 결손부에서 치주조직재생에 부가적인 영향이 없는 것으로 해석될 수 있으나 몇가지 의문점을 남기게 되었다. 본 연구에서는 이러한 의문점 중 TGF-ss1이운반체로서 사용된 calcium carbonate (Biocoral)이라는 재료에 미치는 영향에대하여 조사하기 위해 새로운 조직계측학적 기준들을 첨가하여 실험을 재실시 하였다.새롭게 생성된 골의 양 (area)과 수직적인 높이 (height)는 두 실험 군간에 유의성 있는 차이가 없었고, 새로 생성된 백악질은 극히 제한적이었다. 잔존하는 운반체 (calcium carbonate)의 양을 비교해보았을 때, rhTFG-ss1군에서 운반체의 양이 현저히 감소됨을 관찰할 수 있었다. 결론적으로rhTFG-ss1이 calcium carbonate 운반체를 일련의 생물학적인 반응을 통하여흡수시킬 수 있다는 사실이 입증되었고, 이를 더 넓은 의미로 해석한다면치주조직재생에 사용되는 여러 성장인자들이 운반체로 사용되는 생물학적물질들에 영향을 미칠 수 있다는 결론을 내릴 수 있겠다.

[영문]Background: In a previous study, recombinant human TGF-ss1 (rhTGF-ss1) in a calcium carbonate carrier was implanted into critical-size, supraalveolar periodontal defects under conditions for guided tissue regeneration (GTR) to study whether rhTGF-ss1 would enhance or accelerate periodontal regeneration. The results showed minimal benefits of rhTGF-ss1 and a clear account for this could not be offered. One potential cause may be that the rhTGF-ss1 formulation was biologically inactive. Several growth or differentiation factors have been suggested to accelerate degradation of biomaterials used as carriers. The objective of this study was to evaluate possible activity of rhTGF-ss1 on biodegradation of the calcium carbonate carrier.Methods: rhTGF-ss1 in a putty-formulated particulate calcium carbonate carrier was implanted into critical-size, supraalveolar periodontal defects under conditions for GTR in five Beagle dogs. Contralateral defects received the calcium carbonate carrier combined with GTR without rhTGF-ss1 (control). The animals were euthanized at week 4 week postsurgery when block-biopsies of the defect sites were collected for histologic and histometric analysis. Radiographs were obtained at defect creation, week 2 and week 4.Results: No statistically significant differences were observed in new bone formation (bone height and area) among the treatments. However, total residual carrier was significantly reduced in sites receiving rhTGF-ss1 compared to control (p=0.04). Similarly, carrier density was considerably reduced in sites receiving rhTGF-ss1 compared to control, the difference being borderline statistically significant (p=0.06).Conclusions: Within the limitations of the study, it may be concluded that rhTGF-ss1 accelerates biodegradation of a particulate calcium carbonate biomaterial indicating a biologic activity of the rhTGF-ss1 formulation apparently not encompassing enhanced or accelerated periodontal regeneration.