Effects of rhBMP-2 with various carriers on bone regeneration in rat calvarial defect

치의학과/석사[한글] 본 연구에서는 외과적으로 형성된 백서 두개골 결손부에서 rhBMP-2를 각각 다른 매개물질들과 함께 적용하여 봄으로써, 골 형성능력이 가장 뛰어난 매개체를 알아보고자 하는 것이다.60마리의 백서 두개골에 지름 8mm의 원형결손을 형성하고, 모두 6개의 집단으로 나누어 2주와 8주에 각각 5마리씩 희생하였다. 대조군으로는 아무것도 처리하지 않은 것을 외과적 대조군으로, 흡수성 콜라겐 막을 적용한 군을 매개체 대조군으로 설정하였다. 실험군으로는 rhBMP-2를 단독으로 적용한 것을 실험1군, rhBMP-2와 함께 흡수성 콜라겐 막(Collatape？)을 적용한 것을 실험2군, 합성골 이식재(MBCP？)와 함께 적용한 군을 실험3군, 이종골 이식재(Bio-Oss？)와 함께 적용한 군을 실험 4군으로 설정하였다.각 집단에 대한 임상적 관찰 및 조직학적 관찰, 조직계측학적 분석이 이루어졌으며, 실험 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.1. 신생골 형성에 있어서 rhBMP-2를 매개체와 함께 적용한 경우, rhBMP-2를 적용하지 않거나 혹은 단독으로 적용한 경우보다 골유도효과가 뚜렷이 증가하였다.2. rhBMP-2의 매개체로서 이종골이식재나 합성골이식재를 적용한 경우 양적인 면에서 신생골의 형성이 두드러지고, 질적인 면에서는 흡수성 교원질막에서 골밀도가 더 높게 나타났다.3. 모든 군에서 8주 경과시에 2주보다 골의 밀도가 더 증가하였다.4. rhBMP-2를 단독으로 적용한 경우는 대조군에 비해 신생골의 양이나 밀도면에서 유의성있는 증가를 보이지 않았다.5. 이종골이식재나 합성골이식재는 8주가 지나서도 잔존하여 신생골로 대체되지 않는 부분이 남아있었다.이러한 연구결과는 rhBMP-2가 골형성에 있어서 훌륭한 유도물질이 될 수 있으며, 이러한 역할을 수행하기 위해서는 반드시 매개체가 필요함을 보여준다. 그리고 초기 골의 부피 증가를 위해서는 이종골이나 동종골이식재가 유리하지만, 골의 밀도 증가에는 흡수성 콜라겐 막이 더 뛰어남을 제시해준다. 앞으로의 연구는 매개체에서 rhBMP-2가 유출되는 기전 및 환경과 이를 통하여 가장 이상적인 매개체를 개발하는데 초점이 맞춰질 것이다. [영문]Bone morphogenetic protein (BMP) is a potent differentiating agent for cells of the osteoblastic lineage. It has been used in the oral cavity under a variety of indications and with different carriers. However, the optimal carrier for each indication is not known. This study evaluated the bone regenerative effect of rhBMP-2 delivered with different carrier systems.8mm critical-sized rat calvarial defects were used in 60 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into 6 groups containing 10 animals each. Two groups were controls that had no treatment and absorbable collagen membrane only. 4 groups were experimentals that contained rhBMP-2 only and applied with absorbable collagen spongy, MBCP, Bio-Oss each. The histological and histometric parameters were used to evaluate the defects after 2- or 8-week healing period. The shape and total augmented area were stable in all groups over the healing time. The results were as follows:1. New bone formation was significantly greater in the rhBMP-2 with carrier group than control group.2. rhBMP-2/ACS was the highest in bone density but gained less new bone area than rhBMP-2/MBCP？ and rhBMP-2/Bio-Oss？.3. The bone density after 8 weeks was greater than that after 2 weeks in all groups.4. rhBMP-2 alone failed to show the statistically significant difference in new bone area and bone density compared to control group.5. MBCP？ and Bio-Oss？ particles remained after 8 weeks healing period.These results suggest that rhBMP-2 with carrier system is an excellent inductive agent for bone formation and we can use it as the predictable bone tissue engieering technique. Future study will likely focus on the kinetics of BMP release and development of carriers that is ideal for it.ope