Cartilage defects are common and painful conditions that affect people of all ages. Although many techniques have developed, none of the current available treatment options is satisfactory. Recent advances in biology and materials science have pushed tissue engineering to the forefront of new cartilage repair techniques. The purpose of this study is to determine effective regeneration method for tissue-engineered cartilage. A serum free medium was developed for cartilage tissue engineering. Chondrocyte passage number was found to influence greatly on cartilage tissue formation in vivo. Injectable, biodegradable polymer matrix was developed for chondrocyte transplantation through injection. Transplantation of chondrocytes mixed with the injectable matrices resulted in the cartilage formation in nude mice's subcutaneous sites and rabbit knees. This study may lead to the development of tissue-engineered cartilage appropriate for clinical applications.
Background The septal cartilage is the most useful donor site for autologous cartilage graft material in rhinoplasty. For successful nasal surgery, it is necessary to understand the developmental process of the nasal septum and to predict the amount of harvestable septal cartilage before surgery. Methods One hundred twenty-three Korean patients who underwent three-dimensional (3D) facial bone computed tomography (CT) were selected for evaluation of the midsagittal view of the nasal septum. Multiple parameters such as the area of each component of the nasal septum and the amount of harvestable septal cartilage were measured using Digimizer software. Results The area of the total nasal septum showed rapid growth until the teenage years, but thereafter no significant change throughout the lifetime. However, the development of the septal cartilage showed a gradual decline due to ossification changes with aging after puberty in spite of a lack of change in the total septal area. The area of harvestable septal cartilage in young adults was $549.84{\pm}151.26mm^2$ and decreased thereafter with age. Conclusions A 3D facial bone CT scan can provide valuable information on the septal cartilage graft before rhinoplasty. Considering the developmental process of the septal cartilage identified in this study, septal surgery should not be performed until puberty due to the risk of nasal growth impairment. Furthermore, in elderly patients who show a decreased cartilage area due to ossification changes, septal cartilage harvesting should be performed carefully due to the risk of saddle nose deformity.
Yoo, Hyokyung;Yoon, Taekeun;Bae, Hahn-Sol;Kang, Min-Suk;Kim, Byung Jun
대한두개안면성형외과학회지
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제22권5호
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pp.260-267
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2021
Background: Elastic ear cartilage is a good source of tissue for support or augmentation in plastic and reconstructive surgery. However, the amount of ear cartilage is limited and excessive use of cartilage can cause deformation of the auricular framework. This animal study investigated the potential of periosteal chondrogenesis in an ear cartilage defect model. Methods: Twelve New Zealand white rabbits were used in the present study. Four ear cartilage defects were created in both ears of each rabbit, between the central artery and marginal veins. The defects were covered with perichondrium (group 1), periosteum taken from the calvarium (group 2), or periosteum taken from the tibia (group 3). No coverage was performed in a control group (group 4). All animals were sacrificed 6 weeks later, and the ratio of neo-cartilage to defect size was measured. Results: Significant chondrogenesis occurred only in group 1 (cartilage regeneration ratio: mean±standard deviation, 0.97±0.60), whereas the cartilage regeneration ratio was substantially lower in group 2 (0.10±0.11), group 3 (0.08±0.09), and group 4 (0.08±0.14) (p= 0.004). Instead of chondrogenesis, osteogenesis was observed in the periosteal graft groups. No statistically significant differences were found in the amount of osteogenesis or chondrogenesis between groups 2 and 3. Group 4 showed fibrous tissue accumulation in the defect area. Conclusion: Periosteal grafts showed weak chondrogenic potential in an ear cartilage defect model of rabbits; instead, they exhibited osteogenesis, irrespective of their embryological origin.
