Ectopic bone formation associated with rhBMP-2 using biphasic calcium phosphate block as a carrier in a rat subcutaneous assay model

Abstract

[한글]

BMP의 전달을 위한 운반체는 새로운 골형성을 위한 기질로서의 역할을 해야 한다. 더욱이 일정 기간동안 매식체의 부피와 형태가 유지될 수 있어야 예지성 있게 신생골 형성을 기대할 수 있다. 이 연구에서는 백서 피하 조직에서 bone morphogenetic protein-2와 Micro macroporous biphasic calcium phosphate-block (MBCP block) 운반체에 의한 이소성 골 형성 효과를 평가하고자 한다.40마리의 웅성 백서의 등부 피하조직에 낭을 형성하였고 rhBMP-2/MBCP 또는 MBCP단독을 매식하였다. 40마리의 웅성 백서를 4군으로 나누어 각 10마리씩 술후 2주와 8주로 나누어 실험 동물을 희생하였으며 조직학적, 조직계측학적으로 비교 관찰하였다.매식체의 부피와 형태는 치유기간 동안 안정되게 유지되었으며 조직학적으로 MBCP단독으로 매식한 부위 2주에서는 새로운 신생골 형성이 나타나지 않았으나, 8주에서는 약간의 신생골 형성이 관찰되었다. rhBMP-2/MBCP의 매식부위에서는 block내의 macropore내에서 신생골 형성이 관찰되었으며 신생골의 면적은 2주에 비해 8주에서 월등하게 증가되는 양상이 관찰되었다. 8주에는 신생골의 골성숙이 관찰되었다.이상의 결과에서 볼 때 MBCP block은 rhBMP를 이용한 조직공학에 있어 예지성 있는 운반체로서 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

[영문]The carrier for the delivery of BMPs should serve as a scaffold for new bone. In addition, predictable bone formation in terms of volume and shape should be guaranteed. The purpose of this study is to evaluate the ectopic bone formation of recombinant human bone morphogenetic protein-2(rhBMP-2) using micro macroporous biphasic calcium phosphate (MBCP: mixture of β-TCP and HA) block as a carrier in a rat subcutaneous assay model.Subcutaneous pockets were created on the back in 40 male Sprague-Dawley rats. In the pockets rhBMP-2/MBCP and MBCP alone were implanted. Blocks were evaluated by histological and histometric parameters following a 2 weeks(each 10 rats; MBCP and rhBMP-2/MBCP) or 8 weeks (each 10 rats; MBCP and rhBMP-2/MBCP) healing interval.Shape and volume of the block were maintained stable over the healing time. Histologic bone forming activity could not found in the MBCP alone sites at 2 weeks. At 8 weeks show minimal new bone formation. New bone formation in the macropores of the block was evident in the rhBMP-2/MBCP sites. The new bone area of the 8 weeks was greater than the 2 weeks . The quantity of the new bone with a more advanced stage of remodeling had increased further.These results implicated that MBCP block could serve as a carrier system for predictiable bone tissue engineering using rhBMPs.