Kim, You-Kyoung;An, Yin-Zhe;Cha, Jae-Kook;Lee, Jung-Seok;Jung, Ui-Won;Choi, Seong-Ho
대한치과의사협회지
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제56권12호
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pp.667-685
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2018
Objectives: Aim of this study was to evaluate bone regenerative efficacy of a chemically cross-linked porcine collagen membrane (CM) when used in combination with highly soluble biphasic calcium phosphate (BCP). Materials and methods: Physiochemical properties of the experimental collagen membrane were analyzed. Four circumferential defects with diameter of 8 mm were created in each calvarium of New Zealand white rabbits (n = 10). Defects were randomly allocated to one of following 4 groups: 1) BCP-CM (BCP (20% hydroxyapatite/80% ${\beta}$-tricalcium phosphate) covered with the prepared collagen membrane), 2) BCP (only BCP used), 3) CM (only the prepared collagen membrane used), and 4) C (control; only blood clot). After 2 weeks (n = 5) and 8 weeks (n = 5), histologic and histomorphometric analyses were performed. Results: The experimental collagen membrane exhibited dense and compact structure, relatively high tensile strength and lower degradability. Histologic analyses revealed that new bone increased rapidly at 2 weeks, while defect was preserved at 8 weeks. Histomorphometric analyses revealed that the new bone areas increased in the BCP-grafted groups over 8 weeks, with BCP-CM exhibiting greater total augmented area than that of BCP group both at 2 weeks ($27.12{\pm}3.99$ versus $21.97{\pm}2.27mm^2$) and 8 weeks ($25.75{\pm}1.82$ versus $22.48{\pm}1.10mm^2$) (P < 0.05). Conclusions: The experimental collagen membrane successfully preserved localized defect for 8 weeks despite early rapid resorption of BCP. Within the study limitations, combined use of the chemically cross-linked porcine collagen membrane and highly soluble BCP aided localized bone regeneration.
Purpose: The aim of this study was to evaluate the bio-durability and bone regeneration capacity of the non-cross-linked collagen membrane in rabbit calvarial defect models. Materials and Methods: Four circular defects with 8 mm diameter were made in each of calvarium of 10 male rabbits. The following groups was randomly assigned to each defect - 1) Control, 2) membrane group containing non-cross-linked collagen membrane only (M), 3) bone graft group (B), 4) bone graft with membrane group (B+M). Animals were sacrificed and samples were harvested at 2 weeks (n=5) and 8 weeks (n=5). Histologic sections were prepared and histomorphometric analysis was performed. Result: Histologic results showed well adaptation of the non-cross-linked membrane on each defect and normal healing response at 2 weeks. At 8 weeks, the membranes were partially biodegraded. Histomorphometrically, B and B+M group showed the significantly greater total augmented area (B+M group, 10.44±1.49, P=0.016; B group, 9.13±0.53, P=0.032) and new bone formation (B+M group, 2.89±0.93, P=0.008; B group, 2.85±1.15, P=0.008) compared to control group. Collapsing of the central portion of the membrane, membrane group showed greater value in new bone formation at 8 weeks (1.78±0.68, P=0.032). Conclusion: Within the limitations of this study, the non-cross-linked collagen membrane fabricated using the improved decellularized method was shown to be effective for the regeneration of calvarial bone defects. In addition, prolonged barrier function might be provided using this collagen membrane.
Andrea Y. Lo;Roy P. Yu;Anjali C. Raghuram;Michael N. Cooper;Holly J. Thompson;Charles Y. Liu;Alex K. Wong
Archives of Plastic Surgery
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제49권6호
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pp.729-739
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2022
Cranioplasties are common procedures in plastic surgery. The use of tissue expansion (TE) in staged cranioplasties is less common. We present two cases of cranioplasties with TE and systematically review literature describing the use of TE in staged cranioplasties and postoperative outcomes. A systematic review was performed by querying multiple databases. Eligible articles include published case series, retrospective reviews, and systematic reviews that described use of TE for staged bony cranioplasty. Data regarding study size, patient demographics, preoperative characteristics, staged procedure characteristics, and postoperative outcomes were collected. Of 755 identified publications, 26 met inclusion criteria. 85 patients underwent a staged cranioplasty with TE. Average defect size was 122 cm2, and 30.9% of patients received a previous reconstruction. Average expansion period was 14.2 weeks. The most common soft tissue closures were performed with skin expansion only (75.3%), free/pedicled flap (20.1%), and skin graft (4.7%). The mean postoperative follow-up time was 23.9 months. Overall infection and local complication rates were 3.53 and 9.41%, respectively. The most common complications were cerebrospinal fluid leak (7.1%), hematoma (7.1%), implant exposure (3.5%), and infection (3.5%). Factors associated with higher complication rates include the following: use of alloplastic calvarial implants and defects of congenital etiology (p = 0.023 and 0.035, respectively). This is the first comprehensive review to describe current practices and outcomes in staged cranioplasty with TE. Adequate soft tissue coverage contributes to successful cranioplasties and TE can play a safe and effective role in selected cases.
