국문 초록
관절의 연골조직은 손상 시 스스로 회복 할 수 있는 재생 능력이 떨어져 특히, 관절의 전층 연골 결손의 경우 연골의 무혈성과 연골세포의 분화 및 증식 능력 부족으로 복원이 어려운 것으로 알려져 있다.
최근 많은 연구와 임상 실험의 결과에서 세포를 이용한 치료(cellular therapy)가 기존의 치료 방법에 비해 좀 더 질적으로 우수한 조직 복원력을 보여 줌으로써 성공적인 치료 결과를 기대 할 수 있게 되었다.
자가 연골세포 이식술이 많은 연구에서 비교적 우수한 결과를 보고 하였고, 연골 결손의 치료로 이용 되고 있지만 몇 가지 제한점이 있다. 연골세포 채취를 위한 선행 수술이 필요하고, 공여부 손실이 있으며, 채취한 연골세포의 실험실 증식 과정에서 탈분화로 인해 이식 후 초자(hyaline) 연골 형태가 아닌 섬유(fibroblast)연골 형태의 조직이 발현 될 가능성이 있으며, 또한 적은 양의 공여 조직에서 이식하기에 충분한 양의 연골세포를 얻기가 기술적으로 힘들고, 공여자 나이에 따라 이식 후 재생되는 연골의 성상이 달라 질 수 있는 점이 문제로 제기 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 이식된 연골세포의 분화를 촉진 시키고 이식부위에 기계적 안정성을 높여 줄 수 있는 삼차원적 젤 형태의 피브린 매트릭스(fibrin matrix)를 이용하여 동종 연골세포 이식술과 자가 골수세포 유리술을 시행 한 후 그 결과를 보고자 하였다.
성숙된 가토 18마리를 2개의 치료 군으로 나누어, 연골 결손부위에 동종 연골세포와 피브린 매트릭스를 섞어 이식한 군(AlloCI: n=9), 연골 결손 부위의 연골하 골에 미세 천공술을 시행 후 피브린으로 결손 부위를 덮은 군(AutoBMS: n=9), 그리고 각 개체의 반대쪽 슬관절의 연골 결손 부위를 치료 하지 않은 대조군으로 설정하여 사용하였다.
수술 후 3개월에 가토를 희생시키고 이식 부위를 채취하여 International Cartilage Repair Society(ICRS) evaluation score를 이용한 육안적 검사를 통해 연골 재생을 평가 하였다.
이식 부위의 중앙에서 생검을 시행하여 Hematoxylin-Eosin 염색, safrain O 염색, Masson’s trichrome 염색을 하고, 일반적인 염색법에 따라 collagen type I과 collagen type II를 보기 위한 면역조직화학 염색을 시행하였다. 좀 더 세밀한 조직학적 분석을 위해 modified O’Driscoll grading system을 이용하여 평가하였다. ICRS score를 이용한 육안적 결과는 동종 연골세포이식군(AlloCI)(9.33 ± 1.87), 자가 골수세포 유리술 (AutoBMS)(9.44 ± 2.33)으로 두 군에서 비슷한 성상의 연골 재생을 확인 하였고, type II 콜라젠을 보기 위한 면역조직화학 염색에서 두 치료군 모두 대조군에 비해 확연하게 높은 연골화 콜라젠 (type II)의 발현을 확인 할 수 있었다. 연골 조직의 주요 요소인 Glycosamionoglycans (GAG) 성분을 확인하기 위해 safranin O 염색을 이용하였고 두 치료 군에서 대조군에 비해 상대적으로 강한 GAG성분의 염색을 확인 하였다.
Modified O’Driscoll grading system을 이용한 조직학적, 면역 조직화학적 결과에서
동종 연골세포이식군 평균 32.89±5.25 점, 자가 골수세포 유리술군 평균31.89±6.45점으로 두 치료군 사이엔 유의한 차이가 없었으며(P>0.05), 각 대조군(19.77±1.58, 18.95±2.05)에 비해 두 치료군 모두 통계학적으로 유의하게 높은 결과를 보였다(P<0.05).
젤 형태의 fibrin matrix를 이용한 동종 연골세포 이식술과 자가 골수세포 유리술은 연골 전층 손실에 대해 정상 연골에 가까운(hyaline like) 연골 재생을 얻을 수 있는 유용한 방법이며 자가 연골세포 이식술을 대체 할 수 있는 안전한 치료법으로 사료 된다.

주요어: 피브린, 동종 연골세포, 줄기세포 유도술, 연골 결손 , 재생