돼지 창상 모델에서 지방 유래 줄기 세포가 창상의 인장 강도 회복에 미치는 영향

Abstract

배경 및 목표 흉터를 최소화하기 위해서는 봉합사를 가능한 조기에 발사하는 것이 필요하다. 봉합사가 오래 유지될 경우 흉터 주위에 흔적이 남게 되기 때문이다. 지방유래 줄기세포로 인해 상처회복이 촉진되어 상처의 긴장력이 조기에 회복된다면, 봉합사의 조기 발사가 가능할 것이다. 이번 연구를 통해 이를 실험적으로 확인하고 향후 임상적용의 가능성을 타진해 보고자 한다.

방법 돼지 3 마리의 등 양쪽에 3cm 길이 창상을 각각 7개씩 만들었다. 이 때 자체 제작한 장력계를 활용하여 창상 봉합시 필요한 장력이 각각 0.1kgf, 0.2kgf, 0.3kgf, 0.4kgf, 0.5kgf, 0.6kgf 이 되게끔 하였다. 각각의 창상을 봉합하였고, 한 쪽에는 식염수를 주입하고, 반대쪽에는 지방 유래 줄기 세포를 주사하였다. 3주, 4주, 9주 뒤 시점에 3 마리의 돼지로부터 창상 봉합의 수직 방향으로 피부를 절제하여 장력 및 흉터 조직 크기와 더불어 사이토카인 수치를 측정하였다.

결과 지방 유래 줄기세포는 상처의 인장 강도 회복을 촉진시키며, 이를 사용하여 인장력을 많이 필요로 하는 창상의 합병증을 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 또한 지방 유래 줄기 세포는 흉터 형성을 저해하는 사이토카인 분비에도 영향을 끼쳐 흉터 형성을 줄이고, 조기 봉합사 제거를 가능하게 할 것이다.

Background The recovery of wound tensile strength is an important part of the healing process. Faster recovery of tensile strength may enable fewer sutures to be applied on wounds and also may allow early removal of suture materials. Not much study has been done to identify the effect of stem cells on wound tensile strength regeneration. We attempted to determine the efficacy of ADSC on skin tensile strength recovery using a customized tensiometer.

Methods Seven 3cm skin excisions were made on the back of the pig on both sides, so that the tension needed for wound closure were 0.1kgf, 0.2kgf, 0.3kgf, 0.4kgf, 0.5kgf and 0.6kgf respectively. Three different timelines of 3 weeks, 4 weeks and 9 weeks after skin excision were set for tensile strength evaluation. Skin harvest was done by harvesting the skin in vertical strips 5mm x 35mm in size, followed by tensile strength measurement using customized tensiometer. Quantitative PCR analysis of cytokines along with histologic evaluation of scar width was also done.

Results The tensile strength recovery of ADSC injected group was enhanced compared to that of the control group, both in the high tension group and low tension group. According to the PCR analysis, the group with ADSC injection showed lower levels of TGF-β1, HSP-47 and higher levels of MMP-2, MMP-9 compared to that of the control group, especially in wounds with high tension. Scar width was greater in the control group compared to the ADSC injected specimen.

Conclusion ADSCs not only accelerate tensile strength in wounds but also modifies cytokine levels that lead to scar tissue attenuation. These positive effects of ADSCs in wound healing will eventually make it possible for early removal of sutures.