Purpose: The purpose of this study was to evaluate the regenerative capacity of stem cells combined with bone graft material and a collagen matrix in rabbit calvarial defect models according to the type and form of the scaffolds, which included type I collagen matrix and synthetic bone. Methods: Mesenchymal stem cells (MSCs) were obtained from the periosteum of participants. Four symmetrical 6-mm-diameter circular defects were made in New Zealand white rabbits using a trephine drill. The defects were grafted with (1) group 1: synthetic bone (β-tricalcium phosphate/hydroxyapatite [β-TCP/HA]) and 1×105 MSCs; (2) group 2: collagen matrix and 1×105 MSCs; (3) group 3: β-TCP/HA, collagen matrix covering β-TCP/HA, and 1×105 MSCs; or (4) group 4: β-TCP/HA, chipped collagen matrix mixed with β-TCP/HA, and 1×105 MSCs. Cellular viability and cell migration rates were analyzed. Results: Uneventful healing was achieved in all areas where the defects were made at 4 weeks, and no signs of infection were identified during the healing period or at the time of retrieval. New bone formation was more evident in groups 3 and 4 than in the other groups. A densitometric analysis of the calvarium at 8 weeks post-surgery showed the highest values in group 3. Conclusions: This study showed that the highest regeneration was found when the stem cells were applied to synthetic bone along with a collagen matrix.
Purpose : This research evaluates the effect of the use of absorbable membrane barrier with deproteinized bovine bone (Bio-$Oss^{(R)}$, Switzerland) on bone healing in surgically created critical-sized defects in rat calvaria. Materials and Methods : Two standardized transosseous circular calvarial defects (5 mm in diameter) are made in each calvarium of 30 rats. These rats are divided into negative control group(n=15), positive control group(n=15) and two experimental groups(n=15). In the negative control group, defects are only filled with blood clots. In the positive control group, defects are filled with autogenous bone obtained from calvarium; in the experimental group 1, defects are filled with deproteinized bovine bone; and in the experimental group 2, defects are filled with deproteinized bovine bone with absorbable membrane. At the postoperative 1 week, 3 weeks. and 6 weeks, clinical. histologic and histomorphometric evaluations of the defects are performed. Results : 1. The grafted bone without membrane in the calvarial bone defect was scattered but, the grafted bone with membrane was stable. 2. $BioMesh^{(R)}$ membrane was absorbed beginning at 3 weeks, and was absorbed considerably at 6 weeks while maintaining the structural form of the membrane. 3. The use of membrane blocked soft tissue invasion. 4. In histomorphometric analysis. it showed the greatest amount of new bone formation in the positive control group. The amount of new bone formation was greater in the experimental group 2 than experimental group 1. At 6 weeks. the amount of new bone formation was greater in the positive control group than experimental group l(p<0.005). Conclusion : These results suggest that membrane increase the stability of grafted bone and protects from soft tissue invasion, and the use of the membrane may promote new bone formation in deproteinized bovine bone graft area.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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제36권6호
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pp.466-472
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2010
Introduction: This study examined the effect of recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP)-2 and $\beta$-tricalcium phosphate ($\beta$-TCP) on new bone formation in a rabbit calvarium using a rapid prototype titanium cap (RP Ti cap). Materials and Methods: Eight New Zealand white rabbits were used in this study. Hemispherical RP Ti caps (10 mm in diameter) were implanted subperiosteally on the rabbit calvaria. $\beta$-TCP was filled in the RP Ti cap in the control group, and rhBMP-2 soaked $\beta$-TCP was used in experimental group. The rabbits were sacrificed 2 and 4 weeks after the operation. The volume and pattern of newly formed bone was analyzed by micro computed tomography (CT). Results: Macroscopically, there were no abnormal findings in any of the animals. The micro CT images revealed new bone from the calvaria that expanded gradually toward the top of the titanium cap, particularly along the inner surface of the titanium cap in the experimental group at 4 weeks after grafting. There was no significant difference in new bone volume ratio between the control and experimental groups at 2 weeks after grafting. There was a statistically significant difference in the new bone volume ratio between the experimental ($14.1{\pm}1.8\;%$) and control ($7.2{\pm}1.5\;%$) groups at 4 weeks after grafting (P<0.01). Conclusion: The RP Ti cap can effectively guide new bone formation and rhBMP-2 can induce the new bone formation.
Purpose: The aim of this study was to assess the possible paracrine effect of bone morphogeneticprotein-2 (BMP-2) at the experimental site on the adjacent control site for validating a rabbit calvarial defect model as a means of verifying the effect of BMP-2. Methods: Sixteen rabbits were divided into two groups (n=8 in each) according to whether or not BMP-2 would be used. Two circular defects (8 mm in diameter) were created side by side, 2 mm apart, in the calvarium of all of the rabbits. In each animal, one of the defects was grafted with either BMP-2-loaded carrier or carrier material alone. The control defects adjacent to these grafted defects, designated CB (the nongrafted defect adjacent BMP-2-loaded carrier-grafted defect) and CC (the nongrafted defect adjacent to carrier only-grafted defect), respectively, were the focus of this study, and were filled only with a blood clot in all of the animals. Histologic observation and histomorphometric analysis were performed at 2 and 8 weeks (n=4 animals per point in time) after surgery. Results: There was no noteworthy difference in the healing pattern, and no statistically significant differences in histomorphometric parameters such as the defect closure, new bone area, or total augmented area between the CC and CB groups. Conclusions: The results of this study suggest that rabbit calvarial defects separated by a distance of 2 mm are suitable for evaluating the effects of BMP-2 and the control defect can be regarded not to be affected by BMP-2 applied defect.
