• 제목/요약/키워드: Cartilage regeneration

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토끼 경부기관의 초냉동보관 동종이식편 기관 이식술 - 생육성 및 거부반응에 미치는 영향 - (Rabbit's Cervical Tracheal Replacement with Cryopreserved Homograft - Effects on the Viability and Rejection -)

  • 원태희;서정욱;성숙환
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제31권12호
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    • pp.1127-1133
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    • 1998
  • 배경: 광범위한 기관의 병변시 이를 절제하고 기관을 대체시킬 수 있는 이상적인 대치물질로 현재 많이 연구되고 있는 기관의 초냉동보관 동종이식편의 상피세포 및 연골조직의 생육성 유지와 항원성의 변화를 토끼 기관을 이용하여 연구하였다. 대상 및 방법: 토끼 45마리를 각각 15마리씩 3개의 군으로 나누어 1군은 자가 이식술을 시행하였고 2군은 초냉동보관하지 않은 동종이식편으로 기관 대치술을 시행하였으며 3군은 영하 196$^{\circ}C$에서 1달간 보관한 초냉동보관 동종이식편으로 경부기관 정위치에 이식수술을 시행하였다. 수술 후 7일, 14일, 30일 후에 각군 당 5마리씩 무작위로 선별하여 기관 이식편의 조직학적 검사를 시행하여 상피세포 및 연골조직의 생육성 및 거부반응 정도를 조사하였다. 결과: 상피세포 재생정도에 있어서 7일째에는 세 군간에 차이가 없었으나 14일과 30일에는 1군에서 2군과 3군에 비해 상피세포 재생정도가 좋았다. 2군과 3군에서는 차이가 없었다. 수술 후 7일째까지 거부반응은 2군과 3군 모두에서 거의 나타나지 않았으나 14일과 30일째에는 7일째에 비해 2군과 3군 모두에서 통계학적으로 유의하게 거부반응이 많이 나타났다(P<0.05). 3군에 있어서 2군에 비해 거부반응이 적었으나 통계학적인 유의성은 없었다. 모든 경우에 연골세포는 생육성을 유지하고 있었으며 거부반응도 없었다. 결론: 1달 동안 초냉동보관 된 기관의 동종이식편은 상피세포와 연골의 생육성을 유지할 수 있으며 이는 초냉동보관 기관 동종이식편이 기관 대체물질로 사용할 수 있는 가능성을 보여준다고 할 수 있다. 그러나 초냉동보관으로 항원성을 완전히 없앨 수는 없으며 따라서 거부반응을 더욱 더 줄일 수 있는 방법에 대한 연구가 계속되어야겠다.

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Bone marrow stem cells incubated with ellipticine regenerate articular cartilage by attenuating inflammation and cartilage degradation in rabbit model

  • Mohammad Amjad Hossain;Soyeon Lim;Kiran D. Bhilare;Md Jahangir Alam;Baicheng Chen;Ajay Vijayakumar;Hakyoung Yoon;Chang Won Kang;Jong-Hoon Kim
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권6호
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    • pp.83.1-83.12
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    • 2023
  • Background: Ellipticine (Ellip.) was recently reported to have beneficial effects on the differentiation of adipose-derived stem cells into mature chondrocyte-like cells. On the other hand, no practical results have been derived from the transplantation of bone marrow stem cells (BMSCs) in a rabbit osteoarthritis (OA) model. Objectives: This study examined whether autologous BMSCs incubated with ellipticine (Ellip.+BMSCs) could regenerate articular cartilage in rabbit OA, a model similar to degenerative arthritis in human beings. Methods: A portion of rabbit articular cartilage was surgically removed, and Ellip.+BMSCs were transplanted into the lesion area. After two and four weeks of treatment, the serum levels of proinflammatory cytokines, i.e., tumor necrosis factor α (TNF-α) and prostaglandin E2 (PGE2), were analyzed, while macroscopic and micro-computed tomography (CT) evaluations were conducted to determine the intensity of cartilage degeneration. Furthermore, immuno-blotting was performed to evaluate the mitogen-activated protein kinases, PI3K/Akt, and nuclear factor-κB (NF-κB) signaling in rabbit OA models. Histological staining was used to confirm the change in the pattern of collagen and proteoglycan in the articular cartilage matrix. Results: The transplantation of Ellip.+BMSCs elicited a chondroprotective effect by reducing the inflammatory factors (TNF-α, PGE2) in a time-dependent manner. Macroscopic observations, micro-CT, and histological staining revealed articular cartilage regeneration with the downregulation of matrix-metallo proteinases (MMPs), preventing articular cartilage degradation. Furthermore, histological observations confirmed a significant boost in the production of chondrocytes, collagen, and proteoglycan compared to the control group. Western blotting data revealed the downregulation of the p38, PI3K-Akt, and NF-κB inflammatory pathways to attenuate inflammation. Conclusions: The transplantation of Ellip.+BMSCs normalized the OA condition by boosting the recovery of degenerated articular cartilage and inhibiting the catabolic signaling pathway.

