선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 저자들은 부가적인 수술이 필요 없는 생리적으로 응용할 수 있는 방법으로 골 신장 후 저작근에 신경근의 전기적 자극을 통해서 생성된 골질의 개선과 조기 경화를 유도하고자 하였다. 악교정술 혹은 골신장술을 받은 환자에서 신경근육 전기적 자극은 골 치유를 향상시킬 수 있을 것이다.
- 이 실험의 목적은 성견에서 하악골 골신장술 후 골 경화시기에 저작근에 신경근육 전기적 자극을 가했을 때 골 치유의 효과를 평가하는데 있다.
제안 방법
- 술 후 7일간 1세대 Cephalosporin (Cefazolin sodium®, 유한양행, Seoul, 한국)을 20 mg/kg 용량으로 하루 2회 근주하였다.
- 실험동물의 마취를 위하여 Ketamine (Ketalar®, 유한양행, Seoul, 한국) 10 mg/kg과 2% Xylazine (Rompun®, 바이엘 코리아, Seoul, 한국) 2.0 mg/kg을 혼합하여 정맥 주사하여 전신 마취를 시행하였다.
- 신경근 전기자극 후에 골 형성의 정도나 경화를 비교원성 골기 질의 일종인 osteopontin (OPN)을 이용하여 평가하였다. OPN은 골모세포의 증식, 분화, 및 골 형성기 전반에 걸쳐 발현되며 골 형성기로 분화될수록 증가한다고 알려져 있고, 골모세포를 기계적으로 자극하면 발현이 증가한다.
- 체중 10 kg 내외의 1∼2년 잡종성견(dogs) 8두를 암수 구별 없이 사용하였다. 실험동물은 실험 시작 전 1주 동안 적응기간을 주기 위하여 고형사료와 물을 이용하여 사육하면서 구충제를 투여하였다. 골신장 기구로는 구강 내 골 신장기(Leibinger, Stuttgart, Germany)를 사용하였다.
- 실험동물의 하악골 양측과 구강내를 베타딘으로 소독 후 1：100,000 에피네프린을 함유한 2%리도카인(광명제약, Seoul, 한국)을 하악골 오른쪽 하연에 피하주사하였다.
- 하악골 오른쪽 하연에 평행하게 피부절개를 가하고 단계적으로 골막밑 까지 박리하여 하악골의 오른쪽 협측 및 설측 피질골을 노출시켰다. 하악 제3소구치와 제4소구치 사이 또는 제4소구치와 제1대구치 사이에 협설측 피질골절단술을 시행하기 위해서, 설측 피판은 최소한으로 조심스럽게 피슈 바가 들어갈 정도만 박리하고 견인하였다.
- 하악골 오른쪽 하연에 평행하게 피부절개를 가하고 단계적으로 골막밑 까지 박리하여 하악골의 오른쪽 협측 및 설측 피질골을 노출시켰다. 하악 제3소구치와 제4소구치 사이 또는 제4소구치와 제1대구치 사이에 협설측 피질골절단술을 시행하기 위해서, 설측 피판은 최소한으로 조심스럽게 피슈 바가 들어갈 정도만 박리하고 견인하였다. 피슈 바를 이용하여 양쪽 치아 사이에서 교합면에 수직으로 협측과 설측의 피질골만 절단하였고, 하치조신경이 손상받지 않게 조심스럽게 하악골을 완전 골절시킨 후 협측 피질골에 골신장기(Leibinger, Stuttgart, Germany)를 부착하였다.
- 하악 제3소구치와 제4소구치 사이 또는 제4소구치와 제1대구치 사이에 협설측 피질골절단술을 시행하기 위해서, 설측 피판은 최소한으로 조심스럽게 피슈 바가 들어갈 정도만 박리하고 견인하였다. 피슈 바를 이용하여 양쪽 치아 사이에서 교합면에 수직으로 협측과 설측의 피질골만 절단하였고, 하치조신경이 손상받지 않게 조심스럽게 하악골을 완전 골절시킨 후 협측 피질골에 골신장기(Leibinger, Stuttgart, Germany)를 부착하였다. 골신장기를 하악골에 부착시 하치조신경에 손상을 방지하기 위하여, 피질골 나사(screws)는 최대한 치조골쪽에 가깝게 부착하였다.
- 하악 후연 피부를 천공시킨 후 골신장기 막대(distractor rod)를 하악 후방 부위로 노출시켰다. 협측 골막과 근육을 봉합한 후하악 하연의 피부를 봉합하였다. 술 후 7일간 1세대 Cephalosporin (Cefazolin sodium®, 유한양행, Seoul, 한국)을 20 mg/kg 용량으로 하루 2회 근주하였다.
