목적: 우리는 황색인대 세포(ligamentum flavum cells)를 대상으로 하는 새로운 다중-비틀림(multi-torsional) 기계적 신장(stretch) 응력 적재 장치를 개발하고, 요추 척추관 협착증의 흔한 원인인 황색인대 비후(ligamentum flavum hypertrophy)의 발생에 미치는 영향을 평가하였다. 재료 및 방법: 장치의 신장 강도는 5% 및 15% MSS 하중을 24, 48, 72 h 동안 적용하여 최적화하였다. 사람 황색인대 세포에 대한 세포독성(cytotoxicity) 분석을 수행하였고, 그 결과를 대조군(0% 응력)과 비교하였다. 염증성 표지자(인터루킨[IL]-6, IL-8), 혈관내피성장인자[VEGF], 그리고 세포외기질(ECM) 조절 사이토카인(기질 금속단백분해효소[matrix metalloproteinase, MMP]-1, MMP-3 및 MMP-9, 조직 금속단백분해효소 억제제[tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP]-1 및 TIMP-2)을 효소결합면역흡착검정법(enzyme-linked immunosorbent assay)으로 정량하였다. 결과: 본 연구의 다중-비틀림 기계적 신장 응력 적재 장치를 사용하여, 황색인대 세포에 대해 24시간 동안 5% 응력이 최적임을 확인하였다. 이러한 조건에서 IL-6 및 IL-8 수준, VEGF 수준, 그리고 MMP-1, MMP-3 및 TIMP-2는 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 결론: 새로운 다중-비틀림 기계적 신장 응력 적재 장치를 사용하여 기계적 응력이 염증성 사이토카인과 혈관신생(angiogenic) 인자의 생성을 증가시키고, ECM 조절 효소의 발현을 변화시켜 황색인대 비후를 유발할 수 있음을 확인하였다.

추간판(intervertebral disc, IVD) 퇴행은 불치성 요통의 주요 원인이며, 증상성 IVD 퇴행은 서로 다른 퇴행 기전들에 의해 발생할 수 있다. 본 논문에서는 퇴행 과정에서의 퇴행, 염증, 혈관신생, 그리고 세포외기질(extracellular matrix, ECM) 조절의 역할에 초점을 맞추어 증상성 IVD 퇴행성 디스크 질환(degenerative disc diseases, DDDs)의 분자적 기초를 기술한다. 증상성 DDD에서 전염증성 매개체들은 이화작용(catabolic reaction)을 조절하여 ECM 항상성의 변화를 일으키고, 결국 신경/혈관 침윤과 관련된 만성의 불치성 디스크성 통증을 유발한다. ECM 항상성에서는 동화성 단백질 조절 유전자들이 발현이 감소하고 ECM 생성에 변화가 나타나는 반면, 기질금속단백분해효소(matrix metalloproteinase) 유전자 발현은 증가하며 그 결과 공격적인 ECM 분해가 초래된다. 이러한 결과로 인한 정상 IVD 점탄성(viscoelasticity)의 소실과 ECM 구성의 동반 변화는 DDD의 핵심 기전이다. 염증 단계에서는 대식세포와 관련된 연쇄 반응이 고농도의 전염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines) 분비로 나타나며, 이는 염증을 유도한다. 비정상적 혈관신생은 증상성 DDD에서 핵심적인 병적 초기 단계로 간주된다. 혈관신생을 반영하듯, IVD의 저산소 조건에서 저산소유도인자-1(hypoxia-inducible factor-1)에 의해 혈관내피세포성장인자(vascular endothelial growth factor) 발현이 조절된다. 또한 퇴행을 겪는 IVD 세포들은 다량의 혈관신생성 사이토카인을 분비함으로써 신생혈관화를 잠재적으로 증강시키는데, 이들은 외측 섬유륜(outer annulus fibrosus)로부터 IVD를 침투해 수핵(nucleus pulposus)의 외측 부위 깊숙이까지 확장된다. 현재의 지식에 따르면, 기초연구에서 임상 적용에 이르기까지 척추 연구의 모든 측면에서 다학제적 접근이 필요하며, 이는 DDD와 디스크성 통증에 대한 치료에 관한 정보를 제공할 것이기 때문이다.

연구 목적 우리는 황색인대(ligamentum flavum, LF) 세포를 위한 새로운 다중 비틀림 기계적 신장 응력(multi-torsional mechanical stretch stress, MSS) 적재 장치를 개발하고, 허리 척수관 협착의 흔한 원인인 황색인대 비대(ligamentum flavum hypertrophy, LFH)의 발달에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 방법 장치의 신장 강도는 24, 48, 72 h 동안 5% 및 15% MSS 부하를 적용하여 최적화하였다. 사람 LF 세포에 대해 세포독성(cytotoxicity) 분석을 수행하고, 대조군(0% MSS)과 결과를 비교하였다. 염증성 표지자(인터루킨[IL]-6, IL-8), 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 그리고 세포외기질(ECM) 조절 사이토카인(기질 금속단백질분해효소[matrix metalloproteinase, MMP]-1, MMP-3 및 MMP-9, 및 조직 억제제[tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP]-1과 TIMP-2)을 효소면역흡착분석(enzyme-linked immunosorbent assay)을 통해 정량하였다. 연구 결과 본 다중 비틀림 MSS 적재 장치를 사용했을 때, LF 세포에 대해 24 h 동안 5% MSS가 최적이었다. 이 조건에서 대조군에 비해 IL-6 및 IL-8 수준, VEGF 수준, 그리고 MMR-1, MMR-3 및 TIMP-2가 유의하게 증가하였다. 결론 새롭게 개발한 다중 비틀림 MSS 적재 장치를 사용하여 기계적 스트레스가 염증성 사이토카인과 혈관신생 인자의 생성을 증가시키며, ECM 조절 효소의 발현을 변화시켜 LFH를 유발할 수 있음을 확인하였다. 이러한 발견은 기계적 스트레스가 LFH에 미치는 영향에 대한 이해를 향상시킨다.