Background: The aim of this study is to develop a two-stage training module using radish and swine scapular cartilage for carving ear cartilage. Methods: In the first stage, white radish was cut in 3-6 mm thick slices. The ear cartilage framework was carved using a graver and the helix and antihelix were fixed with pins. In the second stage, swine scapular cartilage was obtained. The thickness varied 3-6 mm. The ear cartilage framework was made. And triangular fossa and scaphoid fossa were carved with graver. A curvilinear cartilage for helix was assembled to the framework by pin fixing. Six participants were recruited for an ear reconstruction training workshop and figures of the cartilage framework were provided. Participants were asked answer the pre-workshop questionnaire and post-workshop questionnaire on a Likert scale to rate their satisfaction with the outcome. Results: On the pre-workshop questionnaire, participants indicated that they did not have sufficient knowledge and skill for fabricating the ear cartilage framework (1.5±0.5 using white radish; 1.3±0.5 using swine scapular cartilage). On the post-workshop questionnaire, participants responded that they had learned useful knowledge from this workshop, reflecting a significant improvement (3.8±1.0 using white radish; 4.0±1.1 using swine scapular cartilage). They also indicated that they had become somewhat confident in this skill (4.2±0.8 using white radish; 4.3±0.5 using swine scapular cartilage. The participants generally found the workshop satisfactory (practically helpful, 4.7±0.5; knowledge improved, 4.8±0.4; satisfied with course, 4.5±0.5; would recommend to others, 4.8±0.4). Conclusion: This model can be useful for ear reconstruction training for medical personnel.
골관절염은 관절연골 침식의 진행을 특징적으로 보이는 질환으로 관절운동 중에 통증을 증가시키고 기계적 스트레스를 견디는 능력을 감소시켜 결과적으로 관절의 가동성과 기능을 저하시킨다. 외상 또는 퇴행성으로 인한 관절연골의 손상이 일반적 관절염의 주요 원인으로 생각되며 이러한 관절연골 손상의 재생에 관한 수많은 연구와 시도들이 현재까지 진행되어 오고 있다. 현재까지 연골 손상의 경우 미세골절술과 자가연골세포 이식술이 일반적인 수술적 치료방법으로 제시되어 왔으나 비교적 양호한 임상 결과에도 불구하고 정상 유리연골의 생성이 미흡하여 시간이 경과하면서 결과가 악화되는 등 단점이 있다. 이를 보완하기 위하여 줄기세포 기반 치료법이 개발되었다. 이 종설에서는 현재 사용되는 다양한 연골 재생 방법들의 장단점 및 결과에 대해 요약하고 특히 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cells) 기반 연골 재생 치료법을 논하고 나아가 이상적인 미래 연골 재생 치료법에 대해서도 고민해보고자 한다.
Purpose: To analyze relation between age or parameters measured before operation and cartilage erosion of the first metatarsal head measured during operation. Materials and Methods: The study was targeted at 56 patients and 79 feet, who underwent Scarf osteotomy or Scarf and Akin osteotomy from November 2009 through November 2010, and whose cartilage lesion of the first metatarsal head referred to the cartilage grade III or IV of the International Cartilage Repair Society. The measurement parameters were age, hallux valgus angle, intermetatarsal angle (1~2), tibial sesamoid position, proximal articular set angle and distal articular set angle. The cartilage erosion of the first metatarsal head was measured by one surgeon using cellophane. Occupancy rate and frequent involved sites of the cartilage erosion were recorded using Auto$CAD^{(R)}$ and adobe Illustrator CS4 program. SPSS correlation test and T-test were used for statistical analysis of the parameters and the cartilage erosion. Results: The cartilage erosion was incurred frequently in the sagittal groove and the site where subluxation or dislocation of the tibial sesamoild bone occurred but frequent involved sites had no statistical significance with cartilage erosion. The age showed a statistical significance with the cartilage erosion in the correlation test (p=0.003). Especially, the group of over 51 year old patients was turned out to have association with the cartilage erosion, compared to the group of below 51 (p=0.007). But, hallux valgus angle, intermetatarsal angle (1~2), tibial sesamoid position, proximal articular set angle and distal articular set angle were no statistical significance with the cartilage erosion. Conclusion: We found the more the age of patients increased (especially above 51), the more cartilage erosion increased. And it is thought that we pay attention to reduce tibial sesamoid bone.
