서 론
골이식(bone grafting)은 정형외과 수술에서 가 장 흔히 시행하는 술식 중의 하나이다.
골이식은 근골격계 종양 수술, 골절, 인공관절수 술등에서 여러가지 목적으로 사용되고 있으며, 이는 이식골의 골유도(osteoinduction) 및 골전도 ( o s t e o c o n d u c t i o n )의 biological properties와 mechanical properties의 기능을 이용하는 것이 다.
골이식은 그 사용목적에 따라 크게 이식골의 b i o- logical properties를 주로 이용하는 n o n s t r u c- tural graft와 structual graft의 두 가지 형태 로 구분될 수 있다. 그러나 biological & physio- logical properties을 주로 이용하는 n o n s t r u c- tural graft라 할지라도 재생과정에서 실제로는 mechanical properties도 제공하게 되는데, 그 예로는 경골골절의 불유합에 시행하는 골이식을 들 수 있다. 반면에 structural graft라 할지라도 b i o l o g i c한 경과를 밟게되며 그 예로는 개재성 동종
골 이식(intercalary allograft)을 들 수 있다.
이렇게 목적에 알맞는 골 이식의 선택을 위해서는 골 이식의 생리적 특성(biological characteris- t i c s )과 함께 생역학적 특성(mechanical char- a c t e r i s t i c s )의 이해가 필요하다.
I. Biology of bone graft
골이식에서 골융합( i n c o r p o r a t i o n )이란 이식된 골과 숙주골사이를 새로 생성된 신생골로 연결 ( i n t e r d i g i t a t i o n )되는 과정으로 정의 되는데, U r i s t는 mesenchymal stage, osteoblastic stage, osteoinduction stage, osteoconduc- tion stage, biomechanical supporting structure stage 단계로 설명하고있다.
이식골이 숙주골과 골융합(incorporation) 되는 biological event는 아직 완전히 이해되고 있지는 못하다. 이식골은 괴사에 빠지게 되고 괴사된 골들 은 흡수 되면서 신생골로 대치되며, 숙주골과 결합 하는 형태를 취하고 이들은 상태변화에 따라 재형성 ( r e m o d e l l i n g )을 하게 되는데, 이러한 골융합에는
골 이식의 생역학적 특성
고려대학교 의과대학 정형외과학교실
손 원 용
Biomechanical Behavior of Bone Grafts
Won Youg Shon, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Korea University, Seoul, Korea
* Address for Correspondence : Won Youg Shon, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Korea University
#80 Kuro-dong, Kuro-gu, Seoul 152-703, Korea
Tel : 82-2-818-6681, Fax : 82-2-863-4605, E-mail : [email protected]
이식되거나 또는 숙주골의 preosteogenic cell들 이 o s t e o b l a s t나 c h o n d r o c y t e로 분화( d i f f e r e n- t i a t i o n )하여 bone 또는 c a r t i l a g e를 형성하는 골 형성(osteogenesis), 어떠한 자극에 의하여 c a t i- lage, bone을 형성하기 위하여 m e s e n c h y m a l t y p e의 세포들이 보충( r e c r u i t m e n t )되는 골유도 ( o s t e o i n d u c t i o n )과 angiogenesis, chondro- genesis, osteogenesis에 필요한 세포들의 이동 ( m i g r a t i o n )을 촉진할 수 있는 골격을( f r a m e- work) 제공하는 골전도( o s t e o c o n d u c t i o n )의 3 가지 기본 작용에 의한다. 그러므로 골이식에 가장 알맞는 이식골 또는 그 대용물은 o s t e o c o n d u c- tive matrix, osteoinductive factors, osteogenic cell의 성분들을 갖춘 것이다.
골이식의 골융합에 대한 지식은 개에 대한 동물실 험으로부터 얻어진 것이다.
