Lateral onlay grafting using different combinations of soft-type synthetic block grafts and resorbable collagen membranes in dogs

Abstract

연구 목적 이 연구는 수평적인 골소실 부위에 온레이 타입으로 골이식을 시행 시, 사용되는 연질 블록형 골이식재와 흡수성 차단막 효과를 평가 하는 것이다.

연구 방법 15 마리 성견의 양측 하악 P2～4를 발치한 후, 협측 부위 치조골에 수평골 (10mm x 10mm x 5mm) 삭제를 시행하였다. 8주간의 치유기간 이후 골결손 부위를 형성한 후 양측에 2개씩 훕수성 차단막과 두 가지 타입의 연질 블록형 골이식재를 이용하여 온레이 타입의 수평골 이식을 시행하였다. 골이식시 다음과 같이 네 가지 군으로 분류하였다. 대조군: 골이식술을 시행하지 않음. MP-BG 군: 첫 번째 타입의 연질 블록형 골이식재 [hydroxyapatite (HA): β-tricalcium phosphate (β-TCP) = 15:85]와 비가교성 흡수성 차단막(Non-cross-linked collagen membrane: NCCM) 사용, OC-BG 군: 두 번째 타입의 연질 블록형 골이식재 (HA:β-TCP = 60:40)와 비가 교성 흡수성 차단막 (NCCM)을 사용, MP-CM 군: 첫 번째 타입의 연질 블록형 골이식재와 가교성 흡수성 차단막 (Cross-linked collagen membrane: CCM)을 사용. 차단막은 두 개의 핀으로 고정하였다. 4, 8, 16주의 치유기간 후 희생시켜 조직 계측학적 분석을 위한 시편을 제작하였다. 치조제의 부피변화를 측정하기 위해서 콘빔형 전산화 단층촬영 (Cone-beam computed tomography scans)을 하였다. 또한, 조직 샘플을 레진포매한 후, Goldner trichrome stain 염색을 시행하였다. 염색된 조직샘플에 대한 전산화 스캔을 시행하였고, 스캔된 이미지를 바탕으로 조직학적 및 조직형태학적인 계측 (Histological and histomorphometric analyses)을 하였다. 이미지를 토대로 증가된 총 영역 [Total augmented area (TA)], 새롭게 형성된 치조골의 영역 [New-bone area (NBA)], 잔존된 이식재 영역 [Residual-bone-substitute area (RBA)], 섬유성 혈관 조직 영역 [Fibrovascular tissue area (FVA)]을 구분하여 분석하였다. 선형측정 (Linear measurement)을 위하여, 잔존 치아의 치축을 기준으로 치조골정에서부터 치근단 까지 가상선을 설정하였다. 이 선위에 0, 1, 2, 3, 4, 5㎜ 위치에서 가상선의 수직 으로 수평선을 설정하여, 증가된 총 조직의 길이 [Augmented tissue thickness (AGT)]와 새롭게 형성된 치조골의 길이 [Newly formed bone thickness (NBT)] 를 측정하였다.

결과 모든 군에서 임상적인 부작용은 없었다. 8 주와 16 주에서, OC-BG 군은 치조제 부피가 대조군 및 MP-BG 군보다 유의하게 높았다. 또한 새로운 치조골의 형성을 관찰하기 위해서 시행된 조직형태학적인 검사 결과 OC-BG 군의 TA값이 8주와 16주에서 대조군 보다 유의하게 높은 수치를 보였다. 특히 16주에서는 OC-BG의 NBA값은 대조군과 MP-BG군 보다 유의하게 높았다. 선형계측 분석결과 8주와 16주에서 OC-BG 군은 대조군에 비해, AGT1, AGT2, 그리고, AGT3의 수치에서 높은 유의성을 보였다. MP-CM군은 대조군에 비해 8주에서 NBT1, AGT0, AGT1, AGT2, AGT3의 값에서 유의성 있는 차이를 보였다. 4주와 8주 사이 MP-BG군에서는 NBT4와 AGT4 값에서, OC-BG군에서는 NBT5 값에서 유의성 있는 차이가 관찰되었다. MP-BG군과 MP-CM군에서 NBT4값은 4주와 비교했을 때, 8주에서 유의하게 감소하였다. 특히 MP-CM군은 AGT2와 AGT3의 값이 4주 보다 16주에서 많이 감소하였다. CCM과 NCCM의 흡수정도는 실험기간동안 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 4주에서 NCCM은 CCM에 비해서 차폐막안으로 혈관의 신생정도가 활발하게 나타났다. CCM은 NCCM 보다 차폐막의 형태가 보다 잘 유지되는 것을 볼 수 있었다. 16주에서는 두 차폐막 모두 많은 양이 흡수가 되었다.

결론 이 연구에서 온레이 타입 수평골 이식시 연질 블록형 골이식재와 흡수성 차단막을 함께 사용하는 경우에 더 많은 신생골이 형성되었고, 골재생의 양과 질이 높아지는 결과를 보였다.

Objectives: To observe the sequential healing of lateral onlay grafts in terms of volumetric and histological changes when using different combinations of synthetic soft-type block bone and resorbable collagen membranes.

Materials and Methods: A lateral onlay graft procedure was applied at the chronic narrow alveolar ridge of the mandible in 15 beagle dogs. The groups were allocated as follows: (i) empty control, (ii) onlay graft using soft-type block bone 1 [hydroxyapatite (HA): β-tricalcium phosphate (β-TCP) = 15:85] and a non-cross-linked collagen membrane (NCCM) (MP-BG group), (iii) onlay graft using soft-type block bone 2 (HA:β-TCP = 60:40) and NCCM (OC-BG group), and (iv) onlay graft using soft-type block bone 1 (HA:β-TCP = 15:85) and a cross-linked collagen membrane (CCM) (MP-CM group). Volumetric and histomorphometric analysis were performed at 4, 8 and 16 weeks postoperatively.

Results: No clinical complications occurred in any of the groups. The OC-BG group showed significantly larger total augmented volumes than the control and MP-BG groups after 8 and 16 weeks. The areas of new bone were significantly larger in the OC-BG group than the other groups at 16 weeks. The horizontal thickness of the augmented ridge was significantly larger in the OC-BG group than in the control group at 16 weeks. There was no significant difference in the degradation of NCCM and CCM during the experimental period.

Conclusion: The OC-BG group showed superior volume maintenance and osteogenic potential for up to 16 weeks compared to the other groups in an onlay graft model of the dog mandible despite the displacement of the bone graft.