Development of intracorporeal differentiation of stem cells to induce one-step mastoid bone reconstruction during otitis media surgeries

Abstract

진주종을 비롯한 만성중이염의 치료는 병변의 완전한 제거와 청력의 보존을 위해 여러 종류의 유양돌기삭개술이 고안 및 시행되어왔다. 하지만 공동으로 인한 현훈, 각질의 축적뿐만 아니라 보청기 착용의 어려움 등의 문제가 지적되어 왔다. 본 연구에서는 골 대체제나 골 이식제보다도 뛰어난 생체 접합성과 채취가 용이한 재료를 선택하여 수술실 내 원스텝 수술법을 개발하고자 하였다. 이에 분화능을 가지는 중배엽성 줄기세포를 포함하는 자가 기질혈관분획세포와 폴리카프로락톤을 지지체를 접합하였으며 골분화 촉진 인자로써 자가 혈액 유래 성분을 혼합하여 조직공학 접근의 골 재생 수술법을 시도함과 동시에 그 골 분화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험군은 최소화한 랫트 20 마리 개체로 하여금 5 가지 그룹군 1) 대조군, 2) 폴리카프로락톤 지지체, 3) 기질혈관분획세포 + 폴리카프로락톤 지지체, 4) 기질혈관분획세포 + 폴리카프로락톤 지지체 + 혈소판 풍부 혈장, 5) 기질혈관분획세포 + 폴리카프로락톤 지지체 + 혈장으로 구성하였다. 유양골의 손실을 위해 랫트의 전방 목 중심선으로 접근하였다. 유양동 외면에 드릴을 이용해 3 × 3 mm 크기 구멍을 내어 지지체를 넣어 피하조직 및 피부조직을 봉합하였다. 각 군별로 양 쪽 귀를 수술하였으며 수술 7개월 이후 마이크로-컴퓨터단층촬영을 이용해 골 재생 정도를 평가하고자 하였고 더불어 조직학적 분석을 진행하였다. 골 분화 효과 평가를 위해 마이크로-컴퓨터단층촬영 분석 결과, 5) 기질혈관분획세포 + 폴리카프로락톤 지지체 +혈장 그룹군과 2) 폴리카프로락톤 지지체 그룹군이 유의미한 골 분화 및 재생을 보였다. 면역조직화학법을 이용하여 골 분화 마커 오스테오칼신을 염색하였을 때 또한 새로운 골 분화 및 재건 효과가 뛰어났다. 본 연구에서는 유양돌기삭개술에 의한 골 손실 및 병변에 대한 부작용을 수술실 내에서 해결하고자 조직공학적인 접근으로 원스텝 수술법을 개발하고자 하였다. 이에 동물 실험을 통해 자가 기질혈관분획세포와 폴리카프로락톤 및 자가 혈액 유래 성분을 혼합하여 7개월간의 골재생을 유도한 결과, 추가적인 원심분리나 콜라겐효소처리와 같은 불필요한 조작을 최소하면서도 효과적인 골 분화 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.