1. Incorporation of autograft
자가 해면골 이식은 골이식의 gold standard라 할 수 있으며, 이는 자가 해면골은 o s t e o c o n d u c- tive 성향을 갖는 hydroxy apatite와 c o l l a g e n을 함유하고, 해면골사이의 공간에 많은 o s t e o g e n i c p o t e n t i a l i t y를 갖는 stromal cell들이 있고, 해면 골의 m a t r i x와 주위의 혈종에는 BMP, TGF-β, FGF, PDGF 등의 osteoinductive 물질들을 함유 하고 있기 때문이다.
a. Incorporation of cancellous autografts 첫째주 : 수술후 출혈로 혈종이 형성되며, 염증반 응( i n f l a m m a t i o n )이 일어 난다. 골수내의 세포들 은 괴사에 빠지게 되며, 숙주의 육아조직( h o s t granulation tissue)이 침입( i n v a d e )하게된다.
때때로 superficial cellular element에서 d i f- f u s i o n에 의해 살아 남는 세포들은 골형성( o s t e o- g e n e s i s )의 역할을 하나, 나머지 골조직은 대부분 죽게 된다. 주위의 육아조직으로 부터 v a s c u l a r b u d가 나오게 되고 때로는 적은 부위에서 기존의 m i c r o - v e s s e l과 m i c r o - a n a s t o m o s i s가 형성되기 도 한다. 이러한 재혈관화( r e v a s c u l a r i z a t i o n )는 이틀째부터 시작되며 2주째면 전체 이식해면골이
새로 형성된 혈관조직으로 싸이게 된다. 이러한 혈 관조직을 통하여 숙주의 p r o g e n i t a l - m e s e n c h y- mal cell들이 이식 해면골로 이동하게 된다.
둘째, 셋째주 : 둘째주에 재혈관화가 끝나게 되 고, 염증세포들도 2주째부터는 감소하기 시작하며 간엽세포(mesenchymal cell)들이 o s t e o g e n i c c e l l로 분화된다. 이러한 osteogenic cell들이 골 모세포( o s t e o b l s t )로 분화하여 해면골 가장자리에 osteoid seam을 형성하기 시작하며, 때로는 파골 세포( o s t e o c l a s t )로도 분화하게 된다. 이러한 염증 반응(inflammation), 재혈관화( r e v a s c u l a r i z a- tion), 골유도( o s t e o i n d u c t i o n )의 과정이 처음 3 주간에 발생한다.
셋째주부터 삼개월 : 골유도와 새로운 모세혈관이 이식해면골 사이로 자라들어오는 골전도( o s t e o c o n- d u c t i o n )가 일어나게 되어 신생골이 형성되고, 사 골(dead bone)은 파골세포에 의하여 약 4주부터 점차적으로 흡수가 시작된다. 3개월이면 이식 해면 골의 대부분이 새로이 형성된 골로 대치된다.
삼개월부터 육개월 : 이시기는 새로이 형성된 골 이 점차적으로 재형성(remodelling) 되고, 골소주 가 재형성 되어 maturation 되는 시기이다.
b. Incorporation of autogenous cortical grafts 자가 피질골의 골융합( i n c o r p o r a t i o n )은 자가해 면골과 몇가지 면에서 다른 양상을 보인다.
첫째는 v a s c u l a r i z a t i o n이 해면골에 비하여 매 우 더디게 진행되는데 이것은 피질골이 해면골에 비 해 단단하여 vascular invading이 어렵고, 해면 골은 구조상 주위 혈관조직과 접촉 면적이 넓은 해 부학적 구조의 차이점에 기인한다.
둘째는 파골세포가 먼저 작용하여 전반기에 골의 흡수가 먼저 선행하고, 셋째는 해면골처럼 괴사골이 완전히 신생골로 대치되지 못하는 차이점들이 있다.
