Histomorphometric study on healing of critical sized defect in rat calvaria using three different bovine grafts

Abstract

연구목적: 탈단백우골 이식은 치조골 결손의 재건에서 자가골을 대신하여 임상의들에게 널리 사용되어온 방법으로, 서로 다른 제조 방법에 따른 다양한 생물학적 특성과 화학적 특성을 갖는 재료들이 있다. 본 연구의 목적은 새로운 이종골 이식재인 Ti-OssR (Institute of Dental art, Guri, Korea)의 골 생성 능력을 다른 이종골인 Bio-ossR (Geistlich Pharma AG, Wolhusen, Switzerland)와 OCS-BR (NIBEC, Seoul, Korea)와 비교하기 위함이다. 재료 및 방법: 40마리의 1개월 된 Sprague-Dawley 백서가 본 연구에서 사용되었다. 백서의 두개 정중부에 골막을 거상시키고, 8mm 골 결손부를 형성하였다. 백서는 다음과 같이 한 그룹당 10마리씩 분류되었다. Group 1 : 두개 결손부를 아무런 골이식없이 봉합하여 치유시켰다. Group 2 : 두개 결손부를 Bio-ossR로 결손부를 채우고 봉합하여 치유시켰다. Group 3 : 두개 결손부를 OCS-BR로 결손부를 채우고 봉합하여 치유시켰다. Group 4 : 두개 결손부를 Ti-OssR로 결손부를 채우고 봉합하여 치유시켰다. 동물들은 조직학적, 계측적 분석을 위해 술 후 2주와 8주에 희생되었다. 각 시기에 다른 재료로 채워진 새로운 생성골의 표면은 백서 두개골 절편에 나타났다. 통계는 비교 분석을 이용한 ANOVA 변이 분석을 통하여 치유 기간의 영향과 재료간의 골형성 차이를 비교 분석하였다. 결과: 조직학적 연구 결과, Ti-OssR는 백서 두개 결손부에서 신생골 합성을 증진하였다. 조직형태학적 분석을 통해 2주에 Bio-ossR는 0.35±0.10 mm (8.75%), OCS-BR는 0.19±0.04 mm (4.75%), 그리고 Ti-OssR는 0.26±0.04 mm (6.5%)의 골 생성을 각각 나타내었으며, 8주에 Bio-ossR는 1.93±0.18 mm (48.25%), OCS-BR는 1.12±0.11 mm (28%), 그리고 Ti-OssR는 1.50±0.28 mm (37.5%)의 골 생성을 각각 나타내었고 이는 통계학적으로 각 그룹간 유의한 차이를 나타내었다 (p<0.05). 결손부에서의 새로운 골생성 양은 Ti-OssR가 OCS-BR에 비해 통계학적으로 유의하게 많았으나 Bio-ossR보다는 적었다 (p<0.05). 결론: 본 연구를 통하여, Ti-ossR는 생체 친화적이며, 골 결손의 이식 재료로 사용이 제안될 수 있다고 사료된다. 향후 임상적 적용을 위한 더 많은 연구가 필요하리라 사료된다.;Purpose: Xenografts such as deproteinized bovine bone substitutes are commonly used by dental clinicians for reconstruction of alveolar defects as alternatives to autogenous grafts. However differences in the purification and manipulation methods of the bovine bone have led to commercially available products with different chemical properties and possibly different biological behavior. The objective of this study was to evaluate the feasibility of a new xenograft material Ti-OssR (Institute of Dental Art, Guri, Korea) by investigating the degree of new bone formation compared with that of other commonly used xenografts Bio-OssR (Geistlich Pharma AG, Wolhusen, Switzerland)and OCS-BR (NIBEC, Seoul, Korea) in critical size bone defects of rat calvaria. Material and methods: Forty 1-month-old Sprague-Dawley rats were used in the study. A periosteal flap was raised and an 8 mm trephine defect was created in the mid portion of calvaria. The animals were randomly allocated into four groups of 10 animals each as follow. Group 1: The calvarial defect was left untreated. Group 2: The defect was filled with deproteinized bovine Xenograft Bio-OssR Group 3: The defect was filled with deproteinized bovine Xenograft OCS-BR Group 4: The defect was filled with deproteinized bovine Xenograft Ti-OssR The animals were sacrificed at 2 (n=5) and 8 (n=5) weeks of healing for histologic and histomorphometric analysis. At each period, the surface of new bone (mm) with each filling material was computed over sections of rat calvaria. The ANOVA test for variance analysis with Tukey's multiple comparison tests was performed to analyze the effect of healing period and experimental conditions (p<0.05). Results: Histological evaluation confirmed the effectiveness of the new material to promote new bone formation in rat calvarial bone defects. Areas of newly formed bone were presented at both 2 and 8 week healing periods. Histomorphometric analysis showed the statistically significant difference between the groups (p<0.05) with a mean bone formation of 0.35 ± 0.10 mm (8.75%) for Bio-OssR group, 0.19 ± 0.04 mm (4.75%) for OCS-BR group, 0.26 ± 0.04 mm (6.5%) for Ti-OssR group at 2 week healing period. At 8 weeks, a mean bone formation of 1.93 ± 0.18 mm (48.25%) for Bio-OssR group, 1.12 ± 0.11 mm (28%) for OCS-BR group, 1.50 ± 0.28 mm (37.5%) for Ti-OssR group showed the statistically significant difference (p<0.05). Conclusion: Within the limits of present study, it was concluded that the newly investigated xenograft, Ti-OssR, revealed biocompatibility and effectiveness in bone formation. Ti-OssR could be proposed as a potential material for filling osseous defects. Further clinical trials of the new deproteinized bovine xenograft Ti-OssR are needed for an understanding its relevance in dentistry.