- 골절단과 골신장기 장착 후 3일 동안 휴지기(latency period)를 두어 손상된 골막의 재생과 염증의 소실 및 일차성 가골이 형성되도록 하였다. 수술 4일째부터 하악 후방으로 노출된 골신장 막대를 이용하여 하루에 한번 1 mm씩 골신장기 나사를 돌려 10일간 골 신장을 하였다.
- 골절단과 골신장기 장착 후 3일 동안 휴지기(latency period)를 두어 손상된 골막의 재생과 염증의 소실 및 일차성 가골이 형성되도록 하였다. 수술 4일째부터 하악 후방으로 노출된 골신장 막대를 이용하여 하루에 한번 1 mm씩 골신장기 나사를 돌려 10일간 골 신장을 하였다.
- 골신장을 마친 다음 날부터 실험군은 저작근을 자극할 부위를 전극 부착 패드가 잘 부착하기 위해서 털을 제모하였다. 하루에 두 번 즉 오전과 오후에 각 두 시간씩 근육을 자극하였다.
- 골신장을 마친 다음 날부터 실험군은 저작근을 자극할 부위를 전극 부착 패드가 잘 부착하기 위해서 털을 제모하였다. 하루에 두 번 즉 오전과 오후에 각 두 시간씩 근육을 자극하였다. 전기 자극기(MD-102TM, 메디텍, Seongnam, 한국)는 출력 주파수 2∼250 Hz, 출력 파형은 직각 맥류파, 전원 3 V, 전력은 200 mW였다.
- 먼저 4μm 두께로 절편을 만든 후염색과정에 조직이 탈락하는 과정을 최소화하기 위하여 silane이 코팅된 슬라이드글라스를 사용하였으며, 절편은 실온에서 12시간 보관한 후 탈파라핀과 함수 과정을 거친 뒤 자동면역염색기를 사용하여 면역염색하였다.
- 이 블록을 절제하여 4μm 두께의 절편으로 만들었고, 일반적인 조직소견을 관찰하기 위하여 hematoxylin & eosin 염색을 실시하였다.
- 방사선 검사를 위한 방사선 촬영은 65 kVp, 7.5 mA, 20 msec로 규격화하여 방사선 사진을 채득하였다.
- 골 신장 직후 신경근 전기 자극을 가한 지 14일, 28일째 각 군마다 각각 2마리의 실험동물을 희생하였다. 전신마취상태에서 염산칼륨(KCl)용액을 혈관내로 과량 투여하여 실험동물을 안락사 시켰다. 골 신장과 신경근 전기 자극을 시행한 군(실험군)과골 신장만 시행한 군(대조군)을 각각 하악골 구획 절제(block mandibulectomy)를 하였다.
- 전신마취상태에서 염산칼륨(KCl)용액을 혈관내로 과량 투여하여 실험동물을 안락사 시켰다. 골 신장과 신경근 전기 자극을 시행한 군(실험군)과골 신장만 시행한 군(대조군)을 각각 하악골 구획 절제(block mandibulectomy)를 하였다.
- 실험군과 대조군에서 채취한 골 조직은 10% 중성 포르말린 고정액(neutral buffered formalin)에 24시간 동안 고정하였으며, 이 후 5% 질산용액에 1주일 정도 탈회하였는데, 손으로 만져 보아 탈회정도를 가늠하였다. 그 후 일반적인 조직처리 과정을 거쳐 파라핀 블록을 만들었다.
- 실험군과 대조군에서 채취한 골 조직은 10% 중성 포르말린 고정액(neutral buffered formalin)에 24시간 동안 고정하였으며, 이 후 5% 질산용액에 1주일 정도 탈회하였는데, 손으로 만져 보아 탈회정도를 가늠하였다. 그 후 일반적인 조직처리 과정을 거쳐 파라핀 블록을 만들었다. 이 블록을 절제하여 4μm 두께의 절편으로 만들었고, 일반적인 조직소견을 관찰하기 위하여 hematoxylin & eosin 염색을 실시하였다.
