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문제 정의
- 본 논문에서는 한쪽 궁둥신경이 손상이 양측 정강뼈 해면뼈의 미세구조에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.
- 하지만 궁둥신경이 손상되지 않은 반대쪽하지의 뼈에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 따라 본 논문에서는 궁둥신경 손상 이후에 신경손상쪽의 하지 뿐만 아니라 신경이 손상되지 않은 반대쪽의정강뼈 해면뼈의 생체역학적 특성에 미치는 영향에 대하여연구하였다.
제안 방법
- 모든 데이터는 평균 ± 표준편차(SD) 또는 표준오차(SE)로 표현 하였다. 4주후 두 그룹의 양쪽 정강뼈 해면골의 변화를 비교하기 위하여 0주에 대한 4주의 값을 상대값으로 변환하였다 (4주/0주-1, 0주일때 값: 0). 이를 동일 그룹내의 좌우 비교는 대응표본 t-test를 시행하였으며 또한 동일한 쪽의 그룹간 비교는 독립표본 t-test를 시행하였다.
- HEMI 의 쥐는 궁둥신경을 절제하기 위하여 오른쪽 뒷다리의 피부를 절개한 후 대퇴이두근과 반건양근을 들쳐내어궁둥신경을 확인 한 수 수술 도구를 이용하여 궁둥신경을절제 하였으며 궁둥신경의 절제를 확인 후에 피부를 봉합사를 이용하여 봉합하였다. CON군의 쥐는 대조군으로 설정하였다. 모든 외과적 처치는 흡입마취제(Isoflurane-1.
- HEMI 의 쥐는 궁둥신경을 절제하기 위하여 오른쪽 뒷다리의 피부를 절개한 후 대퇴이두근과 반건양근을 들쳐내어궁둥신경을 확인 한 수 수술 도구를 이용하여 궁둥신경을절제 하였으며 궁둥신경의 절제를 확인 후에 피부를 봉합사를 이용하여 봉합하였다. CON군의 쥐는 대조군으로 설정하였다.
- 0(Bruker microCT, Belgium) 프로그램을 이용하여쥐의 양측 정강 뼈 해면골의 BMD (bone mineral density, g/cm3) 및 구조적 파라미터 값을 구하였다. 구조적 파라미터는 뼈 체적 비(BV/TV, bone volume fraction, %), 뼈 잔기둥 두께(Tb.Th, trabecular thickness, mm), 뼈 잔 기둥간 거리(Tb.Sp, trabecular separation, mm), 뼈 잔 기둥 개수(Tb.N, trabecular number, 1/mm), 구조적 모델지수(SMI, structure model index), 뼈 잔 기둥간 연결성(Conn.Dn, connective density, 1/mm3)을 계산하였다. 또한 뼈 잔 기둥의 두께 및 뼈 잔 기둥간 거리의 분포를 구하였다[17].
- Dn, connective density, 1/mm3)을 계산하였다. 또한 뼈 잔 기둥의 두께 및 뼈 잔 기둥간 거리의 분포를 구하였다[17].
- 본 연구에서는 생체 내 미세단층촬영 시스템(Skyscan 1076, Bruker microCT, Belgium)을 이용하여 양쪽 정강뼈 부위를 궁둥신경절제술 시행전(0주)과 시행 4주후(4주)에촬영을 실시 하였다 (해상도: 18 µm, 관전압: 85 KV, 관전류: 120 µA, 필터: 1.0 mm Al filter, 노출시간: 2065 ms).
- 생체 내 미세단층촬영을 통하여 획득한 영상을 CT-AN 1.10.9.0(Bruker microCT, Belgium) 프로그램을 이용하여쥐의 양측 정강 뼈 해면골의 BMD (bone mineral density, g/cm3) 및 구조적 파라미터 값을 구하였다. 구조적 파라미터는 뼈 체적 비(BV/TV, bone volume fraction, %), 뼈 잔기둥 두께(Tb.
