Alveolar ridge preservation using collagenated bone substitutes in two-wall-damaged extraction sockets: an in vivo experimental study

Abstract

Alveolar ridge preservation using collagenated bone substitutes in two-wall-damaged extraction sockets: an in vivo experimental study Seungho Jeong, B.S., D.M.D. Department of Dentistry The Graduate School, Yonsei University (Directed by Professor Jung-Seok Lee, D.D.S., M.S.D., PhD.) Aim: To determine healing outcomes following alveolar ridge preservation (ARP) with two types of collagenated bone substitutes (cross-linked [CL-CB] and non-cross-linked [NCL-CB]) in two-wall-damaged extraction sockets in dogs. Materials and Methods: Two-wall defects were surgically created in seven beagle dogs and treated in three experimental groups: (i) no grafting (control group), (ii) socket filled with deproteinized bovine bone material and a non-cross-linked collagen matrix (NCL-CB group), and (iii) socket filled with deproteinized porcine bone material and a cross-linked collagen matrix (CL-CB group). One animal was sacrificed after 1 week of healing for tissue assessments using the quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction, and the other six were sacrificed after 8 weeks of healing for microcomputed tomography and histological analyses. Results: The alveolar ridge dimensions showed comparable reductions after tooth extraction across both experimental groups (NCL-CB and CL-CB) and the control group. Qualitative histological analyses revealed that significantly less mineralized tissue formed in both the NCL-CB and CL-CB groups than in the control group (p < 0.05). There were no significant differences in the histological and radiographic results between the two types of collagenated bone substitutes groups (NCL-CB and CL-CB). Compared with the control group, both collagenated bone substitutes groups exhibited moderate increases in the expression levels of vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor-2. Conclusion: ARP using either cross-linked or non-cross-linked collagenated bone substitute might not be particularly effective in preserving the alveolar ridge dimensions and reducing mineralized tissue formation in two-wall-damaged extraction sockets.

2벽성으로 파괴된 발치와 처치 시 콜라겐 함유 골이식재의 치조제 보존 효과에 관한 전임상연구 <지도교수 이 중 석> 연세대학교 대학원 치의학과 정 승 호 성견에서의 전임상연구를 통한 과학적 근거를 바탕으로 치조제 보존술은 부피 유지 (골전도성) 이종골 이식재의 도입과 함께 발전되었다. 최근 콜라겐 함유 골이식재는 쉬운 조작성과 재료 본연의 안정성 때문에, 치조제 보존술 뿐만 아니라 다양한 치과 영역에서 사용되고 있다. 콜라겐 함유 골이식재의 치조제 보존술에 대한 효과는 건전한 발치와에서 그 효과가 입증되었다. 하지만 임상 환경에서 만나게 되는 다양한 유형의 파괴된 발치와에 대한 골이식 후 치유 과정에 대한 근거가 제한적이다. 입자형 이종골 이식재는 이전의 여러 파괴된 발치와 모델에서 치조제 보존을 할 수 있다고 평가되었다. 그러나 파괴된 발치와에서의 콜라겐 함유 골 이식재의 치조제 보존에 관한 연구가 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 성견에 2벽성으로 파괴된 발치와 모델을 형성하여 두 종류의 콜라겐 함유 골이식재를 이식한 후 치유 결과를 방사선학적 및 조직학적으로 평가하는 것을 목적으로 하였다. 7마리 성견의 하악 편측의 제2, 3, 4 소구치를 편측 절단하고 원심 치근을 발거한 후, 협측 및 설측 골벽을 외과적으로 삭제하여 2벽성 골 결손부를 형성했다. 대조군(Control)에는 어떠한 처치도 하지 않았고, 실험군 1(NCL-CB)에는 비가교성 콜라겐 기질을 혼합한 탈단백 소 유래 골이식재를 이식하였고, 실험군 2(CL-CB)에는 가교성 콜라겐 기질을 혼합한 탈단백 돼지 유래 골이식재를 이식하여 치조제 보존술을 시행하였다. 1주일 후 콜라겐 함유 골이식재의 성장인자 방출 효과를 평가하기 위해 한 마리의 성견을 대상으로 정량적 역전사 중합효소 연쇄 반응을 시켰다. 나머지 6마리의 성견은 치유 8주 후에 방사선학적 및 조직학적 분석을 시행했다. 치근을 발거하지 않은 근심측과 치조제 보존술을 시행한 원심측의 방사선 및 조직 영상을 중첩하여 치조제의 면적 변화량을 계측하였다. 실험군과 대조군은 모두 Kolmogorov-Smirnov 검정에서 정규 분포를 따랐으며, 방사선학적 및 조직학적 계측치의 통계적 비교는 ANOVA 검정으로 시행하였다 (p < 0.05). 8주간의 치유 동안 모든 개체는 특별한 합병증 없이 양호한 치유를 보였다. 방사선학적 및 조직학적 계측 결과, 근심측 치조제 면적에 대한 실험 부위(원심측)의 치조제 면적의 변화량은 대조군과 실험군 간에 통계적으로 유의한 차이가 확인되지 않았으며 (55.41±12.95%, 83.29±24.96%, 73.46±16.59%), 치조제의 면적의 감소가 나타났다. 두 실험군의 결손 부위에 대한 광화 조직 형성은 대조군에 비해 통계적으로 유의미하게 적었다 (p < 0.05). 두 실험군 간의 조직학적 및 방사선학적 분석 시 유의미한 차이는 없었다. 술 후 1주에서, 두 실험군은 대조군과 비교하여 혈관내피세포 성장인자 (Vascular endothelial growth factor, VEGF)와 섬유아세포 성장인자-2 (Fibroblast growth factor-2, FGF-2)의 발현 수준이 증가되었다. 결론적으로 2벽성으로 파괴된 발치와에서 두 종류의 콜라겐 함유 골이식재의 사용은 제한적인 치조제 보존과 감소된 광화 조직 형성을 보인다.