Latent Transforming Growth Factor-beta1 Functionalised Electrospun Scaffolds Promote Human Cartilage Differentiation: Towards an Engineered Cartilage Construct

  • Lim, Erh-Hsuin;Sardinha, Jose Paulo;Myers, Simon;Stevens, Molly
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제40권6호
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    • pp.676-686
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    • 2013
  • Background To overcome the potential drawbacks of a short half-life and dose-related adverse effects of using active transforming growth factor-beta 1 for cartilage engineering, a cell-mediated latent growth factor activation strategy was developed incorporating latent transforming growth factor-${\beta}$1 (LTGF) into an electrospun poly(L-lactide) scaffold. Methods The electrospun scaffold was surface modified with NH3 plasma and biofunctionalised with LTGF to produce both random and orientated biofunctionalised electrospun scaffolds. Scaffold surface chemical analysis and growth factor bioavailability assays were performed. In vitro biocompatibility and human nasal chondrocyte gene expression with these biofunctionalised electrospun scaffold templates were assessed. In vivo chondrogenic activity and chondrocyte gene expression were evaluated in athymic rats. Results Chemical analysis demonstrated that LTGF anchored to the scaffolds was available for enzymatic, chemical and cell activation. The biofunctionalised scaffolds were non-toxic. Gene expression suggested chondrocyte re-differentiation after 14 days in culture. By 6 weeks, the implanted biofunctionalised scaffolds had induced highly passaged chondrocytes to re-express Col2A1 and produce type II collagen. Conclusions We have demonstrated a proof of concept for cell-mediated activation of anchored growth factors using a novel biofunctionalised scaffold in cartilage engineering. This presents a platform for development of protein delivery systems and for tissue engineering.

고정이 관절연골에 미치는 영향에 대한 연구 (The Effects of Immobilization on the Articular Cartilage)

  • 강종호;남기원;구현모;천송희;김진상
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제16권2호
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    • pp.1-16
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    • 2004
  • 관절연골은 우리의 일상생활중 또는 스포츠나 여가활동과 같이 다양한 활동중에 발생되는 역학적 부하를 조절하는 기능적 구성요소이다. 관절연골의 구성과 생화학적 구조 및 물리학적 특성간 사이의 상호작용은 적은 마찰과, 마모에 저항하는 성실, 충격의 흡수와 분산에 중요한 역할을 한다. 그러나 이 관절연골의 퇴행성 변화가 발생하게 되면 관절연골 자체의 기능장해 뿐만 아니라 관절의 다른 구성요소에도 손상을 축적시키게 되어 종국에는 관절 전체 구성요소의 장애와 기능적 수준의 감소로 이끌어간다. 관절연골의 퇴행을 일으키는 원인으로는 외상, 퇴행성질환, 류마티스질환 신경근질환, 관절구축등 여러 가지 질병으로 인하여 발생될 수 있다. 그러나 이러한 질병을 중재하고 치료하기 위하여 역학적 부하나 관절가동을 제한하는 고정도 연골의 생합성기능에 영향을 미쳐 연골의 퇴행성 변화를 촉진하게 된다. 건강한 기능을 수행하기 위해서는 적절한 관절부하와 관절운동을 통한 역학적 자극이 제공되어야 하며 물리치료영역에서 접하는 고정환자에 대한 적절한 역학적 자극 제공 방안이 마련되어야 할 것이다.