대상 데이터
- C57BL/6 마우스 (12주령) 수컷 16마리 (25 ± 1g)를 사용 하였으며 정상군(CON)과 한쪽궁둥신경절제군(HEMI)으로 각각 8마리씩 2개의 군으로 나누었다.
데이터처리
- 모든 데이터는 평균 ± 표준편차(SD) 또는 표준오차(SE)로 표현 하였다.
- 4주후 두 그룹의 양쪽 정강뼈 해면골의 변화를 비교하기 위하여 0주에 대한 4주의 값을 상대값으로 변환하였다 (4주/0주-1, 0주일때 값: 0). 이를 동일 그룹내의 좌우 비교는 대응표본 t-test를 시행하였으며 또한 동일한 쪽의 그룹간 비교는 독립표본 t-test를 시행하였다. 모든 통계적 분석은 SPSS 12.
이론/모형
- 본 실험은 연세대학교 동물 보호 및 사용에 관한 가이드라인과 법규에 따라 수행 되었다(YWC-110408-2).
성능/효과
- 4주후의 뼈 잔기둥 두께의 분포를 그림 2에 나타내었다. HEMI의 오른쪽 다리는 HEMI의 왼쪽다리와 CON의 양쪽다리에 비하여 얇은 뼈잔기둥(0.07 mm 이하)의 분포가 증가하는 경향을 보였으며 이에 반하여 상대적으로 두꺼운 뼈잔기둥(0.104 mm 이상)의 분포가 급격하게 감소하는 경향을 보였다.
- 궁둥신경손상 4주후에 HEMI와 CON의 왼쪽 다리의 변화율을 비교 하였을 경우 BMD의 변화율에서만 유의한 차이를 보였으며 그 외의 파라미터의 변화율에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 하지만 HEMI의 왼쪽 다리는 구조적특성이 약화되는 경향을 보였으나, 이와는 반대로 CON의왼쪽 다리의 구조적 특성의 향상되는 경향을 보였다.
- 궁둥신경손상 4주후에 HEMI의 오른쪽 정강뼈와 CON의 오른쪽 정장뼈의 변화율을 비교하였을 때 모든 파라미터의 변화율에서 유의하게 다름을 확인 할 수 있었다. 또한 뼈잔기둥 두께의 분포와 뼈 잔기둥간 거리 분포의 형태에서도두 군간 차이를 확인 할 수 있었다.
- 244 mm 이하)는 감소하였다. 또한 HEMI의 왼쪽 다리의 경우 CON에 비하여 뼈잔 기둥간 거리가 먼 부분의 분포(0.453 mm 이상)가 증가하였으며 뼈 잔 기둥간 거리가 가까운 부분의 분포(0.244 mm 이하)의 분포는 감소하였다(그림 3). CON의 양쪽 다리 사이에는 큰 차이가 없었다.
- 궁둥신경손상 4주후에 HEMI의 오른쪽 정강뼈와 CON의 오른쪽 정장뼈의 변화율을 비교하였을 때 모든 파라미터의 변화율에서 유의하게 다름을 확인 할 수 있었다. 또한 뼈잔기둥 두께의 분포와 뼈 잔기둥간 거리 분포의 형태에서도두 군간 차이를 확인 할 수 있었다. 특히 얇은 뼈 잔기둥의분포가 증가하였으며 이에 반하여 두꺼운 뼈 잔기둥의 분포가 감소하였다.
- 본 연구를 통하여 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상된 하지의 정강뼈 해면골 뿐만 아니라 반대쪽의 궁둥신경이 손상되지 않은 하지의 정강뼈 해면뼈에도 손실이발생 할 수도 있음을 확인하였다. 그러나 그 정도 및 뼈의손실되는 특성은 차이가 있음을 확인하였다.
