• 제목/요약/키워드: Critical-sized defect (CSD)

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Stepwise verification of bone regeneration using recombinant human bone morphogenetic protein-2 in rat fibula model

  • Nam, Jung-Woo;Kim, Hyung-Jun
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제43권6호
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    • pp.373-387
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    • 2017
  • Objectives: The purpose of this study was to introduce our three experiments on bone morphogenetic protein (BMP) and its carriers performed using the critical sized segmental defect (CSD) model in rat fibula and to investigate development of animal models and carriers for more effective bone regeneration. Materials and Methods: For the experiments, 14, 16, and 24 rats with CSDs on both fibulae were used in Experiments 1, 2, and 3, respectively. BMP-2 with absorbable collagen sponge (ACS) (Experiments 1 and 2), autoclaved autogenous bone (AAB) and fibrin glue (FG) (Experiment 3), and xenogenic bone (Experiment 2) were used in the experimental groups. Radiographic and histomorphological evaluations were performed during the follow-up period of each experiment. Results: Significant new bone formation was commonly observed in all experimental groups using BMP-2 compared to control and xenograft (porcine bone) groups. Although there was some difference based on BMP carrier, regenerated bone volume was typically reduced by remodeling after initially forming excessive bone. Conclusion: BMP-2 demonstrates excellent ability for bone regeneration because of its osteoinductivity, but efficacy can be significantly different depending on its delivery system. ACS and FG showed relatively good bone regeneration capacity, satisfying the essential conditions of localization and release-control when used as BMP carriers. AAB could not provide release-control as a BMP carrier, but its space-maintenance role was remarkable. Carriers and scaffolds that can provide sufficient support to the BMP/carrier complex are necessary for large bone defects, and AAB is thought to be able to act as an effective scaffold. The CSD model of rat fibula is simple and useful for initial estimate of bone regeneration by agents including BMPs.

골다공증 유발 쥐에서 혈소판 농축 혈장이 골 재생에 미치는 영향 (Effect of platelet-rich plasma on bone regeneration in ovariectomized osteoporotic rats)

  • 조종문;강정경;서규원;류재준
    • 대한치과보철학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.16-27
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    • 2010
  • 연구 목적: 본 연구의 목적은 실험용 쥐의 초기 골 재생 과정에서 혈소판 농축 혈장 (platelet-rich plasma; PRP)이 난소호르몬 분비 유무에 따라 각각 어떤 효과를 나타내는지 확인 비교해 보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 실험용 쥐 40마리 중 20마리에는 난소절제술 (ovariectomy; OVX)을 시행하여 골다공증을 유발시킨 상태에서 골 이식을 하였고, 나머지 20마리에는 난소절제술 없이 골 이식을 하였다. 또, 난소절제술을 시행한 쥐 중 10마리와 난소절제술을 시행하지 않은 쥐 중 10마리에는 골 이식 시 골전도성 합성골 이식재인 $MBCP^{TM}$ (Micro-& macro-porous biphasic calcium phosphate)에 혈소판 농축 혈장을 첨가하여 적용하고, 아래와 같은 실험군으로 구분하였다. A군; 10마리의 non-OVX 쥐/골 이식재 ($MBCP^{TM}$). B군; 10마리의 non-OVX 쥐/골 이식재($MBCP^{TM}$)+PRP. C군; 10마리의OVX 쥐/골 이식재($MBCP^{TM}$). D군; 10마리의OVX 쥐/골 이식재($MBCP^{TM}$)+PRP. 모든 실험동물의 두 개관 정중부에 직경 8 mm 원형의 임계 크기 결함을 한 개씩 인위적으로 형성한 후, 임계 크기 결함 내부에 골 이식재 및 혈소판 농축 혈장을 적용하여 골 이식술을 실시하였다. 골이식 시행 4주 후에 실험 동물을 희생시켜 표본을 제작한 후, 광학현미경상을 관찰하고 기존에 형성한 임계 크기 결함 내부에 새롭게 침착된 신생골의 면적을 측정하여 그 측정값을 통계 분석하였다. 결과: 신생골 면적 측정값을 각 군 간 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 난소절제술이 시행되지 않은 정상 쥐에서는 혈소판 농축 혈장의 사용이 골 재생에 유의한 효과를 나타내지는 않았다 (p>.05). 2. 난소절제술이 시행된 골다공증 유발 쥐에서는 혈소판 농축 혈장의 사용이 골 재생에 유의한 효과를 나타내었다 (P<.05). 3. 혈소판 농축 혈장이 사용되지 않은 경우, 난소절제술이 시행된 골다공증 유발 쥐는 정상 쥐보다 골 재생 능력이 유의할 만큼 감소하였다 (P<.05). 4. 혈소판 농축 혈장이 사용된 경우, 난소절제술이 시행된 골다공증 유발 쥐라고 하더라도 정상 쥐보다 골 재생 능력이 유의할 만큼 감소하지는 않았다 (P>.05). 결론: 이상의 결과를 토대로, 골전도성 합성골 이식재와 함께 쓰인 혈소판 농축 혈장은 정상 쥐에서보다 난소절제술이 시행된 골다공증 유발 쥐에서 골 재생 및 치유에 더 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.