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Lysosomal acid phosphatase mediates dedifferentiation in the regenerating salamander limb

  • Ju, Bong-Gun;Kim, Won-Sun
    • Animal cells and systems
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    • 제14권2호
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    • pp.73-81
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    • 2010
  • In this study, monoclonal antibodies against lysosomal acid phosphatase (LAP) of a salamander, Hynobius leechii, were used to determine the spatial and temporal expression of the LAP in the regenerating limbs. The Western blot and immunohistochemical analysis in the limb regeneration revealed that LAP was highly expressed at the dedifferentiation stage, especially in the wound epidermis and dedifferentiating limb tissues such as muscle and cartilage. With RA treatment, the LAP expression became upregulated in terms of both level and duration in the wound epidermis, blastemal cell and dedifferentiating limb tissues. In addition, in situ activity staining of LAP showed a similar result to that of immunohistochemistry. Thus, the activity profile of LAP activity coincides well with the expression profile of LAP during the dedifferentiation period. Furthermore, to examine the effects of lysosomal enzymes including LAP on salamander limb regeneration, lysosome extract was microinjected into limb regenerates. Interestingly, when the lysosome extract was microinjected into limb regenerates with a low dose of RA($50\;{\mu}g/g$ body wt.), skeletal pattern duplication occurred frequently in the proximodistal and transverse axes. Therefore, lysosomal enzymes might cause the regenerative environment and RA plays dual roles in the modification of positional value as well as evocation of extensive dedifferentiation for pattern duplication. In conclusion, these results support the hypothesis that dedifferentiation is a crucial event in the process of limb regeneration and RA-evoked pattern duplication, and lysosomal enzymes may play important role(s) in this process.

토끼의 관절병증에 미치는 SCAN-BIO 레이저의 치료효과 (Effect of scan-bio laser therapy on arthropathy in rabbits)

  • 조형진;김영수;오동민;심경미;강성수;임성철;조용성;이수한;최석화;배춘식
    • 대한수의학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.475-482
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    • 2004
  • For the induction of arthropathy, 4% hydrogen peroxide ($H_2O_2$) was injected for 4 weeks into the intra-articular space of the 25 New Zealand white rabbits to damage articular cartilage. The verification of arthropathy induction and the effect of scan-bio laser treatment were determined by measuring superoxide dismutase (SOD) activity, by observing gross and histopathologic findings. The SOD activity increased by about 40% in arthropathy group, as compared to controls. Although SOD activity in arthropathy group was not significantly different from the 2-week group, it was significantly different from the 4-week control and treatment groups. There was also a significant difference between the 4-week control and treatment groups. Grossly, erosions formed on the articular cartilage surface, and the lateral femoral condyle was damaged in arthropathy group. In comparison, there was slight, but not significant, progression of the lesion in the 2-week control group, and no difference between the 2-week treatment and control groups. Conversely, severe erosions damaged the articular cartilage in the 4-week control group. Cartilage proliferation was seen in gross observations in the 4-week treatment group, suggesting a treatment effect. Histopathologically, there was slight articular surface damage and apoptosis in arthropathy group, and serious cartilage damage, despite slight chondrocyte proliferation, in the 4-week control group. By contrast, the 4-week treatment group showed chondrocyte replacement, with close to normal articular cartilage on the articular surface. There was significant cartilage proliferation with regeneration of the articular cartilage on the articular surface in the group treated with low-level laser, as compared to control group, when arthropathy was induced by $H_2O_2$ injections. Therefore, low-level laser was effective in the treatment of chemically induced arthropathy.

탈미네랄화된 골분/PLGA 지지체에서 늑연골 세포의 부착과 성장에 미치는 영향 (Effects of Demineralized Bone Particle Loaded Poly(lactic-co-glycolic acid) Scaffolds on the Attachment and Proliferation of Costal Cartilage Cells)

  • 조선아;송정은;김경희;고현아;이동원;권순용;정진화;강길선
    • 폴리머
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    • 제37권5호
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    • pp.632-637
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    • 2013
  • 늑연골세포는 초기 증식능력이 관절연골세포보다 우수하며, 또한 세포 채취에 용이하다는 장점이 있어, 관절연골의 대안으로 사용된다. FDA의 승인을 받은 합성고분자인 폴리락산-글리콜산 공중합체(PLGA)는 조직공학적 생체재료로 사용되고 있으나, 세포 부착률이 낮고, 염증반응을 야기시킨다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 세포의 증식에 영향을 주며 염증반응이 감소된다고 보고된 탈미네랄골분(DBP)을 이용하여, 함량별 DBP/PLGA를 제조한 뒤, 세포를 파종하여 연구를 실시하였다. 세포의 부착 및 증식률을 측정하기 위하여 세포 파종한 후 MTT와 SEM 분석을 수행하였으며, DBP가 세포외 기질 형성에 미치는 영향을 확인하고자 글리코스아미노글라이칸(sGAG)과 콜라겐 함량을 측정하였다. 생체 내 외 환경에서 세포의 부착과 증식에 미치는 영향을 관찰하기 위해 연구를 진행하여, PLGA 지지체보다 DBP/PLGA 지지체가 세포의 성장과 증식에 영향을 주는 것을 확인하였으며, DBP의 함량이 증가할수록 효과가 좋은 것으로 나타났다.

