골단판 손상후 골성장 수복을 위한 시도에 관한 실험적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

외상후 소아 골절 환자의 약 15%에서 골단판 손상을 동반하며 그 대부분은 골 성장 기

전에 지장을 주지않고 치유될 수 있으나 골단판의 골절-분리가 생긴 경우 성장판 손상으

로 골의 단축 및 만곡변형 등의 성장 장애를 초래할 수 있다.

골단판 손상후 성장 장애를 일으키는 기전으로는 골단 동맥 손상으로 인한 부분 골단괴

사 또는 골단과 골간단 사이에 골교가 형성되면서 부분 골단판의 조기 폐쇠 현상으로 골

단축 및 만곡변형이 초래되는 것으로 알려져 있다. 한편 이 골단판의 부분폐쇠로 인한 성

장 장애의 치료법으로 절골술, 골단 유합술, 하지 단축술, 하지 연장술등의 방법이 시도

되어 왔으나 Langenskiold(1967)가 최초로 골교를 제거한 후 지방을 사용하여 골 성장 수

복을 시도한 바 있다.

그후 다른 학자들 역시 이물질을 삽입하여 골 성장 수복을 시도하였으나 이들 삽입물질

이 완전히 인체에서도 성공적으로 시도될 수 있는지는 의문이다.

본 실험은 여러 삽입물질을 각각 주입하여 어떠한 물질이 과연 골 성장 수복에 더욱 효

과가 있는지를 찾아보려고 시도를 하였다.

실험재료 및 방법

32마리의 성장기의 토끼를 7군으로 나누어 우측경골 근위부의 내측부에 골단판을 깊이

5mm, 직경 3mm로 소파한 후 대조군은 이물질을 삽입않고, 실험군에서는 gelfoam, bone wa

x, 근육편, 지방, 골 시멘트 및 silastic을 각각 삽입 후 성장수복 효과를 관찰하였다.

이들 동물은 15주째 희생하여 손상받은 골단판의 재생 유무를 현미경적으로 관찰하였다.

연구결과 및 결론

1) 삽입 물질을 주입하지 않은 토끼 대조군에서는 술후 3주째 부터 골교가 형성되면서

시간이 경과됨에 따라 굴곡 변형 및 하지 단축 소견을 보였다.

2) Gelfoam, bone wax 혹은 근육편을 사용한 군에서는 경미하나 굴곡 변형 및 하지 단

축을 어느 정도 방지하였다.

3) 지방 삽입군에서도 골 성장 수복을 가능케 하였으나 특히 골 시멘트와 silastic을

각각 사용한 군에서 굴곡 변형 및 하지 단축을 많이 방지하여 타 실험군들 보다 더욱 월

등히 양호한 효과를 나타내었다.

4) 삽입 물질을 사용한 후 손상받은 골단판의 현미경적 관찰상에서 주위의 건전한 연골

세포로 부터 자라 들어오는 재생 소견은 보이나 형태학적으로 불규칙한 연골세포의 성장

과 지주상배열이 소실되는 세포군상들을 관찰할 수 있었다.

이상의 결과를 종합하여 볼 때 골단판 손상후 골교 형성으로 인한 골단축 및 굴곡 변형

을 방지하고 정상 수복을 위하여 silastic 및 골 시멘트를 삽입하는 것이 좋다고 사료된

다.

Experimental Study on Attempt to Retain Bone Growth after Physeal Damage

Jae In Ahn

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Byeong Mun Park, M.D.)

Approximately 15% of all fractures in children involve the physis. Although the

majority heal without impairment of the growth mechanism, epiphyseal growth plate

fracture-separation can lead to shortening and angulation.

The physiologic eventa in epiphyseal growth plate fracture-separations that lead

to growth disorders relate to 1) destruction of the epiphyseal circulation and 2)

communication between the epiphyseal circulation with its osteoprogenitor cells and

the metaphyseal circulation with its osteoprogenitor cells, thus forming a bony

bridge.

Although the classic procedures of osteotomy, epiphysiodesis, leg shortening and

leg lengthening have not lost their importance in the treatment of the sequeales of

partial closure of an epiphyseal plate, the possibility of regaining growth in the

affected region should be considered before other measures are taken.

Simple excision of the bone bridge is ineffective, since the large cancellous

surface thus produced will allow for rapid reformation of the bridge.

Thus, a material has to be interposed into the defect created by removal of such a

bridge in order to prevent its reformation. Langenakiold(1967) first demonstrated

that a bone bridge could be effectively resected and its reformation prevented by

utilizing fat as an interposition material.

Other investigators have used a variety of different interposition materials to

prevent bone bridge recurrence following operative removal including cartilage,

silastic, methylmethacrylate, bone wax, muscle piece, gelfoam as well as fat.

Thus it is the purpose of this study to analysis and comparing shortening and

angulation by resection of a bone bridge and its replacement with different

interposition materials.

For this study, a total of 32 immature rabbits with an initial weight of about

600 to 800 gm was used.

Control group comprised 4 rabbits and after appropriate preparation, the medial

condyle of the proximal tibia was exposed surgically.

One plug of bone was removed at the level of the epiphyseal plate using a small

curet to a depth of 5 mm and 3 mm in diameter. and in the other groups, we made a

defect with the same curet and filled it with an interposition material directly.

The following experimental groups were created.

Control group; no interposition material 4

Gelfoam interposition group 4

Bone wax interposition group 4

Muscle piece interposition group 4

Fat interposition group 4

Bone cement interposition group 4

Silastic interposition group 4

Postoperatively the animals were sacrificed 15 weeks following the operation.

At the time of sacrifice, tibia including fibula was removed, examined grossly

and radiographed,

Tibia length and angular deformity were measured by means of the radiographs at 3

weeks intervals during the experiment. The specimens obtained at the time of

sacrifice were examined by using H-E stain.

Through these examination, the following results were obtained.

1. In control group, coronal histological sections of each curetted proximal

tibial growth plate revealed osseous bridging as early as 3 weeks, and this

bridging was found consistently in all control groups for the duration of the

study.

2. The groups using gelfoam, muscle piece and bone wax as interposition material

were found effective for the prevention of the formation of epiphyseometaphseal

bone bridges to some extent.

3. The groups using silastic or bone cement diminished both the angular deformity

and growth retardation to a highly significant degree. Although the use of fat did

reduce some what the amount of shortening and angular deformity when used as an

interposition material, it was not effective as silastic or bone cement.

4. Coronal histological section of the traumatized margin of the growth plate,

with an interposition material revealed thin fibrous layer and lose columnar

orientation, foam rounded clone-like structures and randomness to growth. The

injured portion of the cartilage may originate from the regeneration of the

adjacent part of the growth plate.

From these morphological results, it is suggested that silastic or bone cement is

the better interposition material in the elimination of transphyseal closure after

physeal damage.