Periodontal wound healing/regeneration following application of rhGDF-5/ACS into one-wall intrabony defects in dogs. a dose range study

Abstract

[한글]Absorbable Collagen Sponge(ACS) Carrier를 이용한 recombinant human growth/differentiation factor-5 (rhGDF-5)의 적용은 치주조직의 재생에 있어서 우수한 치료법으로 평가된다. 이 실험의 목적은 3가지 다른 농도의 rhGDF-5/ACS를 성견의 일벽성 골내낭에 적용하여 치조골과 백악질 형성과 같은 치주조직의 치유와 재생의 정도를 비교하고자 하는 것이다.

15마리의 비글견에서 제 3소구치를 모두 발치한 뒤, 8주간의 치유기간이 지나고 제 2소구치 원심면과 제 4소구치 근심면에 5mm 깊이, 4mm 넓이의 일벽성 골내낭을 형성한다. 5마리는 좌, 우측에 각각 0, 100 μg rhGDF-5를 적용하고, 5마리는 1μg rhGDF-5를, 5마리는 20 μg rhGDF-5를 한 쪽 악에만 적용하였다. 8주간의 치유기간이 지난 뒤, 조직학적 분석과 조직계측학적 분석을 위하여 희생하였다.

조직학적 분석 결과, 신생백악질 형성에 있어서 대조군은 치주인대 섬유가 치근면에 평행하게 주행하는 반면, rhGDF-5/ACS를 처리한 실험군에서는 신생백악질에 평행하게 주행하는 것 외에도 수직으로 매입되는 혼합된 양상을 보였다. 또한 신생골은 농도가 증가할수록 보다 세포성분이 높으며 높은 밀도를 나타내었다.

조직계측학적 분석 결과, 3가지 다른 농도의 rhGDF-5/ACS를 적용한 모든 실험군이 신생 백악질 높이와 신생골 높이에 있어서 대조군에 비해 유의성 있는 증가를 보였으나 신생골 넓이에 있어서는 100μg rhGDF-5/ACS 군에서만 대조군에 비해 유의성 있는 증가를 보였다. 이에 대한 원인으로 첫째, 콜라젠 운반체의 공간유지 능력에 대한 한계성를 들 수 있으며 둘째, rhGDF-5의 농도가 증가할수록 신생골이 높은 골밀도 양상을 보이기 때문이라 해석할 수 있다.

3가지 다른 농도의 rhGDF-5를 적용한 실험군들 간에는 치주조직 재생에 있어서 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 또한 rhGDF-5/ACS를 적용한 모든 군에 있어서 치근흡수와 유착은 나타나지 않았다.

이러한 결과는 rhGDF-5/ACS가 문제점 없이 치조골 및 백악질 등의 치주조직의 재생 유도 물질로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

[영문]Recombinant human growth/differentiation factor-5 (rhGDF-5) in an absorbable collagen sponge (ACS) carrier is being evaluated as a candidate therapy for periodontal regeneration. The objective of this study was to evaluate alveolar bone and cementum regeneration, and aberrant healing events following surgical implantation of rhGDF-5/ACS using a periodontal defect model.

Bilateral 4 x 5 mm (width x depth) one-wall, critical-size, intrabony periodontal defects were surgically created at the mandibular second and fourth premolar teeth in 15 Beagle dogs. Contralateral defect sites in five animals received 0 (control) and 100μg rhGDF-5, respectively. Five animals received 1μg rhGDF-5 and another five animals received 20μg rhGDF-5 in unilateral defect sites followed by wound closure for primary intention healing. Contralateral sites received treatments reported elsewhere. The animals were euthanized following an eight-week healing interval for clinical, radiographic, and histometric evaluation.

Surgical implantation of rhGDF-5/ACS stimulated enhanced bone and cementum formation compared to control. New bone height and new cementum height was significantly greater in sites receiving rhGDF-5 than control.

However, no definitive dose dependent improvement was found in the periodontal regeneration.

rhGDF-5/ACS did not appear to be associated with aberrant healing events including root resorption and ankylosis under these simulated clinical conditions.

Surgical implantation of rhGDF-5/ACS may be used safely to support regeneration of alveolar bone and cementum in one-wall intrabony periodontal defects in dogs without complicating the regenerative procedure.