- 하지만 HEMI의 왼쪽 다리는 구조적특성이 약화되는 경향을 보였으나, 이와는 반대로 CON의왼쪽 다리의 구조적 특성의 향상되는 경향을 보였다. 뼈 잔기둥의 두께 분포의 결과 두 군간의 차이가 없었으나 뼈 잔기둥간 거리 분포의 형태에서는 두 군간의 차이를 확인 할수 있었다. 이를 통하여 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상되지 않은 반대쪽 하지 정강뼈 해면골의 골 소주의 부피, 두께, 형태, 개수 및 연결성에는 영향을 크게 미치지 않으나 뼈 잔 기둥간 거리가 늘어나며 BMD를 감소시켜결과적으로 해면골의 양적, 질적 손실을 유발시킴을 확인 하였다.
- 이를 통하여 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상되지 않은 반대쪽 하지 정강뼈 해면골의 골 소주의 부피, 두께, 형태, 개수 및 연결성에는 영향을 크게 미치지 않으나 뼈 잔 기둥간 거리가 늘어나며 BMD를 감소시켜결과적으로 해면골의 양적, 질적 손실을 유발시킴을 확인 하였다. 이로써 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상되지 않은 하지의 정강뼈 해면골의 구조적 손실을 유발시킴을 확인하였으며 그 정도가 약함을 확인 할 수 있었다.
- 또한 뼈 잔기둥간의 거리가 먼 부분의 분포가 증가하였으며 가까운 부분의 분포를 감소하였다. 이를 통하여 궁둥신경절제술로 인하여 해면골의 재흡수가 증가하였음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 궁둥신경절제로 인한 무부하가 정강뼈 해면골의 무기질의 감소 및 구조적 특성을 약화시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다.
- 뼈 잔기둥의 두께 분포의 결과 두 군간의 차이가 없었으나 뼈 잔기둥간 거리 분포의 형태에서는 두 군간의 차이를 확인 할수 있었다. 이를 통하여 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상되지 않은 반대쪽 하지 정강뼈 해면골의 골 소주의 부피, 두께, 형태, 개수 및 연결성에는 영향을 크게 미치지 않으나 뼈 잔 기둥간 거리가 늘어나며 BMD를 감소시켜결과적으로 해면골의 양적, 질적 손실을 유발시킴을 확인 하였다. 이로써 한쪽 하지의 궁둥신경 손상은 궁둥신경이 손상되지 않은 하지의 정강뼈 해면골의 구조적 손실을 유발시킴을 확인하였으며 그 정도가 약함을 확인 할 수 있었다.
- 이를 통하여 궁둥신경절제술로 인하여 해면골의 재흡수가 증가하였음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 궁둥신경절제로 인한 무부하가 정강뼈 해면골의 무기질의 감소 및 구조적 특성을 약화시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다. 이는기존의 연구 결과와 동일하다[6,7,8,9,18].
- 궁둥신경손상 4주후에 HEMI와 CON의 왼쪽 다리의 변화율을 비교 하였을 경우 BMD의 변화율에서만 유의한 차이를 보였으며 그 외의 파라미터의 변화율에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 하지만 HEMI의 왼쪽 다리는 구조적특성이 약화되는 경향을 보였으나, 이와는 반대로 CON의왼쪽 다리의 구조적 특성의 향상되는 경향을 보였다. 뼈 잔기둥의 두께 분포의 결과 두 군간의 차이가 없었으나 뼈 잔기둥간 거리 분포의 형태에서는 두 군간의 차이를 확인 할수 있었다.
후속연구
- 본 연구에서는 12주령의 수컷 쥐만을 대상으로 한쪽 하지의 궁둥신경 손상이 시스템적 골 손실을 유발시키는지에대하여 평가하였지만, 추후 암컷 및 다양한 연령을 대상으로 한쪽 하지의 궁둥신경 손상이 시스템적 골 손실을 유발시키는지에 대한 추가 연구가 필요하다.
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