The effect of MBCP block as carrier of rhBMP-2 in combination with e-PTFE membrane on Bone formation in Rat calvarial defects

Abstract

[한글]

임플란트 및 치과보철 치료 시 임상가는 심하게 흡수된 치조골에 직면하게 되며 이로 인해 치조골재생술 및 치조골 증대술에 대한 필요가 증가된다. 골이식재 중 자가골이 가장 우수한 재료임에도 불구하고, 여러가지 제한점을 가지며, 이에 대한 대체재로 골 형성 유도 단백질 (bone morphogenetic protein, BMP)이 연구되고 있다. 이 골 형성 유도 단백질은 성장이나 골 형성 과정에서 중요한 역할을 한다고 입증 되었고 그것의 운반체에 대한 연구가 이뤄져 왔다. 수직압이 존재하는 곳에서는 공간유지능력이 있는 운반체가 필요하게 된다. macroporous biphasic calcium phosphate Block (MBCP block)은 공간유지능력이 뛰어나며 강한 수직압을 견딜 수 있는 골대체물질이다. 또한, 수직적 골증대술시 흡수성 및 비흡수성의 차폐막이 자주 사용된다. 이 연구의 목적은 MBCP block을 골 형성 유도 단백질 (rhBMP-2)의 운반체로 사용하여 백서 두개골 결손부에 적용하였을 때, 골 형성 효과를 확인하고, 차폐막을 MBCP block상방에 위치시켜 차폐막이 골 형성에 미치는 영향을 비교 평가하는 것이었다.40마리의 웅성 백서에서 8㎜ 지름을 갖는 임계크기의 두개부 결손을 형성하였다. 20마리씩 2 개의 군으로 나누어 MBCP block을 운반체로 사용하여 골 형성 단백질(농도 0.025mg/ml rhBMP-2)만 이식한 군, MBCP block을 운반체로 사용하여 골 형성 단백질(농도 0.025mg/ml rhBMP-2)를 이식한 후 MBCP block 상방에 비흡수성 차폐막(e-PTFEmembrane)을 위치한 군으로 나누어 각각 술 후 2주와 8주에 치유 결과를 조직학적, 조직계측학적으로 비교 관찰하였다.조직계측학적 관찰 결과, 두군 모두에서 8주째가 2주째보다 골 밀도가 유의성있게 증가 하였다 (P<0.05). 두 군간의 비교에서는 유의성 있는 차이가 없었다. 총 조직 형성량 (augmented area) 에서도 변화는 없었다. 조직학적 비교에서 단지 차폐막이 사용된 군에서 MBCP block상방의 골 형성이 좀더 연속성 있는 소견을 보였으며, 이에 비해 막을 사용하지 않은 군에서는 좀더 불규칙적인 골 형성 소견을 보였다.백서 두개골 결손부에서 MBCP block은 골 형성 유도단백질의 운반체로 사용하였을 때 신생골 형성에 유의성 있는 효과가 있을 뿐 아니라 공간유지능력이 우수해서 수직압이 존재하는 골 증대술 (vertical bone augmentation) 시 골 형성 유도단백질의 운반체로 가능성이 있으며, 이때 차폐막은 특이한 부가적 효과는 보이지 않았다.

[영문]Objectives : This study evaluated the osteogenic potential of rhBMP-2 delivered with MBCP block/e-PTFE membrane upon 2weeks and 8weeks wound healing phase in a critical sized rat calvarial defect model.Material and Methods: Eight-millimeter critical sized calvarial defects were created surgically in 28 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into 2 groups containing 14 animals each. The defects were treated with rhBMP-2/MBCP block and rhBMP-2/MBCP/e-PTFE membrane. MBCP block(8x3 mm)was used as a carrier of rhBMP-2. The e-PTFE membrane was used to cover rhBMP-2/MBCP block. The rat were euthanized at 2 and 8weeks after surgery for histologic and histomorphometric analyses.Results: The level of Bone formation was significantly higher in defects of both group at 8 weeks than 2 weeks(P<0.05). A comparison of the rhBMP-2/MBCP block, there was no additional effect in rhBMP-2/MBCP block/e-PTFE membrane. At 8weeks, membrane group showed more even bone formation in the top of the MBCP block.Conclusions: These results suggest that use of rhBMP-2/MBCP block combined with e-PTFE membrane may achieve bone augmentation, but compared to rhBMP-2/MBCP block(without membrane) there was no significant difference in membrane groups.