Effect of chitosan on the periodontal healing of one-wall intrabony defects in beagle dogs

Abstract

[한글]

치주 치료의 최종 목적은 진행되는 치주 질환의 증상을 제거하는 것뿐만 아니라 이미 파괴된 지지조직을 기능적으로 재생시키는데 있다. 이를 위해 조직유도 재생술, 골 이식술과 성장 인자의 적용 등 다양한 치주 재생을 위한 술식이 시행되어져 왔으나, 그 각각이 모두 한계를 나타내고 있다.

따라서 최근에는 새로운 여러 다양한 물질, 특히 생체 분해성 물질에 대한 관심이 고조되고 있으며, 대표적인 천연 생체 분해 다당류에는 전분, mucopolysaccharide, 키틴 등이 있다. 이중에서도 키틴과 이로부터 추출된 키토산(poly-N-acetyl glucosaminoglycan)이

특히 주목받고 있다. 키토산은 키틴의 유도체로서 키틴 분자를 N-acetylation 시킴으로써 형성된다.

이에 본 연구에서는 성견의 1면 골내낭에 chitosan/collagen sponge를 적용하였을 때 치주조직 재생에 미치는 영향을 평가하기 위하여 성견의 양측 하악 제 2 소구치 원심면, 제 4 소구치 근심면과 상악 제 1 소구치 원심면, 제 3 소구치 근심면에 근원심폭 4㎜, 치조

정에서 깊이 4㎜의 1면 골결손부를 형성하여 치은박리 소파술만 시행한 부위를 대조군으로, 치은박리 소파술 후 phosphate-buffered saline/collagen sponge를 적용한 군을 실험 1군으로, 치은박리 소파술 후 chitosan/collagen sponge를 적용한 군을 실험 2군으로

설정하여 실험하고 술 후 8주에 치유 결과를 조직학적으로 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 접합상피의 치근단 이동량은 대조군, 실험 1군, 실험 2군에서 각각 2.30 ± 1.24 ㎜, 1.49 ± 1.25 ㎜, 0.26 ± 0.59 ㎜로 나타났으며, 대조군과 실험 2군간에는 유의성 있는 차이가 있었으나(P<0.05), 대조군과 실험 1군, 실험 1군과 실험 2군간에는 유의차가 없는 것으로 나타났다.

2. 결합조직 유착의 길이는 대조군, 실험 1군, 실험 2군에서 각각 0.68 ± 0.60 ㎜, 1.07 ± 0.91 ㎜, 0.41 ± 0.42 ㎜로 나타났으며, 대조군과 실험 1, 2군간에 유의성 있는 차이는 없었다.

3. 신생백악질 형성은 대조군에서 1.42 ± 0.49 ㎜, 실험 1군에서 1.60 ± 0.41 ㎜, 실험 2군에서 3.46 ± 0.78 ㎜로 나타났으며, 대조군, 실험 1군에 비해 실험 2군이 유의성 있는 차이를 보였다(P<0.01).

4. 신생골 형성은 대조군, 실험 1군, 실험 2군에서 각각 1.00 ± 0.77 ㎜, 1.52 ± 0.37 ㎜, 2.43 ± 0.44 ㎜로 나타났으며, 대조군과 실험 2군, 실험 1군과 실험 2군간에는 유의성 있는 차이가 나타났다(P<0.05).

이상의 결과에서 볼 때, 성견의 1면 골결손부에 chitosan/collagen sponge를 사용한 경우 상피 이주 억제 효과가 있었으며, 신생백악질과 신생골 형성도 증가시킬 수 있음을 알 수 있었고, 따라서 치주조직 재생에 효과적인 재료라고 사료된다.

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핵심되는 말: chitosan, phosphate-buffered saline, collagen sponge, 1면 골내낭, 치주 조직 재생, 신생골, 신생백악질, 치주인대 섬유

[영문]

The ultimate goal of periodontal therapy for destructive periodontal disease is the regeneration of the attachment apparatus. Various procedures for regeneration have been developed, including guided tissue regeneration, bone graft, and the use of a growth factor, but all of them have their limitations.

Consequently, researchers have recently paid more and more attention to new alternatives, particularly biodegradable materials. Among them, the most representative are natural biopolymers especially dextrin, mucopolysaccharide, and chitin. Chitin and its extract, chitosan(poly-N-acetyl glucosaminoglycan) in particular are attracting most interests.

The present study was conducted in order to evaluate the periodontal tissue regenerative effects of chitosan/collagen sponge applied to the preclinical 1-wall intrabony defects surgically created in beagle dogs. 4 × 4 ㎜ 1-wall intrabony

defects were created in bilateral maxillary first and third and mandibular second and fourth premolars. The surgical control group received flap operation only, while the buffer control group was treated afterwards with phosphate-buffered saline/collagen sponge and the chitosan group, with chitosan/collagen sponge. The subjects were sacrificed at 8 weeks after operation, and the comparative histological examination of their healing results yielded the following conclusion.

1. Junctional epithelium migration amounted to 2.30 ± 1.24 ㎜ in the surgical control group, 1.49 ± 1.25 ㎜ in the buffer control group, and 0.26 ±0.59 ㎜ in the chitosan group. A significant difference showed only between the surgical control and the chitosan group(P<0.05).

2. Connective tissue adhesion amounted to 0.68 ± 0.60 ㎜, 1.07 ± 0.91 ㎜, and 0.41 ± 0.42 ㎜ respectively in the surgical control, buffer control, and chitosan group, without significant difference between the groups.

3. Cementum regeneration amounted to 1.42 ± 0.49 ㎜, 1.60 ± 0.41 ㎜, and 3.46 ± 0.78 ㎜ respectively in the surgical control, buffer control, and chitosan group. A significant difference was seen between the chitosan group and the rest(P<0.01).

4. The alveolar bone regeneration amounted to 1.00 ± 0.77 ㎜, 1.52 ± 0.37㎜, and 2.43 ± 0.44 ㎜ respectively in the surgical control, buffer control, and chitosan group. A significant difference was observed between the chitosan group and the

rest(P<0.05).

The above results demonstrate the beneficial effect of chitosan/collagen sponge to the 1-wall intrabony defects of beagle dogs. The inhibited apical migration of epithelium and the increase in new bone and new cementum suggest the potency of

chitosan in inducing periodontal tissue regeneration.