Periodontal healing using a collagen matrix with periodontal ligament progenitor cells in a dehiscence defect model in beagle dogs

Abstract

Objectives: To histologically characterize periodontal healing at 8 weeks in surgically created dehiscence defects in beagle dogs that received a collagen matrix with periodontal ligament (PDL) progenitor cells. Materials and methods: The bilateral maxillary premolars and first molars in 6 animals were used. Standardized experimental dehiscence defects were made on the buccal side of 3 premolars, and primary culturing of PDL progenitor cells was performed on the molars. Collagen matrix was used as a scaffold and a delivery system for PDL progenitor cells. The experimental sites were grafted with collagen matrix (COL), PDL progenitor cells with collagen matrix (COL/CELL), or left without any material (CTL). Histologic and histomorphometric analyses were performed after 8 weeks. Results: The defect height from the cementoenamel junction to the most apical point of cementum removal did not significantly different across the CTL, COL, and COL/CELL groups, at 4.57±0.28, 4.56±0.41, and 4.64±0.27 mm (mean ± standard deviation), respectively; the corresponding values for epithelial adhesion were 1.41±0.51, 0.85±0.29, and 0.30±0.41 mm (P<0.05), the heights of new bone regeneration were 1.32±0.44, 1.65±0.52, and 1.93±0.61 mm (P<0.05), and the cementum regeneration values were 1.15±0.42, 1.81±0.46, and 2.57±0.56 mm (P<0.05). There was significantly more new bone formation in the COL/CELL group than in the CTL group, and new cementum length was also significantly higher in the COL/CELL group. However, there were not significantly different in the width of new cementum among the groups. Conclusion: PDL progenitor cells carried by a synthetic collagen matrix may enhance periodontal regeneration, including cementum and new bone formation.

본 연구의 목적은 성견에서 외과적으로 형성한 열개결손 부위에 치주인대 전구세포와 콜라겐매트릭스를 적용하여 8후에 치주 치유의 조직학적 특성을 평가하는 것이다. 6마리의 성견에서 양측의 소구치와 제1대구치를 이용하였다. 인위적으로 형성한 규격화된 열개결손을 3개 소구치의 협측에 형성하였다. 대구치를 이용하여 치주인대 전구세포를 일차배양 하였다. 콜라겐매트릭스는 지지체와 치주인대 전구세포의 전달 매개로 사용되었다. 3개의 그룹으로 비교하였는데 그룹은 다음과 같다; 콜라겐매트릭스만 이용 (Collagen matrix, COL), 치주인대 전구세포를 적용한 콜라겐매트릭스 (PDL progenitor cells with collagen matrix, COL/CELL), 무처리 (Without any material, CTL). 8주의 치유기간 후 성견을 희생시켜 조직학적, 조직 계측학적 분석을 위한 시편을 제작하였다. 백악법랑 경계에서 백악질 삭제부의 첨단까지의 열개결손부 높이는 3개의 그룹에서 CTL 4.57±0.28, COL 4.56±0.41, COL/CELL 4.64±0.27mm을 나타내어 통계적으로 유의한 차이가 있지 않았다. 상피세포 부착은 CTL 1.41±0.51, COL 0.85±0.29, COL/CELL 0.30±0.41 mm을 나타내었고, 신생골 생성 높이는 CTL 1.32±0.44, COL 1.65±0.52, COL/CELL 1.93±0.61 mm을 보였으며, 백악질 생성 길이는 CTL 1.15±0.42, COL 1.81±0.46, COL/CELL 2.57±0.56 mm으로 모두 그룹간에 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 신생골 형성과 백악질 재생에 있어서 COL/CELL 그룹은 CTL 그룹보다 유의하게 높은 수치를 나타내었다. 그러나 생성된 백악질의 두께에 대하여는 그룹간에 차이를 나타내지 않았다. 치주인대 전구세포를 적용한 콜라겐매트릭스는 백악질과 신생골 형성을 포함한 치주조직 재생을 일으키는데 있어서 강화하는 역할을 할 것이다.