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Jun 01, 2023

탈회 상아질 기질(DDM)의 치유력과 골형성 패턴

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13140(2023) 이 기사 인용 195 측정항목 세부 정보 액세스 탈회 상아질 매트릭스(DDM)는 골전도성 및 골유도성 물질로 다음과 같습니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13140(2023) 이 기사 인용

195 액세스

측정항목 세부정보

탈회 상아질 기질(DDM)은 골전도성 및 골유도성 재료로 임상 응용에서 상악동저 확대술과 치조융선 확대술에 성공적으로 사용되었습니다. 이는 뼈 형태형성 단백질(BMP) 및 기타 성장 인자를 방출하여 DDM을 적합한 이식 재료로 만듭니다. 그러나 DDM의 과립형 입자로 인해 뼈 결손 부위에 고정하기가 어렵습니다. 본 연구의 목적은 동물 모델에서 중요한 뼈 결함으로 인한 뼈 치유에 대한 최적 비율의 DDM과 FG(Fibrin Glue) 조합의 생물학적 효과와 골유도성을 조사하는 것이었습니다. 마우스 조골 세포주(MC3T3-E1)를 다양한 비율의 DDM 및 FG와 함께 배양하여 알칼리성 포스파타제(ALP) 활성, 오스테오칼신(OC) 생산 및 광물성 결절 형성으로 나타나는 조골 세포 증식 및 분화에 대한 효과를 조사했습니다. . 그런 다음 DDM 또는 DDM-FG1(1g: 0.1ml) 및 DDM-FG2(1g: 0.5ml) 화합물을 이식하거나 공백으로 남겨둔 토끼 두개골 결함 모델에 대한 추가 연구를 위해 최적의 비율을 선택했습니다. 2, 4, 8, 12주 동안 연조직과 새로운 뼈 재생을 조사합니다. 다양한 치유 기간에 따른 전체 이식 특성을 평가하기 위해 Micro-CT 및 조직학 분석을 사용했습니다. 시험관 내 연구 결과에 따르면 1:0.1의 비율은 더 많은 ALP 활성과 광물화된 결절을 유도하는 반면, 1:0.5의 비율(DDM-FG 결합)은 특정 시점에서 더 많은 오스테오칼신(OC)을 유도하는 것으로 나타났습니다. 동물 모델에서는 모든 DDM-FG 처리군에서 3차원 신생골량이 2주, 4주, 8주, 12주차에 공백군에 비해 유의하게 더 컸습니다. 또한, 치유 기간 초기 몇 주 동안 다른 그룹에 비해 DDM-FG2에서 새로운 뼈의 양이 더 컸습니다. 조직학적 분석에서 DDM 입자 근처에 조골세포 클러스터가 형성되었으며 모든 그룹에서 새로 형성된 뼈가 관찰되어 DDM의 골유도 특성을 시사했습니다. 더욱이, 4주차에 관찰된 더 많은 새로운 콜라겐 합성은 DDM-FG2 그룹에서 조기 뼈 치유가 유도되었음을 시사했습니다. 이 연구는 최적의 비율에서 DDM-FG 화합물이 골 형성 활동과 뼈 재생을 향상시킨다는 것을 입증했습니다.

최근 뼈확대술에서는 다양한 형태의 뼈이식재가 적용되고 있다. 이들 재료 중에서, 전도성, 골유도성 및 골형성 성능을 입증한 자가골은 골이식의 표준으로 간주됩니다1. 그러나 과립형 골이식재는 이식된 부위에서 쉽게 분산되어 흩어지는 단점이 있습니다. 한 가지 해결책은 공간 유지 기능을 달성하기 위해 차단막과 결합하는 것입니다. 그럼에도 불구하고, 높은 비용과 윤리적인 측면에서 대체 선택은 제한적입니다. 따라서 이러한 단점으로 인해 대체 이식 재료로서 다른 뼈 대체물이 개발되었습니다.

DDM은 최근 뼈 이식 재료로 사용되는 상아질의 일종입니다. 이는 탈회된 후 발치된 치아에서 얻어지며 본질적으로 탈회된 상아질을 나타냅니다2,3. 상아질과 뼈의 기질은 구조가 다르지만 화학적 구성이 유사하며 뼈 기질과 마찬가지로 일관되게 뼈 형성을 유도할 수 있습니다4. 뼈와 상아질은 모두 약 18%의 콜라겐(대부분 I형 콜라겐), 2%의 비콜라겐성 단백질(NCP) 및 70%의 수산화인회석(HA)으로 구성된 광물화된 조직입니다. DDM은 뼈 형태형성 단백질(BMP), 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 인슐린 유사 성장 인자(IGF), 변형 성장 인자-β(TGF-β) 및 기본 섬유아세포 성장 인자와 같은 여러 가지 성장 인자를 방출할 수 있습니다. FGF)5,6. BMP는 다기능 사이토카인인 TGF-β 슈퍼패밀리에 속하는 가장 효과적인 뼈 유도 성장 인자입니다. BMP는 염증 단계, 혈관 신생, 굳은 살 형성 및 뼈 재형성과 같은 뼈 치유 과정의 여러 단계를 크게 유도할 수 있습니다7. VEGF는 내피 세포의 유도 효과를 통해 혈관 신생을 개선합니다8. TGF-β1은 골 결손 동물 모델에서 새로운 골 형성을 유도할 수 있으며9, BMPs10과 협력하여 골 형성 분화를 유도합니다. 이렇게 확인된 성장 인자는 혈관 신생을 촉진하는 것 외에도 골 결손 부위로의 세포 이동, 증식 및 분화를 촉진하여 골 합성 조골 세포를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.