처음 둘째주까지 혈종이 형성되고, 염증반응이 일어 나는 변화는 자가 해면골이식 때와 비슷하다. 대부 분의 골조직은 괴사에 빠지게 되고, 재혈관화는 해 면골이식 때보다 늦어져 이식 피질골에 숙주의 혈관 침투가 수술 6일째에나 가능하게 된다. 전체이식 피 질골의 재혈관화는 2개월 이상의 시간이 필요하게
되며, 이것은 골외곽에서 또는 Haversian can- n a l을 통한 파골세포의 골흡수에 의하여 숙주로부 터 이식피질골에 혈관이 침투하기 때문이다.
해면골이식 때와는 다르게 골모세포보다 파골세포 가 이식 2주째부터 골흡수를 시작하게 되 고, 6주 째까지 골흡수 작용은 계속 증가하게 되며 그뒤에 일년째까지 서서히 그작용이 감소하게 된다. appo- sitional new bone formation은 이식술후 3주 째부터 발생하기 시작하나, 파골세포에 의한 골흡수 의 속도는 하루에 5 0 u인 반면에 골모세포의 신생골 형성은 하루에 1 u이므로 피질골 이식후 약 6주부터 6개월간의 시기에 이식피질골의 강도는 정상의 40~50% 정도이고 이것은 1년 내지 2년이 지나야 정상으로 회복된다. 또한 일년이 되어도 약 4 0 % 정도의 괴사골은 그대로 남아있게 된다.
2. Incorporation of allograft
동종골이식의 골융합은 동종골 보존방법등의 동종 이식골의 biological properties, 숙주의 면역반 응, 내고정 등의 안정성 및 이식골에 가하여지는 기 계적응력 등에 의하여 결정된다. 동종골이식은 동종 항원성이 인체 이식술 중에 가장 낮은것 중의 하나 이며, 보통은 tissue cross-matching 검사가 필 요하지 않는다.
최근에는 사용할 수 있는 여러가지 동종골들이 소 개되어 있으며, freeze, frreze-dry, demineral- ized, AAA(autolyzed, antigenextract, allo- g e n i c )등이 있다.
a. Incorporation of cancellous allograft 자가골 이식과 비교하여 비슷한 골융합의 단계를 거치나, 자가골 이식에 비하여 속도가 느리고 그 질 이 불량한 것이 특징이며 이것은 동종골 이식이 면 역반응을 유발하기 때문이다.
초기 1 ~ 2주에 a g g r e s i v e한 염증반응을 나타내 고, 이것은 이식후 2개월에도 이식 골소주 주위에 혈관이 풍부한 육아조직보다도 l y m p h o c y t e s로 인 한 만성 염증반응이 지속되고, 이미 자라들어간 이 식 동종 해면골내의 혈관들이 이러한 염증 세포들로 막히거나, 변성되어 재혈관화 과정이 더디게 되며,
이것은 골유도와 골전도를 지연시키거나 불완전하게 한다. 결국 불완전한 골융합과 재형성을 유발하게 된다.
canine 실험에서 동종골 이식의 골융합의 기간은 자가골 이식의 2배 정도이고, 또한 골이식의 양이 많을수록 더디게 진행된다고 알려져 있다. 그러나 일단 h o s t - g r a f t의 융합이 일어나게 되면 자가골 이식과의 차이는 점차적으로 줄어들게 된다.
이러한 면역반응에 의한 동종이식골의 골융합은 저장방법, 예를 들면 동결(deep freezing), 동결 건조( f r e e z e - d r y i n g )등의 방법으로 면역원성 ( i m m u n o g e n e c i t y )이 감소되어 골융합을 개선시 킬 수 있다.
b. Incorporation of cortical allograft
전체적인 이식골의 골융합 순서는 자가피질골과 비슷한 경로를 취하나, 점진대치(creeping sub- s t i t u t i o n )의 기간은 상당히 지연된다.
동종피질골 이식후에 초기의 염증반응 시기는 자 가피질골 이식후와 비슷하나, 초기의 비특이성 염증 반응 이후에 lymphoplasmatic cell이 주로 침착 하게 되는데, 이것은 자가골 이식후에 재혈관화를 감소시키고, 숙주로부터 자라나오는 혈관들도 급속 히 막히게 되며, 골수강내도 염증 육아조직으로 대 치되어 이식골들은 대부분 괴사에 빠지게 된다.