Background & Objective: Articular cartilage is a potential target for drugs designed to inhibit the activity of matrix metalloproteinases (MMPs) to stop or slow the destruction of the proteoglycan and collagen in the cartilage extracellular matrix. The purpose of this study was to investigate the effects of Aralia cordata Thunb. in inhibiting the release of glycosaminoglycan (GAG), the degradation of collagen, and MMP activity in rabbit articular cartilage explants. Methods : The cartilage-protective effects of Aralia cordata Thunb. were evaluated by using glycosaminoglycan degradation assay, collagen degradation assay, colorimetric analysis of MMP activity, measurement of lactate dehydrogenase activity and histological analysis in rabbit cartilage explants culture. Results : Interleukin-la (IL-1a) rapidly induced GAG, but collagen was much less readily released from cartilage explants. Aralia cordata Thunb. significantly inhibited GAG and collagen release in a concentration-dependent manner. Aralia cordata Thunb. dose-dependently inhibited MMP-3 and MMP-13 expression and activities from IL-1a-treated cartilage explants cultures when tested at concentrations ranging from 0.02 to 0.2 mg/ml. Aralia cordata Thunb. had no harmful effect on chondrocytes viability or cartilage morphology in cartilage explants. Histological analysis indicated that Aralia cordata Thunb. reduced the degradation of the cartilage matrix compared with that of IL -1a-treated cartilage explants.
The goal of auricular cartilage harvest is to obtain a sufficient amount for reconstruction and to minimize the change in ear shape. The cartilage can be harvested by a posterior or anterior approach, and each method has advantages and disadvantages. The posterior approach presents the advantage of scar concealment, but there are limits to the amount of cymba cartilage that may be harvested. In contrast, the anterior approach may cause a noticeable scar. However, as cartilage is collected, the anterior approach provides a view that facilitates the preservation ear structure. In addition, it is possible to obtain a greater amount of cartilage. From January 2014 to December 2015, we harvested auricular cartilage graft material in 17 patients. To prevent the development of trapdoor scars or linear scar contracture, short incisions were made on the superior border of the cymba and cavum. Two small and narrow incisions were made, resulting in suboptimal exposure of the surgical site, which heightens the potential for damaging the cartilage when using existing tools. To minimize this, the authors used a newly invented ball-type elevator. All patients recovered without complications after surgery and reported satisfaction with the shape of the ear.
Mechanically deformed cartilage undergoes a temperature dependent phase transformation resulting in reshaping of cartilage. Laser-assisted cartilage reshaping (LCR) is recently introduced to recreate the underlying cartilage framework in structures such as ear, larynx, trachea, and nose. However, this procedure has not been fully supported by confirmed efficacy because of the lack of scientific research and its safety issues. The purpose of this study is to evaluate current laser sources to determine optimal laser wavelength for LCR using mathematical simulations and investigate optical, thermo-mechanical, and backscattering properties of cartilage after laser irradiation. The results showed that 1444 nm wavelength was effective for reshaping of cartilage with minimal thermal damage in the surrounded tissues by monte carlo simulations. Analysis of bend angle changes, thermo-mechanical characteristics, and backscattered properties may be useful to better identify the biophysical transformation responsible for stress relaxation in cartilage and develop an optical feedback control methodologies.
Background Alar retraction is a challenging condition in rhinoplasty marked by exaggerated nostril exposure and awkwardness. Although various methods for correcting alar retraction have been introduced, none is without drawbacks. Herein, we report a simple procedure that is both effective and safe for correcting alar retraction using only conchal cartilage grafting. Methods Between August 2007 and August 2009, 18 patients underwent conchal cartilage extension grafting to correct alar retraction. Conchal cartilage extension grafts were fixed to the caudal margins of the lateral crura and covered with vestibular skin advancement flaps. Preoperative and postoperative photographs were reviewed and analyzed. Patient satisfaction was surveyed and categorized into 4 groups (very satisfied, satisfied, moderate, or unsatisfied). Results According to the survey, 8 patients were very satisfied, 9 were satisfied, and 1 considered the outcome moderate, resulting in satisfaction for most patients. The average distance from the alar rim to the long axis of the nostril was reduced by 1.4 mm (3.6 to 2.2 mm). There were no complications, except in 2 cases with palpable cartilage step-off that resolved without any aesthetic problems. Conclusions Conchal cartilage alar extension graft is a simple, effective method of correcting alar retraction that can be combined with aesthetic rhinoplasty conveniently, utilizing conchal cartilage, which is the most similar cartilage to alar cartilage, and requiring a lesser volume of cartilage harvest compared to previously devised methods. However, the current procedure lacks efficacy for severe alar retraction and a longer follow-up period may be required to substantiate the enduring efficacy of the current procedure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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