Purpose: This study is performed to determine the effects of titanium cap with various sizes of pores on bone formation during guided bone regeneration (GBR). Methods: Calvaria from 10 adult male rabbits were chosen as the recipient sites. A trephine bur with a diameter of 10 mm was used to form one round groove on each side of sagittal suture of the cranium, and a round bur with a diameter of 1.5 mm was used to form 6 small holes on the inner circles of round grooves to induce bleeding. In the control group, bone graft was not conducted, and closed titanium cap was fixed in the round groove. Bone graft was not performed in groups 1 and 2, but fixed on titanium caps with 0.2 mm, and 0.5 mm sized pores, respectively. For groups 3, 4, and 5, a synthetic bone graft material (${\beta}$-tricalcium phosphate, Cerasorb$^{(R)}$, Germany) was transplanted, and titanium caps without pore, with 0.2 mm and 0.5 mm sized pore were fixed, respectively. The animals were sacrificed 4 weeks after, and clinical, radiographical, and histomorphometrical evaluation of bone regeneration was performed. Results: In all groups, there were no clinical signs of infection, inflammation or wound dehiscence. Radiographic evaluation revealed well-defined semi-circular radiopacity inside the titanium cap of groups 3, 4, and 5. Histologically, the inner surface of the hemisphere was evenly lined with newly formed bone tissue, as well as grafted bone material in the group 3. In groups 4 and 5, the insertion of connective tissue was observed along the inner surface. However, the overall surface area between the grafts with different holes yielded no statistical significance in the histomorphometrical evaluation. Conclusion: Although the total area of newly formed bone showed no significant difference, excellent bone formation tendency was observed histologically when closed caps were used with bone graft was accompanied.
This study was undertaken to investigate possibility of the allogenic type I collagen inducing osteoinduction or osteoconduction at critical sized bone defect in the rabbit. Twenty Newzealand white rabbit, weighted from 2.8 kg to 3.5 kg, were used in this study. The skull was exposed and two bony defects were created with diameter of 10 mm. Group I(n=10), the bony defects was grafted from the other side bone. Group II(n=10), the bony defects was grafted by the allogenic type I collagen with bone morphogenic protein(BMP). Group III(n=10), the bony defects was grafted by the allogenic type I collagen only. Group IV(n=10), the bony defects was lefted with no grafts. The grafted bones and allogenic type I collagen were investigated with radiologic densitometry, histologic analysis and immunohistochemistry after 12 weeks. No major difference was observed in the gross finding between Group I, II, III, but dura mater was exposed in bony defect,the Group IV. The radiologic study demonstrated more bony opacity in the Group I, but the other groups did not demonstrate a significant difference. In the histologic study, grafted bone edge was completely consolidated with original bone in group I and new bone ingrew into the grafted allogenic type I collagen(group II, III),but there is no bone regeneration from the original bony edge in the group IV. The percent of the new bone formation by cross-sectional area was considered statistically significant at a p value of less than 0.05(p<0.05). In the immunohistochemistry study about BMP antibodies, the group IV demonstrated osteogenic activity in front of advancing original bone edge, in which the osteoblast stained strongly for BMP antibodies, but other group does not demonstrated any osteoblastic expression. There was no immunologic rejection. In conclusion, this results do not demonstrate that the allogenic type I collagen is useful for bone substitute, but the characters of the collagen, such as pliability, easy-handling, sponge-like structure, are useful in interpositional bone graft substitutes. The further evaluation of long term results about the resorption, immunologic tissue reaction, response of applied tissue growth factor to the allogenic collagen is needed.
랑거한스세포 조직구증식증은 호산구성 육아종, Letterer-Siwe병, Hand-Schuller 증후군을 포함하는 질환으로 이전에는 조직구증식증 X로 명명되어 왔다. 이 질환의 임상적 양상은 다양하며, 기본적인 종양의 성질은 양성이나 파종되는 성질이 아주 강하다. 질환의 자연 경과는 예측할 수 없다. 하지만, 뼈에 생긴 단일 병변일 경우 광범위 절제를 통해서 완치율을 높일 수가 있다. 대부분의 랑거한스세포 조직구증식증 환자에서는 주로 두개골 천정에 골용해 병변이 나타나며, 드물게 두개골 기저부와 대퇴골을 침범하기도 한다. 늑골에 생기는 단일 병소의 랑거한스세포 조직구증식증은 비교적 드물다. 본 저자들은 늑골에 생기는 단일 병소의 랑거한스세포 조직구증식증 2예를 외과적 절제술로 치료하였기에 보고한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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