산발적으로 신생골 형성이 이루어지나 이식술후 2년이 지나도 많은 피질골이 괴사인 상태 로 있게 되어, 골융합이 되는데 몇년이 걸린다.
동종 피질골의 골형성은 주로 골전도에 의하며 동 종 이식 피질골의 골유도 성향은 극히 미미하다. 이 에 반해 이식 피질골의 특히 표면에서 면역반응에 의한 것으로 여겨지는 골흡수가 지속적으로 발생하 여 이식피질골의 s i z e의 감소와 더불어 동종이식 피 질골의 강도는 적어도 1년동안 자가이식 피질골에 비하여 상당히 약한 상태가 된다.
동종 피질골 이식은 상당히 다양한 결과를 나타내 게 되는데, 드물게 이식골이 막으로 싸여 전혀 혈류 공급이 안되는 괴사상태로 남아있는 경우와 이식 피 질골이 염증 세포로 둘러 싸여 거의 흡수되어 버리 는 경우도 있으나, 아직 그 기전에 대하여 설명되지
는 못하고 있으며 면역반응에 의한 것으로 추정되고 있다.
동결 또는 동결 건조의 보존 방법으로 어느정도 면역원성을 감소시켜서 이식피질골의 골융합이 개선 되나 자가 피질골 이식에 비하면 골융합의 속도가 더디고 질이 불량하다. 그외의 다른 방법들이 소개 되고 있으나 면역원성의 감소와 더불어 기계적 강도 가 감소되는 단점이 있는데, 이에 대하여는 차후에 다시 논하기로 한다.
동결상태로 보존된 이식 피질골은 견고히 내고정 상태로 지탱할 수 있는 정도의 기계적 s t r e s s하에서 임상적으로 만족할 만한 골융합이 일어날 수 있다.
II. Biomechnical behavior of bone graft
골이식의 mechanical properties에 대한 e v a l u a t i o n에서는 이식골(graft bone), 숙주골 (host bone), 숙주와 이식골 사이의 o s t e o s y n- thesis, 고정방법의 상태에 대하여 염두에 두어야 한다.
공여자( d o n o r )의 상태, 예를 들면 나이, 성별, 건강상태나 s t a b i l i z a t i o n의 방법, 이식골의 보존 방법등이 이식골의 기계적 성질에 영향을 줄 뿐 아 니라 이식후의 골융합과 재형성의 속도 및 정도에도 영향을 준다.
이식골의 골절로 인한 이식골의 실패는 9 ~ 1 6 % 에서 발생하며, 대부분 6개월에서 3년사이에 발생 한다.
1. 초기 이식골의 생역학적 성질 (Initial mechanical properties)
이식골의 mechanical properties는 골융합과 재형성 되기 전 선택된 공여 이식골의 공여자의 연 령, 성별, physical status, 해부학적 위치, 골의 t y p e (해면골 또는 피질골) 및 골의 형상( g e o m e- t r y )에 따라 좌우된다.
이식골의 g e o m e t r y는 기계적 강도에 영향을 주 는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 일반적으로 이 식골의 강도는 이식골 입방체의 횡적면적의 크기에
비례하는데, 이식골의 넓이나 지름이 15% 정도 증 가하면 5 0 %의 염전강도(torsional strength)의 증가를 얻을 수가 있으므로 기계적 강도가 약한 이 식골이라도 때에 따라서는 이식골의 용적을 키워서 사용할 수가 있다.
골은 원래 radial 또는 circumferential load- i n g보다도 osteonal loading(또는 수직)에 강하다.
