Porcine tracheal mucosa-derived Decellularized patch For septal perforation prevention in rabbit model

Abstract

Background and objectives Nasal septal perforation is caused by bilateral septal mucosal injuries after nasal trauma and septal surgeries. Several previous studies have reported that interpositional grafts composed of biocompatible materials may be effective for closing nasal septum perforations. However, it has only been attempted for the treatment of nasal septal perforations that have already occurred, and studies on prevention have not been conducted yet. This study aimed to determine whether porcine tracheal mucosa derived decellularized patch can prevent nasal mucosa injuries from developing into septal perforations. Methods Bilateral nasal septal mucosa defects were surgically induced in 36 rabbits. In the control group (n=12), only silastic sheets were applied bilaterally. In the experimental groups, decellularized mucosa patches were unilaterally (n=12) or bilaterally (n=12) applied to the defect site. Between postoperative weeks 1 and 8, the animals were sacrificed, and the nasal septum was completely removed. Macroscopic and histopathological examinations were performed on the nasal septum. And glycosaminoglycan (GAG) levels associated with mechanical properties of the cartilage were measured. Results Septal perforations occurred in 5 control group rabbits (42%), 1 unilateral group(9%), and none of the bilateral group. Relative to the control group, decellularized patch applied groups had smaller mean defect areas at postoperative weeks 1 (P =0.027) and 4 (P = 0.039). There was a significant difference regarding mucosal regeneration and cartilage regeneration in experimental group. Conclusion The decellularized porcine tracheal mucosa can prevent mucosal defects, promote the repair of mucosal defects, and protect the nasal cartilage. ;배경 및 목적 본 연구의 목적은 비중격 점막 결손 발생 시 이용가능 하며 점막의 재생 및 천공 예방을 위한 탈세포화 점막체의 적용의 효용성을 평가하기 위한 것이다. 비중격 천공은 비강의 외상이나 비중격 수술에 의해 발생하는 양측 비중격 점막의 손상으로 인하여 발생한다. 기존의 연구들에서는 비중격 천공의 폐쇄의 방법으로 생체 적합성 물질을 이용한 삽입이식술을 시행하는 것을 제안하고 있다. 하지만 이런 시도들은 이미 발생한 비중격 천공에 대한 치료 목적의 방법으로 예방을 위한 연구는 지금까지 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 이종(돼지) 기관 점막 유래 탈세포화 패치를 이용하여 비중격 점막 손상 후 발생되는 비중격 천공을 예방 효과를 평가하며 그 적용가능성을 확인하고자 하였다. 방법 돼지 기관에서 분리한 점막을 탈세포화 과정을 거쳐 패치 형태로 디자인하였다. 토끼 36마리의 양측 비중격의 동일 부위를 지름 0.8 cm의 원형으로 수술적으로 제거하여 결손 모델을 만들었다. 대조군에는 양측 결손 부위에 양측 실리콘판만을 적용하였다(n=12). 실험군에서는 결손부위에 탈세포화 점막 패치를 편측 (실험군 U, n=12)과 양측 (실험군 B, n=12)으로 삽입 후 실리콘판을 적용하였다. 술 후 1주, 2주, 4주, 8주에 동물을 희생하여 비중격을 완전히 분리했다. 비중격 천공의 발생 여부, 비중격 점막의 재생, 비중격 연골의 손상, 비중격 연골의 재생 여부를 육안적 그리고 현미경적 검사를 시행하였다. 또한 Glycosaminoglycan의 양을 측정하여 연골의 기계적 특성을 검사하였다. 결과 비중격 천공의 발생은 대조군에서 5마리 (42%), 실험군 U에서 1마리 (9%), 실험군 B에서 0마리로 확인되었다. 평균 점막 결손 크기가 대조군에 비하여 탈세포화 점막을 삽입한 군에서 술 후 1주 (p=0.027)와 4주 (p=0.039)에 의미 있게 작음이 관찰되었다. 점막의 재생과 연골의 재생 또한 탈세포화 점막 삽입군에서 의미 있게 차이가 있음이 관찰되었다. 결론 본 연구에서는 이종(돼지) 기관 점막 유래 탈세포화 패치가 비중격 점막의 결손 시, 비중격 천공을 예방하는데 효과적으로 이용 될 수 있음을 확인하였다. 또한 비중격 점막의 재생을 촉진시키며, 비중격 연골의 변성을 막고 재생을 촉진하는데 효과가 있음을 확인하였다. 이에 비중격 점막의 손상 시 탈세포화 점막 패치가 효과적으로 사용 될 수 있을 것으로 생각된다.