혈액 다음으로 자주 이식되는 조직인 골이식은 각종 골재건술(reconstructive orthopedic surgery) 및 척추골 융합술(spinal fusion surgery), 불유합성 골절(nonunion frac-tures), 중증의 복합골절(highly comminuted fractures) 등 다양한 분야에서 광범위하게 이용되고 있다. 환자 자신에게서 채취한 자가골을 이식하는 방법이 가장 이상적이며 자가골은 골결손부위에서 골치유 및 골형성 과정에서 다른 골이식재에 비해 뛰어난 능력을 가지고 있다. 동종골은 동종의 사체나 생존해 있는 다른 공여자에게서 얻는 것으로서 이식재를 동결시키거나 동결건조, 탈회동결건조, 그리고 방사선 조사, 고압 멸균 등을 가한 형태로 항원성을 제거하여 면역반응을 최소화시켜 사용하는 방법을 말하는데 세균 감염률이 높은 것이 단점이다. 각종 골이식의 단점을 보완하는 합성골은 주로 사람 골의 주재료인 무기질을 인공적으로 합성한 것으로 동종골이나 이종골에 비해 경제적이고 쉽게 구할 수 있는데 이전 연구에서 입증된 베타 삼인산칼슘과 돼지 해면질골을 동일한 방법으로 이식된 돼지 해면질골의 치유 및 골 재생능력을 알아보고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>혈액 다음으로 가장 빈번히 이식되는 조직인 골이식은 각종 골재건술(reconstructive orthopedic surgery) 및 척추골 융합술(spinal fusion surgery), 불유합성 골절(nonunion frac-tures), 중증의 복합골절(highly comminuted fractures), 지연 유합(delayed union), 관절유합술(arthrodesis), 사지 구제술(limb salvage), 구강 악안면 재건술(reconstruction surgery of Maxillofacial region) 및 치과용 임플란트 시술 등 매우 다양한 분야에서 광범위하게 이용되고 있으며 수의영역의 여러 분야 에서도 그 이용범위가 늘어가고 있는 추세이다.</p> <p>현재까지의 골이식법 중 가장 이상적인 방법은 환자 자신에 게서 채취한 자가골을 이식하는 방법으로 자가골은 골결손부위에서 골치유 및 골형성 과정에서 다른 골이식재에 비해 뛰어난 능력을 가지고 있다. 그러나 자가골 이식법은 채취시 전신마취, 부가적인 수술의 필요, 채취 부위의 통증, 골채취량의 제한 등의 단점을 가지고 있어 현재에는 자가골을 대체할 수 있는 동종골, 이종골 및 합성골의 쓰임이 점차 늘어가고 있는 추세이다.</p> <p>동종골은 동종의 사체나 생존해 있는 다른 공여자에게서 얻는 것으로서 이식재를 동결시키거나 동결건조, 탈회동결건조, 그리고 방사선 조사, 고압 멸균 등을 가한 형태로 항원성을 제거하여 면역반응을 최소화시켜 사용하게 된다. 주로 사람에서 동종골을 채취하는 방법은 고관절대치술(total hip re-placement)에서 나오는 대퇴골두와 사체에서 얻게 되나, 사체에서 채취하는 경우 살아있는 환자에서 채취할 때보다 4배 정도의 세균 감염률이 높은 것으로 알려져 있다. 이종골은 소나 돼지 등의 다른 종의 동물에서 골을 채취한 후 동결건조, 탈회동결건조, 그리고 방사선 조사압 및 열 멸균 등을 거쳐 골전도 능력을 기대하는 골이식재이다. 그러나 이러한 동종골과 이종골은 면역반응이나 교차감염면에서 \( 100 \% \) 안전하지는 않다. 이러한 단점을 보완하기 위해 최근 많이 사용되고 있는 골이식재가 바로 합성골이다. 합성골은 주로 사람 골의 주재료인 무기질을 인공적으로 합성한 것으로 동종골이나 이종골에 비해 경제적이고, 쉽게 구할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 현재까지는 동물뼈를 사용한 이종골이 구하기 쉬워 많이 사용되고 있으나 \( 100 \% \) 감염에서 자유롭지 않아 합성골의 사용이 늘어가는 추세다. 이들 재료는 골이 형성될 때 골소주의 형성을 용이하게 하는 골전도 물질로 구분되고 있으나 자가골과는 달리 골형성능이 없으므로 자가골에 비해 골형성에 필요한 기간이 길고, 새로 형성되는 골량도 자가골에 비해 크게 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 최근에는 골형성을 유도하는 성장인자들을 같이 이식하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 합성골의 대체물은 현재 많은 소재들이 개발, 발전되고 있는데 그중 가장 대표적인 것은 수산화인회석(hydroxyapatite)으로 구조와 성분이 골과 유사하고 생체 친화성이 우수하여 1980년대 초부터 정형외과와 치과영역에서 관심의 대상이 되어 왔다. 이러한 수산화 인회석은 이식부위에서 광물저장기(mineral reservoir)로서 작용하여 골전도 과정에 의해 골을 형성하게 된다고 보고되고 있다. 그러나 이식부위에서 섬유성 결합조직의 개재 및 생체 흡수성이 매우 낮아서 자가골로의 치환이 거의 이루어지지 않고 오랫동안 체내에 남아있다는 단점들도 발생하여 최근에는 이를 보완하기 위하여 칼슘과 인의 비가 2:1인 삼인산칼슘(tricalcium phosphate)에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 이종골 이식방법으로 돼지 해면질골을 처리하여 만든 이식재는 단독 혹은 자가골이나 다른 이식재 등과 혼합하여 사용되고 있는 재료이며 이미 많은 연구를 통해 골전도성이 인정된 골이식재이다. 보통 소의 해면질골을 이용한 제품들이 많이 상품화되어 나오고 있으나, 본 연구에서 사용된 이종골은 국내에서 최초로 개발된 돼지의 해면질 골을 처리하여 만든 제품으로 돼지의 대퇴골이나 경골을 추출하여 골에서 지방성 골수를 \( 30 \% \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \) 를 이용하여 제거하고 다시 \( 90 \% \) 알코올을 이용하여 잔여 습기를 제거하여 12시간 동안 건조시켜 \( 1,300^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 고온 열처리하여 단백질 또는 유기물질 등을 제거하여 면역반응을 최소화하였다. 특히, 이 제품은 돼지에서 추출한 수산화인회석을 사용하여, 합성에 의해 제조된 수산화인회석보다 화학적 구성이나 조직 구조가 실제 뼈와 유사하기 때문에, 생체적합성이 뛰어나고, 기공이 서로 연결되어 있어 새로 형성된 골조직이 기공 깊숙이 생성되어 생체역학적인 결합 강도를 높일 수 있다고 보고되고 있다.</p> <p>이에 본 연구에서는 돼지의 해면질골로 제조된 이종골의 골재생능 및 치유능을 확인하기 위하여, 랫드의 두개골에 임계결손부를 형성한 후, 이전의 연구에서 골재생능이 입증된 베타 삼인산칼슘(ß-tricalcium phosphate, \( \beta-\mathrm{TCP}) \) 과 돼지 해면질골을 동일한 방법으로 이식하여 육안적 소견, 방사 선 및 micro-CT 검사, 조직병리학적 소견을 비교 관찰하여 두개골 결손부에 이식된 돼지 해면질골의 치유 및 골 재생능력을 알아보고자 하였다.</p>