골의 ultimate compression strength는 187~196Mpa, ultimate tensile strength는 1 0 8 M p a로 압축 응력에 견디는 힘은 장력에 비해 두배 정도 강하다
공여자의 연령도 초기 이식골의 기계적 강도에 영 향을 준다. 골은 일생 중 2 0대부터 3 0대 사이에 가 장 강도가 높으며 그후부터는 나이가 들어감에 따라 골의 강 도 가 약 해 져 서 7 0 ~ 8 0대 에 는 약 2 5 % ~ 3 0 %까지 강도가 떨어진다. 그러나 일반적 으로 연령으로 공여골을 선택하지는 않는다.
이식골은 성별에 따라 약 2 0 %의 강도의 차이가 있다.
2. 이식골의 골융합( i n c o r p o r a t i o n )
이식골은 골 이식후에 골 형태(해면골 또는 피질 골)와 자가이식 또는 동종이식에 따라 골융합의 양 상이 다르게 되고, 이에 따라 이식골의 기계적 성향 도 달라지게 된다.
a. 자가해면골
자가 해면골 이식 후 골융합 경과 중 해면골은 골 아세포로부터 신생골형성이 2 ~ 3주째에 시작되고, 파골세포의 작용은 그후에 시작된다. 개의 동물실험 에서는 신생골이 형성되기 시작하나 아직 파골세포 의 기능이 시작되기 전인 3 ~ 4주째의 해면골은 비 록 괴사된 골주위에 신생골이 형성되나 그 양은 많 아지게 되고 괴사골도 기계적 강도가 갑자기 떨어지 지는 않기 때문에 임상적으로 그 영향이 적다고 한 다. 초기의 이식해면골의 기계적 강도는 오히려 강 해질 수 있고, 괴사골이 점차적으로 흡수되기 시작 하면서 정상화하게 된다.
b. 자가피질골
자가 피질골은 해면골과는 다르게 골융합의 경과
중에 파골세포의 작용이 먼저 시작되고 골아세포의 신생골 형성이 점차적으로 이루어진다. 개의 비골 이식을 통한 동물실험에서 피질골 이식후 파골작용 으로 인한 피질골 흡수에 의한 피질골의 다공성 ( p o r o s i t y )의 증가로 이식후 4주부터 골의 강도가 급격히 저하되고 6 ~ 1 2주에 정점에 도달하여 정상 골의 6 0 %정도까지 강도가 떨어져 이런 상태는 6개 월까지 지속되고 그후 점차적으로 증가하여 정상에 가까운 강도를 찾는데 약 1년이 소요된다. 사람의 경우에는 이러한 회복경과에 약 2배의 기간이 필요 하게 된다.
c. 동종골
동종골의 골융합은 각 형태의 자가골이식과 비슷 한 경로의 골융합의 경과를 취하나 더디고, 불완전 하며, 그 정도는 면역원성( i m m u n o g e n e c i t y )의 정도, 소독방법, 저장방법에 따라 다르게 된다.
3. 보존방법
동종골의 보존방법은 simple hypothermia(4
℃), freezing(-20℃~ - 1 9 6℃), freeze dry (Lyophilization), Cryopreservation(Controlled f r e e z i n g )등이 있으나 b o n e을 장기간 보관시에는 simple hypothermia의 방법을 제외한 나머지 3가 지 방법들이 조직은행에서 주로 사용되어지고 있다.
a. 동결(Freezing)
- 2 0℃ 이하에서 보존할 수 있으나, 골내의 enzymatic action을 완전히 감소시킬 수 없으므 로 3개월 이상 보존시에는 세포 및 골형성 단백 ( B M P )을 포함한 세포간질 물질들이 d e g r a d a t i o n 을 유발할 수 있고, ice-crystal formation으로 mechanical damage를 유발할 수 있어서 장기간 보존시에는 주로 - 7 0℃~ - 8 0℃에서 보존한다.
