The effect of soft tissue substitutes in gingival hickening : histologic and volumetric analyses in dogs

Abstract

치은 이식술은 치아 주위 각화 조직의 두께와 폭을 증가시키고 퇴축된 치은 높이를 회복하는 데에 주로 이용되는 술식으로, 환자의 구강 내 공여부에서 채득한 자가 조직을 수여부에 이식하는 방식이 가장 널리 이용되고 있다. 자가 연조직 이식술은 높은 예지성과 장기적 안정성을 보인다는 장점이 있으나, 구강 내 두 군데 이상의 부위에서 수술이 진행되어야 하고, 술식의 난이도가 높다는 점이 환자와 술자 모두에게 단점으로 간주된다. 이러한 단점을 극복하고자 자가 연조직을 대신할 수 있는 동종 또는 이종 유래 재료들이 소개되어 왔고, 그 중 이종 유래 콜라겐 대체재는 유수의 기존 연구들에서 양호한 치은이식술 결과를 나타냈으나, 흡수 속도가 다소 빠름으로 인해 장기적 부피 안정성이 부족하다는 평가를 받고 있다. 재료의 흡수를 지연시키기 위해 콜라겐 섬유를 교차 결합 시키는 개념이 도입되어, 몇몇의 연구를 통해 결과가 보고되었으나, 치아 주위 연조직 두께 증강 면에서의 효과를 확인한 연구는 그 수가 아직 부족하다. 따라서 본 연구는, 성견의 하악 전치부 순측 치은에 교차 결합된 이종 유래 콜라겐 대체재를 이식한 후의 변화를 조직학적 그리고 부피계측학적으로 확인하는 데에 목적을 두었다. 두 종류의 서로 다른 이종 콜라겐 연조직 대체재를 시험군 이식 재료로 이용하였다. 성견 비글6마리를 대상으로 split-mouth 디자인을 통해 편측 하악 전치부에는 시험군 (BCCM군과 PCCM군)을, 반대측 하악 전치부에는 대조군 (B-control군과 P-control 군)을 배정하였다. BCCM 군의 경우, 편측의 하악 제3절치에 가교 결합이 된 소 유래 콜라겐 대체재 (bovine-derived cross-linked collagen matrix, BCCM)를 6mm (높이) x 4mm (폭) x 2mm (두께)의 크기로 이식하였고, PCCM 군의 경우, 편측의 하악 제1절치에 가교 결합이 된 돼지 유래 콜라겐 대체재 (porcine-derived cross-linked collagen matrix, PCCM)를 4mm (높이) x 4mm (폭) x 2mm (두께)의 크기로 이식한 뒤, 각각 반대편 치아 부위의 대조군 (B-control군과 P-control군)과 비교하였다. 이식 수술 12주 뒤 실험동물을 희생한 후, 조직학적 그리고 부피 계측학적 평가를 시행하였다. 시편 염색 후 광학 현미경을 통해 조직학적 관찰을 진행하고, 전체 연조직 (상피층 + 결합조직층), 전체 결합조직층, 치밀 결합조직층의 두께를 측정하였으며, 각화 상피 하방과 열구 상피 및 접합 상피 하방의 상피 돌기의 수 역시 계측하였다. 술전과 술후 10일, 4주, 8주, 12주에 인상 채득하여 만든 석고 모형을 3D 스캔한 뒤, 이를 통해 얻은 영상들을 중첩하여 부피 계측도 시행하였다. 각각의 시험군과 대조군의 통계적 비교를 위해, 조직학적 계측치는 대응 표본 t 검정을, 부피 계측치는 반복 측정 분산 분석을 시행하였다 (p<0.05). 조직학적 관찰 결과, 각각의 대조군과 비교하였을 때, BCCM군과 PCCM 군 모두 혈관 형성이 증가하였고, BCCM 군에서는 잔존 콜라겐 대체재가 관찰된 반면, PCCM 군에서는 잔존 대체재가 관찰되지 않았다. BCCM 군과 PCCM 군 모두 상피 돌기의 형태가 좁고 가느다란 형상으로 변화된 양상이 관찰되었고 그 수 역시 증가하였는데, 상피 돌기의 수는 각화 상피 하방 뿐만 아니라 열구 상피 및 접합 상피 하방에서도 증가한 양상이 확인되었다. 조직학적 계측 결과, 치은의 두께는 BCCM 군과 PCCM 군 모두 각각의 대조군과 비교하였을 때 증가하였으나, 통계적 유의 차는 BCCM 군에서만 확인되었다 (전체 연조직 두께: 1.36 ± 0.27 mm vs. 1.26 ± 0.34 mm; p<0.05). 이식 후 부피 변화 측면에서는 BCCM 군과 PCCM 군 모두 시간이 지남에 따라 부피가 감소하였고, BCCM 군과 PCCM 군 모두 각각의 대조군과 비교하여 이식 후 증가된 부피를 보였으나, 통계적으로 유의 차는 확인되지 않았다. 본 실험 결과는 가교 결합이 된 소 유래 콜라겐 대체재가 순면 치은 두께 증강 측면에서 효과적인 것으로 확인되었고, 치은 이식술 시 자가 연조직을 대체할 수 있는 가능성을 일부 확인하였다. 후속 연구를 진행함으로써, 본 실험 결과를 임상에 활용할 수 있도록 해야 할 것이다.

Purpose: To evaluate the histologic and volumetric changes of gingival tissues following grafting with collagen-based matrices at labial aspect of teeth in canines. Methods: Gingival augmentation was performed in the mandibular incisor area using two types of xenogeneic cross-linked collagen matrices (CCMs), bovine CCM for BCCM group and porcine CCM for PCCM group, whereas the contralateral sides remained untreated (B-control group and P-control group). Descriptive histology, histometric and volumetric analyses were performed after 12 weeks. For statistical comparison between each test group and respective control group, paired t-test was used for histometric analysis, and repeated-measured analysis of variance was used for volumetric analysis (p<0.05). Results: An increased number of rete pegs and an enhanced formation of new blood vessels were observed at both grafted sites compared to the corresponding control sites. There was statistically significant gain of horizontal thickness only in BCCM group (1.36 ± 0.27mm vs. 1.26 ± 0.34mm; p<0.05) compared to the B-control groups. Conclusion: BCCM was effective for gingival augmentation in terms of horizontal thickness at the labial aspect of teeth at 12 weeks post-surgery.