- 신장된 골조직에서 각 시기별 최소 5개 이상의 조직표본을 제작하였고, 신생 골소주 주변의 골모세포(osteoblast) 및 골세포(osteocyte)와 신장골조직의 섬유성 중간층(fibrous inter-zone) 내에 있는 미성숙 섬유모세포-유사세포(immature fibroblastlike cells)에서 각각 발현을 조사하였다. Tavakoli 등[15], Hu 등[16], 그리고 Byun 등[17]의 연구에서와 같이 면역염색의 발현 강도는 ＋＋＋, ＋＋, ＋, 그리고 − 등급을 나누어 강, 중, 약, 그리고 음성으로 각각 구분하였다.
- 새로 형성된 골은 골모 세포로 덥힌 미성숙 골소주의 양상이었다. 골절단면에서는 층판이 없는 골형성이 있었고 조골 세포가 좀 더 풍부하게 관찰되었다 교원질 섬유 및 신생 혈관들도 대조군에 비하여 그 배열 양상이 골 신장 방향과 더욱 더 평행하였다. 그러나 전체적인 조직소견은 새로 형성된 골 소주를 덮는 골모세포와 섬유성-중간층내의 섬유 모세포 및 유사세포가 관찰 되었다(Fig.
- 더군다나 핀이 풀어질 위험, 파절, 감염 그리고 경우에 따라서는 신장된 골 재생에 있어서 만기 골유합이 일어날 수도 있다. 신장후 경화기 기간을 줄이고 생성된 골의 골질을 개선하고 조기 골 경화를 유도하기 위해서 저강도 초음파 요법[4]과 같은 비침습적이고, 생리적이면서 장소에 구애됨 없이 언제나 쉽게 이용 가능한 방법으로 신경근육에 전기적인 자극을 주는 방법을 선택하였다.
- 그러나 골신장술이나 악교정 수술 후 신경근육 전기적 자극의 효과에 관한 유용한 정보나 데이터 등은 거의 없는 실정이다. 저자들은 악교정 혹은 골신장 후에 생리적으로 적용할 수 있고 얼굴 부종을 조기 해소와 동시에 골 생성과 경화를 촉진시킬 수 있는 방법으로 신경근 전기적 자극 방법을 이용하였다.
대상 데이터
- 체중 10 kg 내외의 1∼2년 잡종성견(dogs) 8두를 암수 구별 없이 사용하였다.
- 전기 자극기(MD-102TM, 메디텍, Seongnam, 한국)는 출력 주파수 2∼250 Hz, 출력 파형은 직각 맥류파, 전원 3 V, 전력은 200 mW였다.
- 전기 자극기(MD-102TM, 메디텍, Seongnam, 한국)는 출력 주파수 2∼250 Hz, 출력 파형은 직각 맥류파, 전원 3 V, 전력은 200 mW였다. 그리고 두 개의 전기 부착 밴드를 사용하였다(Fig. 1).
- 먼저 4μm 두께로 절편을 만든 후염색과정에 조직이 탈락하는 과정을 최소화하기 위하여 silane이 코팅된 슬라이드글라스를 사용하였으며, 절편은 실온에서 12시간 보관한 후 탈파라핀과 함수 과정을 거친 뒤 자동면역염색기를 사용하여 면역염색하였다. 1：200으로 희석한 일차항체인 rabbit polyclonal anti-Osteopontin (ab8448, Abcam, Cambridge, UK)을 특별한 전처리 없이 사용하였다. 면역염색 과정을 요약하면, 조직을 과산화수소(hydrogen peroxide)로 내인성 peroxidase를 차단한 후 37℃에서 32분간 OPN의 일차항체를 반응시켰다.
이론/모형
- 실험동물은 실험 시작 전 1주 동안 적응기간을 주기 위하여 고형사료와 물을 이용하여 사육하면서 구충제를 투여하였다. 골신장 기구로는 구강 내 골 신장기(Leibinger, Stuttgart, Germany)를 사용하였다.
성능/효과
- 경화기 14일째 두 군 모두에서는 신장된 골조직에 대부분 방사선 투과성이 관찰되었지만, 골절단면에 인접한 부위는 약간의 방사성 불투과성이 관찰되었다.
- 경화기 28일째부터 두 군 모두 방사선 불투과성의 증가가 관찰되었으나 골신장부위 전체적으로 방사선 불투과성은 실험군에서 대조군보다 약간 증가를 보였다. 두 군 모두 방사선학적 골 유합은 관찰되지 않았다(Fig.
- 대조군에서의 OPN의 발현은 섬유성 간엽조직에서는 현저히 저하되었지만 신생골 소주를 덮는 골모세포에서 그리고 중간층 내부의 섬유모세포-유사세포에서는 각각 강하거나 중증도로 발현이 증가되어 나타났다. 골세포에서는 OPN의 발현이 약하게 관찰되었다(Fig.