- 2 0℃에서 보관 시에는 골의 기계적 강도에는 큰 변화가 없고, -70℃ 이상에서 보관 시에는 압박응 력부하에 대한 강도가 10~20% 감소할 수 있으며, 또한 멸균( s t e r i l i z a t i o n )을 위하여 방사선 조사를 시행할 때는 그 조사량에 따라서 보존 골의 기계적 강도가 변할 수 있다
b. 동결 건조법( F r e e z e - D r y i n g )
일반골은행에서 흔히 쓰는 방법으로 동결 건조 (freeze-drying) 후에 골의 물리적 특성은 취약하 여(brittle) 종적 분열(longitudinal splitting)의 발생이 쉽다. 물리적 강도에 대하여서는 각기 다른 실험 결과들이 보고되고 있지만, 특히 방사선 조사 를 동반할 때는 5 0 ~ 7 5 %의 강도가 감소한다는 실 험 결과도 있다.
일반적으로 압박강도는 변화가 없거나 오히려 강 할 수 있으나, 굴곡 강도(bending) 또는 염전강도 ( t o r s i o n a l )는 사용 전에 r e h y d r a t i o n을 시켜도 정상으로 회복이 되지 못하고 상당히 약한 상태이다 (Table 1). rehydration 후에 m i c r o c r a c k이 발생하여 동결 건조된 골의 강도에 나쁜 영향을 준 다는 보고도 있다.
4. 멸균( S t e r i l i z a t i o n ) a. 열처리
tissue banking procedure 중 멸균을 위한 열 처리는 미국에서는 사용하고 있지 않고, 그외 유럽 에서는 시도하고 있으나 이에 대한 정설은 아직 없 다. 일반적인 b a c t e r i a나 H I V를 포함한 v i r u s에 대하여 약 8 0℃에서 1 0분간이면 감염성( i n f e c t i v- i t y )이 없어진다. 그러나 우리나라에 많은 Hepatitis B, C virus는 열에 강하기 때문에 골의 내면부까지 적어도 1 0 0℃에서 1 0분 이상 노출되어 야 안전하다고 할 수 있다.
열전도율은 골의 t y p e에 따라 상당한 차이를 보 인다. 137℃, 3기압에 1 4분간 사람의 대퇴골을 노 출시에 피질골은 1 1 3℃인 반면에 대퇴 골두는 5 4
℃, 전자부는 4 9℃에 이른다. 성인 대퇴골두를 물 이 담긴 용기에 넣어, 80℃로 처리할 때는 약 9 4분 이 경과하여야 대퇴골두 중심의 온도가 8 0℃에서 1 0분이 경과한 것이 된다. 또 1 0 0℃에서 대퇴골두 의 중심의 온도가 8 0℃에 도달하는데 약 4 2 ~ 6 0분 이 경과하여야 하고, 90℃에 도달하는데는 5 4분이 경과하여야 하며, 100분 후에 9 4℃에 이른다.
1 3 4℃, 2기압의 a u t o c l a v e에서는 중심부 온도 가 9 0℃에 도달하는데 1 4 ~ 1 5분이 소요되고, 120
℃까지는 1 8 ~ 1 9분이, 134℃까지는 2 6 ~ 2 7분이
경과하며, 2기압, 134℃의 A u t o c l a v e에서는 적어 도 3 0분간 소독할 것을 권하고 있다.
처리하는 온도에 따라 골의 기계적인 강도가 변하 게 되는데, 80℃로 처리할 때에 해면골의 강도가 약 8~18% 정도 감소하는 반면에, 100~137℃에서는 약 5 0 ~ 7 0 %까지 감소한다. 피질골은 1 2 1℃에서 2 0분간 노출시에 약 2 3 %의 염전 강도가 감소한다.
b. 방사선조사
2~3 Mrads까지는 보존골의 강도에 큰 영향이 없으며, 굴곡 및 염전강도가 9 0 %까지 유지된다.
그러다 3 Mrads 이상이면 이식골의 5 0 ~ 7 0 %까 지, 6 Mrads에서는 압축강도가 80%, 염전강도가 65% 감소한다.
