THE EFFECTS OF THE PLATELET-DERIVED GROWTH FACTOR-BB ON THE PERIODONTAL TISSUE REGENERATION OF THE FURCATION INVOLVEMENT OF DOGS

혈소판유래성장인자-BB가 성견 치근이개부병변의 조직재생에 미치는 효과

New techniques for regenerating the destructed periodontal tissue have been studied for many years. Current acceptable methods of promoting periodontal regeneration alre basis of removal of diseased soft tissue, root treatment, guided tissue regeneration, graft materials, biological mediators. Platelet-derived growth factor (PDGF) is one of polypeptide growth factor. PDGF have been reported as a biological mediator which regulate activities of wound healing progress including cell proliferation, migration, and metabolism. The purposes of this study is to evaluate the possibility of using the PDGF as a regeneration promoting agent for furcation involvement defect. Eight adult mongrel dogs were used in this experiment. The dogs were anesthetized with Pentobarbital Sodium (25-30 mg/kg of body weight, Tokyo chemical Co., Japan) and conventional periodontal prophylaxis were performed with ultrasonic scaler. With intrasulcular and crestal incision, mucoperiosteal flap was elevated. Following decortication with 1/2 high speed round bur, degree III furcation defect was made on mandibular second(P2) and fourth(P4) premolar. For the basic treatment of root surface, fully saturated citric acid was applied on the exposed root surface for 3 minutes. On the right P4 20ug of human recombinant PDGF-BB dissolved in acetic acid was applied with polypropylene autopipette. On the left P2 and right P2 PDGF-BB was applied after insertion of ${\beta}-Tricalcium$ phosphate(TCP) and collagen (Collatape) respectively. Left mandibular P4 was used as control. Systemic antibiotics (Penicillin-G benzathine and penicillin-G procaine, 1 ml per 10-25 1bs body weight) were administrated intramuscular for 2 weeks after surgery. Irrigation with 0.1% Chlorhexidine Gluconate around operated sites was performed during the whole experimental period except one day immediate after surgery. Soft diets were fed through the whole experiment period. After 2, 4, 8, 12 weeks, the animals were sacrificed by perfusion technique. Tissue block was excised including the tooth and prepared for light microscope with H-E staining. At 2 weeks after surgery, therer were rapid osteogenesis phenomenon on the defected area of the PDGF only treated group and early trabeculation pattern was made with new osteoid tissue produced by activated osteoblast. Bone formation was almost completed to the fornix of furcation by 8 weeks after surgery. New cementum fromation was observed from 2 weeks after surgery, and the thickness was increased until 8 weeks with typical Sharpey’s fibers reembedded into new bone and cementum. In both PDGF-BB with TCP group and PDGF-BB with Collagen group, regeneration process including new bone and new cementum formation and the group especially in the early weeks. It might be thought that the migration of actively proliferating cells was prohibited by the graft materials. In conclusion, platelet-derived growth factor can promote rapid osteogenesis during early stage of periodontal tissue regeneration.

치주질환 진행의 최종적인 결과는 하반 지지조직의 소실로 치아상실을 초래하는 것이다. 이러한 치주질환의 이상적인 치유형태는 부착상실 예방을 비롯 상실된 조직의 재상 즉 신생 치조골과 백악질이 형성되고 두 조직사이에 치주인대가 재형성되는 것이다. 최근까지의 치주조직재생을 위한 처치법으로 이환된 병소부의 단순제거, 치관변위판막술, 약제의 치근면처리법, 조직유도재생술, 골전도물질 삽입, 골유도 혹 골형성물질 사용등 다양한 방법이 제시되었으나 아직 이상적인 치료법은 밝혀지지 않고 있다. 치아지지의 가장 중요한 역할을 하는 치조골의 재생에 대해 많은 연구들과 아울러 조직화학적 연구에서 Polypeptide Growth Factor(PGF) 가 다양한 종류의 세포증식과 이주 및 기질합성에 촉진효과가 있다고 하여 조직재생에 사용 가능성이 보고된 바 있었다. 이 PGF중 혈소판유래성장인자가 섬유아세포와 골아세포의 유사분열 및 단백질합성에 촉진작용이 있으며 조직재생에 영향을 미친다는 보고도 있었다. 본 연구의 목적은 총 8 마리의 실험동물을 이용하여 치근이개부병변을 형성한 후 혈소판유래성장인자를 처리하고 기존 조직결손부에 사용하였던 Tricalcium Phosphate(TCP) 와 콜라젠을 성장인자 함유매개체로 하여 이개부병변에 병용삽입한 경우 치유과정에 미치는 효과를 규명하여 임상적용의 가능성을 규명하고 실제 임상적용방법을 개발할 목적으로 실시하였다. 실험동물 Pentobarbital Sodium으로 전신마취를 시킨후, 초음파치석제거기등을 이용하여 구강위생을 청결하게 한 다음, 치은열구절개를 이용하여 전층판막을 형성하였다. 피질골과 치조골을 삭제하고 형성된 이개부 결손부에 치근면활택술을 시행하였으며, 구연산으로 치면처리 후, 계획된 재료를 삽입하고, 치관변위판막술과 유사한 형태의 봉합을 시행하였다. 실험동물을 2, 4, 8, 12 주에 관류고정과 아울러 회생시켜 악골을 채취하고 통법에 의해 후고정, 탈회, 탈수과정을 거쳐 파라핀으로 포매한 후 $7{\mu}m$두께로 절편하고 H & E 염색후 광학현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. PDGF-BB 만 처리한 군에서는 2주 소견에서부터 결손부 전체에 걸쳐 활성도가 높은 조골세포들이 균일하게 분포하면서 이들로부터 생성된 골양조직이 기초적인 골소주의 형태를 이루고 있음이 관찰되었으며 그후 매우 빠른 골형성이 계속되어 8주 소견에서는 결손부 정상에 이르기까지 성숙된 치밀골이 채워져 있었다. 신생골형성의 전반적 형태는 치근면의 외형에 따라 치근이개부상단부로 형성되는 양상이었다. PDGF-BB 군에서 신생백악질의 형성은 2주소견 에서는 미약하였으나 4주이후 치근면에 수직으로 배열된 교원섬유들과 함께 균일한 두께로 형성되기 시작하여, 8주에 이르러서는 비 손상부위에서보다 더욱 두터운 신생백악질이 형성되었고 전형적인 샤피스씨 섬유가 완성되어 있음이 관찰되었다. PDGF-BB와 TCP를 병용한 경우 및 PDGF-BB와 콜라젠을 병용한 경우에서는 PDGF-BB군에 비해 신생골 및 신생백악질의 형성, 치주인대강의 발달이 상대적으로 미약하였으며 이러한 현상은 수술후 초기단계에서 더욱 두드러져 함유매개체로서의 기능을 기대하였던 이들 이식재들이 도리어 급속하게 분화 증식되는 세포들의 이동에 장애물로서 작용하는 것으로 나타났다. 결론적으로 PDGF-BB의 치근면 처리가 치근이 개부병변 치료에 있어 전반적으로 조직재생의 속도가 빠르고 그 치유양상도 시간경과에 따라 치주조직 고유형태로 진행됨이 관찰되어 동일 병소치료에 응용가능성을 확인하였다. 또한 차후 결손부에 주입방법과 성장인자의 관리법 및 적용량 그리고 적응중의 규명을 위해 연이은 연구가 있어야 할것으로 사료된다.