미세골절술 후 생체막 덮개가 연골 재생에 미치는 영향 : 고식적인 미세골절술과의 전향적 비교 연구 (The Effect of Placing Biomembrane cover following Microfracture on Cartilage Repair: Comparison with Conventional Microfracture Technique in a Prospective Randomized Trial)

  • 손광현;김진호;곽규성;박장원;윤경호;민병현
    • 대한관절경학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.83-91
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    • 2011
  • 목적: 슬관절의 연골 결손에 대한 미세골절술 후 병변을 덮는 생체막을 이용한 환자들의 치료 결과를 비교, 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2008년 1월부터 2010년 1월까지 관절경 검사로 확인된 슬관절 연골의 국소적 전층 결손이 있으며, 골관절염을 보이지 않는 53명(총 59례)의 환자를 대상으로 하였다. 무작위로 선정된 36명(42례)은 미세골절술 후 생체막으로 병변을 덮어주었고(실험군), 나머지 17명(17례)은 고식적인 미세골절술만을 시행받았다(대조군). 모든 환자는 수술 후 6개월째에 임상적 결과를 IKDC 설문지와 통증, 만족도에 대한 VAS 점수를 이용하여 비교하였고, 자기공명영상 촬영을 통해 골연골 병변의 회복 상태를 비교하였다. 결과: 임상 결과(IKDC, 통증 VAS, 만족도 VAS)에서 실험군이 대체로 더 우수하였으며 IKDC에서는 두 군 간의 통계적으로 유의한 차이를 보였다. (IKDC, p=0.047, 통증 VAS, p=0.074; 만족도 VAS, p=0.001). MRI 추시결과에서 실험군의 33명(78.6%)에서 우수한 결손 치유(67~100%)를 보이고, 5명(11.9%)만이 불량한 치유 소견을 보인 반면, 대조군에서는 4명(23.5%)의 환자에서 양호한 결손 치유가 관찰되고 9명(52.9%)의 환자들에서 결손 치유가 불량하였다(p=0.001). 실험군에서 35명(83.3%), 대조군 중 6명(35.3%)에서 변연부 결합부에서 간격이 관찰되지 않았다(p=0.001). 생체막 사용과 관련하여 심각한 부작용은 발견되지 않았다. 결론: 슬관절의 연골 결손 병변에 대해 미세골절술 후 생체막으로 도포한 군에서 단기 추시 임상적 결과 및 MRI를 이용한 영상학적 결과에서 결손부의 연골재생이 잘 된 것을 확인하였고, 미세골절술 후 ArtiFilm$^{TM}$을 함께 사용했던 군에서 연골 치유가 더 잘되는 경향이 있음을 시사한다.

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연골(軟骨)에 대한 양방(洋方) 학위논문(學位論文) 56편(編)에 대한 고찰(考察) (A Study of 56 Master's Theses on the Cartilage of the Western Medicine)

  • 염익환;송태원;오민석
    • 혜화의학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.337-364
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    • 2001
  • Clinically the arthritis occupies much part of musculoskeletal diseases. The arthritis is subordinate to Bi-jeung in the oriental medicine. No matter what is the cause of the diseases, the lesions of the arthritis are mostly cartilages and bursa. But in process of the depravation bones, muscles, tendons, ligaments and blood are influenced and become new the lesions of the arthritis. it is important that the treatments of the oriental medicine must be objectified and we must absorb a good of the western medical treatments and understand the excellent study of the arthritis in the western medicine. This study was done to comply a reference of 56 master's theses on the cartilage of the western medicine. And these theses were classified by the college, time, treatments and topics. The following results were obtained in this study: 1. Whereas In the theses on the cartilages of the western medicine, Jung-ang and Catholic university have the more theses than any other universities. 2. Analysing the theses on the cartilages of the western medicine, we can classify them by the topics with the influence on the regeneration and culture of the cartilages, observation of the historical structure and the influence on the cartilages by the operation. 3. The theses of the influence on the regeneration and culture of the cartilages were the most, 48%, and the seceond was the influence on the cartilages by the operation.(22%) However the theses on the observation of the historical structure occupied 16%.

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