동결 건조한 경우에는 3~3.5 Mrads의 방사선 조사라도 염전강도가 7 0 %까지 감소할 수 있다.
c. Ethylene Oxide sterilization
효과적인 멸균방법이나 toxic effect로 이식후의 염증반응이 심하여 골융합에 지장을 줄 수 있으며, 골 내부까지 멸균 작용이 미치지 못하는 단점이 있
어 골의 멸균에는 점차적으로 사용하지 않는 경향이 며 저장 초기에는 이식골의 강도에 영향이 없으나 저장 4 ~ 6개월 부터는 강도가 떨어질 수 있다.
5. DBM(Demilerized Bone Matrix)
최근에는 사용할수 있는 여러가지 동종골들이 소 개되어 있으며, freeze, frreze-dry, 이외에도 demineralized, AAA(autolyzed, antigenex- tract, allogenic)등이 있다.
D B M은 B M P의 보존을 위하여 보존골의 유기물 질을 완전히 제거한 것으로 o s t e o i n d u c t i v i t y를 향상시킨 것이나, 아직 시험적 단계이고 s t r u c t u r- al strength는 없다.
결 론
최근 정형외과분야에서의 인공관절치환술과 골종 양의 치료 술식이 발달과 더불어 골이식 및 동종골 이식술의 빈도는 상당히 증가하고 있는 추세이다.
자가골 및 동종골 이식에 따른 생역학적 특성을 잘 Table 1. Effect of preservation on bone strength
Komander13 Freezing(-78C) Freezing 90% 100% 100%
Radiation(1 Mrads) Freezing 100% 90% 100%
Radiation(3 Mrads) Freezing 100% 90% 90%
Radiation(6 Mrads) Freezing 80% 65% 70%
Radiation(3 Mrads) Freezing 100% 70% 80%
& freeze-drying
Pelker et al16 Freezing(-20C) Fresh - - 100%
Freezing(-25C) Fresh - - 100%
Freezing(-20C) Fresh 120% 100% -
Freezing(-70C) Fresh 122% 100% -
Liquid nitrogen Fresh 114% 100% -
Freeze-drying Fresh 120% 32% to 39% -
Radiation(3 Mards) Fresh - 100% -
Radiation(3 Mards) Fresh - 40% -
& freeze-drying
freeze-drying & Fresh - 14% -
radiation(3 Mards)
Investigators Preservation Control Bone Strength(%) of Control)
Technique Technique Compression torsion Bending
이해하므로써 적절하고 올바른 골 이식을 선택 할 수 있고 이식술의 성공률을 높일수 있을 것이다.
REFERENCES
01) Borchers RE, Gibson LJ, Burchardt H and Hayes W: Effects of selected thermal variables on the mechanical properties of trabecular bone. B i o m a - terials, 18:545-551, 1995.
02) Bos GD, Goldberg VM, Gordon NH, Dollinger BM, Zika JM, Powell AE and Heiple KG: The long-term fate of fresh and frozen orthotopic bone allografts in genetically defined rats. Clin Orthop, 197:245-254, 1985.
03) Burchardt H: The biology of bone graft repair. C l i n O r t h o p , 174:28-42, 1983.
04) Burchardt H, Glowczewskie F and Miller G: Free- zedried segmental fibular allografts in azathioprine- treated dogs. Clin Orthop, 218:259, 1983.
05) Burwell RG: The function of bone marrow in the incorporation of a bone graft. Clin Orthop, 2 0 0 : 1 2 5 - 141, 1985.
06) Conrad EU, Ericksen DP, Tencer AF, Strong DM and Mackenzie AP: The effects of freeze-drying and rehydration on cancellous bone. Clin Orthop, 290:279-284, 1993.
07) Cowin RJ and Bowman J: On the dependancy of the elasticity and strength of cancellous bone on apparent density. J Biomech, 21:155-168, 1988.
08) Czitrom A and Langer F, McKee N and Gross AE:
Bone and cartilage allotransplantation. Clin Orthop, 208:141-145, 1986
09) Delloye C, Verhelpen M, D’Hemricourt J, Go- vaerts B and Bourgois R: Morphometric and phys- ical investigations of segmental cortical bone auto- grafts and allografts in canine ulnar defects. C l i n Orthop, 282:273-292, 1992.