- 3C). 실험군에서는 골신장부 전체적으로 층판이 없는 신생골 형성이 관찰되었고 골절단면에서는 기존의 성숙골과 신생골이 서로 혼재되어 있는 소견을 관찰할 수 있었다. 골소주의 두께는 많이 증가하였으나 골신장 중심부위는 많은 섬유성 조직으로 구성되어 있었다.
- 본 연구에서는 실험군과 대조군에서 방사선상의 골 경화의 정도차이는 발견할 수 없었으나 조직학적 소견에서는 많은 차이를 보였다. 대조군은 2주에서는 대부분 섬유성 간엽조직으로 교원질 섬유, 섬유아세포 유사세포 및 다양한 크기의 혈관 등이 산재해 있고 막내골화, 연골내 골화, 연골 유사세포(cartilage like cell) 및 전이 연골양 골 형성(transchondroid bone formation) 등 발견되어 신생골형성이 진행되고 있었고 4주에서는 섬유성 간엽조직이 많이 남아 있지만 많은 혈관의 증식과 동시에 신생골 형성은 점차 증가된 양상이었다.
- 실험군은 2주에서 골신장부 중심에는 섬유성 간엽 조직과 새로운 골형성이 혼합되어 나타났다. 전체적인 조직소견은 새로 형성된 골 소주를 덮는 골모세포와 섬유성-중간층내의 섬유 모세포및 유사세포가 관찰되었고 4주에서는 전체적으로 층판이 없는 신생골 형성이 관찰되었고 골절단면에서는 기존의 성숙골과 신생 골이 서로 혼재되어 있는 소견을 관찰할 수 있었다.
- 전반적으로 실험군은 대조군보다 더 많은 골형성과 경화가 일어남을 알 수 있었다. 이는 Cho 등[8]과 Byun 등[17]의 연구와 유사한 결과를 보임을 알 수 있었다.
- 이는 아마 4주째에 골모세포의 분화가 2주째보다도 더욱 활발했을 것으로 생각된다. 전반적으로 경화기 2주째에 실험군에서 조직 학적으로 대조군보다 골 분화가 더욱 활발하여 OPN의 발현 빈도가 증가했을 것이라 추론된다. 4주째에는 골 분화가 대조군에서는 증가하였으나 실험군에서는 골분화가 감소되었음을 의미하는 것으로 추론할 수 있을 것이다.
- 본 실험에서 실험군에서는 대조군에 비해서 방사선상에서의 골형성과 경화는 별 차이를 나타내지 않았으나 조직학적으로는 더 치밀하고 풍부한 골 형성과 경화를 보였다. 하악골 신장술후 골 경화시기에 신경근 전기적 자극은 골 경화 및 형성을 촉진시킬 뿐만 아니라 골 경화기간을 단축시킬 수 있으리라 생각된다.
- 경화기 2주 실험군에서는 골신장부 중심으로 골 재생이 일어나는 부위에 발현 정도가 강하게 나타났으며 미성숙 신생골을 덮는 조골세포뿐만 아니라 섬유아세포와 유사한 형태의 세포를 포함하여 섬유성 간엽조직의 대부분의 세포들에서 이의 발현이 강하게 나타났다(Fig. 4B).
- 대조군에서의 골신장부 중심은 섬유성 간엽조직이 많이 남아 있으나 그 폭은 경화기 2주에 비하여 많이 줄어든 상태였다. 그리고 골절단면에 혈관의 증식이 많이 중가하였고 절단면에서부터 신생골 형성은 점차 증가된 양상으로 나타났다. 골소주는 폭이 많이 두꺼워졌다.
- 4C). 실험군에 서는 신생골이 성숙되어 가는 골 절단면과 인접 부위는 발현이 많이 감소하였고 골신장부 중심으로 갈수록 발현이 증가하는 양상을 나타내었다(Fig. 4D).
후속연구
- 또 하나는 신경근육 전기 자극에 의한 근육의 수축은 골에 loading을 증가시킴으로써 골 mass를 증가시킬 수 있다[22]. 즉 골치유의 증가는 얼굴 부종의 조기 해결 및 사회로의 조기 복귀를 기대할 수 있을 것이다.
- 향후 신경근 전기 자극은 악교정 수술이나 골신장술 혹은 하악골 골절에서 조기 골 치유, 부종의 조절, 조기 골 경화 및 신생골 형성에 도움을 줄 수 있으리라 기대를 할 수 있지만 여러 한계점을 가지고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.