10) Enneking WF, Burchardt H and Puhl JJ: Physical and biological aspects of repair in dog cortical- bone transplants. J Bone Joint Surg, 57A:237-252, 1975.
11) Friedlaender GE and Goldberg VM: Bone and Car- tilage Allografts. AAOS Symposium, 1 9 9 0 .
12) Kohler P, Kreicbergs A and Stromberg L: Physical properties of autoclaved bone. Torsion test of rab- bit diaphyseal bone. Acta Orthop Scand, 5 7 : 1 4 1 - 145, 1986.
13) Komander A: Influence of preservation on some mechanical properties of human haversian bone.
Mater Med Pol, 8:13-17, 1976.
14) Lewandrowskie KU, Tomford WW, Yeadon A, Thomas F, Mankin H and Hans K: Flexural rigidity in partially demineralized diaphyseal bone grafts.
Clin Orthop, 317:254-262, 1995.
15) Mankin HJ, Doppelt S and Tomford WW: Clinical experience with allograft implantation. Clin Orthop, 174:69-86, 1983.
16) Pelker RR and Friedlaender GE: Biomechanical aspects of bone autograft and allograft. Orthop Clin N Am, 80(2):235-247, 1987.
17) Pelker RR, Friedlaender GE and Markham TC:
Effects of freezing and freeze-drying on the bio- mechanical properties of rat bone. J Orthop Res, 1:405-411, 1984.
18) Pelker RR, Friedlaender GE and Markham TC:
Biomechanical properties of bone allografts. C l i n Orthop, 174:54-57, 1983.
19) Pelker RR, Mckay J and Panjabi MM: Biomecha- nical evaluation of allograft incorporation. T r a n s Orthop Res Soc, 11:272, 1986.
20) Pelker RR, Mckay J and Panjabi MM: Radiation- induced alterations of fracture healing biomechan- ics. J Orthop Res, 2:90-96, 1984.
21) Prolo DJ and Rodrigo JJ: Contemporary bone graft physiology and surgery. Clin Orthop, 2 0 0 : 3 2 2 - 3 4 2 , 1985.
22) Roe SC, Pijanowski GJ and Johnson AL: Biome- chanical properties of canine cortical bone allografts:
Effects of preparation and storage. Am J Vet Res, 49:873, 1988.
23) Simonian PT, Conard EU, Chapman JR, Harring-ton RM and Chansky HA: Effect of sterilization and stor- age treatments on screw pullout strength in hu-man allograft bone. Clin Orthop, 302:290-296, 1994.
24) Stevenson S: The immune response to osteochon- dral allografts in dogs. J Bone Joint Surg, 6 5 A : 5 7 3 ,
1 9 8 7 .
25) Thoren K and Aspenberg P: Ethylene Oxide steril- ization impairs allograft incorporation in a conduc- tion chamber. Clin Orthop, 318:259-264, 1995.
26) Thoren K, Aspenberg P and Thorngren KG: Lipid extracted bank bone. Clin Orthop, 3 1 1 : 2 3 2 - 2 4 6 , 1995.
27) Tomford WW: Musculoskeletal Tissue Banking.
Raven Press, 1993.
28) Tomford WW, Mankin HJ, Friedlaender GE, Dop- pelt SH and Gebhardt MC: Methods of banking bone and cartilage for allograft transplantation.
Orthop Clin N Am, 18:241, 1987.
29) Urist MR: Bone transplants and implants. In Urist MR(ed): Fundamental and clinical physiology of bone. Philadelphia, J. B. Lippincott Co., 1980, p331.
30) Urist MR: Bone, Formation by autoinduction. Sci- ence, 150:893, 1965.
31) Urist MR: Practical applications of basic research on bone graft physiology. In: AAOS Instructional Course Lectures, vol 25. St. Louis, C. V. Mosby, 1976, p1-26.