목적: 퇴행성 요추 척추 질환에 대한 수술적 치료는 신경 구조의 감압과 더불어 불안정한 추간분절에서 유발되는 통증을 해결하기 위한 골유합(arthrodesis)을 포함한다. 덜 침습적인 술식인 요추 기구화 후관절 유합(lumbar instrumented facet fusion, IFF)은 단기적으로 긍정적인 결과를 보였으나, 장기 결과에 대한 보고는 드물다. 본 연구의 목적은 IFF의 장기 생체역학적 안정성과 임상 결과를 보고하는 것이다. 방법: 본 단일 기관 후향적 관찰 증례군 연구에는 1996년 1월부터 2021년 1월까지 퇴행성 요추 척추 질환으로 단일 또는 이 분절 IFF를 시행받은 환자가 포함되었다. 환자의 인구학적 특성, Oswestry Disability Index 및 시각 아날로그 척도(visual analog scale) 점수, 그리고 방사선학적 골유합을 굴곡-신전 방사선 촬영과 CT를 통해 평가하였다. 기기 실패 및 유합 분절 각도를 측정하였다. 결과: 연구 기간 동안 총 494명의 환자가 IFF를 시행받았다. 이들 중 24개월 초과 추적 관찰된 환자는 208명이었으며, 평균 추적 기간은 89.96 ± 55.59개월이었다. 전체 골유합률은 92.05%였다. 인접 분절 질환으로 인한 재수술은 11.06%의 환자에서 시행되었다. 나사 풀림(screw loosening)은 6명에서 관찰되었고, 그중 2명은 재수술을 받았다. Oswestry Disability Index와 시각 아날로그 척도 점수에서 유의한 개선이 관찰되었다. 결론: IFF는 골유합률 및 임상 결과가 유사하면서도 비교적 안전하고 덜 침습적인 요추 척추 골유합 대안 방법이다. 이 방법은 재수술률이 비교적 낮다.

목적: 우리는 황색인대 세포(ligamentum flavum cells)를 대상으로 하는 새로운 다중-비틀림(multi-torsional) 기계적 신장(stretch) 응력 적재 장치를 개발하고, 요추 척추관 협착증의 흔한 원인인 황색인대 비후(ligamentum flavum hypertrophy)의 발생에 미치는 영향을 평가하였다. 재료 및 방법: 장치의 신장 강도는 5% 및 15% MSS 하중을 24, 48, 72 h 동안 적용하여 최적화하였다. 사람 황색인대 세포에 대한 세포독성(cytotoxicity) 분석을 수행하였고, 그 결과를 대조군(0% 응력)과 비교하였다. 염증성 표지자(인터루킨[IL]-6, IL-8), 혈관내피성장인자[VEGF], 그리고 세포외기질(ECM) 조절 사이토카인(기질 금속단백분해효소[matrix metalloproteinase, MMP]-1, MMP-3 및 MMP-9, 조직 금속단백분해효소 억제제[tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP]-1 및 TIMP-2)을 효소결합면역흡착검정법(enzyme-linked immunosorbent assay)으로 정량하였다. 결과: 본 연구의 다중-비틀림 기계적 신장 응력 적재 장치를 사용하여, 황색인대 세포에 대해 24시간 동안 5% 응력이 최적임을 확인하였다. 이러한 조건에서 IL-6 및 IL-8 수준, VEGF 수준, 그리고 MMP-1, MMP-3 및 TIMP-2는 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 결론: 새로운 다중-비틀림 기계적 신장 응력 적재 장치를 사용하여 기계적 응력이 염증성 사이토카인과 혈관신생(angiogenic) 인자의 생성을 증가시키고, ECM 조절 효소의 발현을 변화시켜 황색인대 비후를 유발할 수 있음을 확인하였다.

추간판(intervertebral disc, IVD) 퇴행은 불치성 요통의 주요 원인이며, 증상성 IVD 퇴행은 서로 다른 퇴행 기전들에 의해 발생할 수 있다. 본 논문에서는 퇴행 과정에서의 퇴행, 염증, 혈관신생, 그리고 세포외기질(extracellular matrix, ECM) 조절의 역할에 초점을 맞추어 증상성 IVD 퇴행성 디스크 질환(degenerative disc diseases, DDDs)의 분자적 기초를 기술한다. 증상성 DDD에서 전염증성 매개체들은 이화작용(catabolic reaction)을 조절하여 ECM 항상성의 변화를 일으키고, 결국 신경/혈관 침윤과 관련된 만성의 불치성 디스크성 통증을 유발한다. ECM 항상성에서는 동화성 단백질 조절 유전자들이 발현이 감소하고 ECM 생성에 변화가 나타나는 반면, 기질금속단백분해효소(matrix metalloproteinase) 유전자 발현은 증가하며 그 결과 공격적인 ECM 분해가 초래된다. 이러한 결과로 인한 정상 IVD 점탄성(viscoelasticity)의 소실과 ECM 구성의 동반 변화는 DDD의 핵심 기전이다. 염증 단계에서는 대식세포와 관련된 연쇄 반응이 고농도의 전염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines) 분비로 나타나며, 이는 염증을 유도한다. 비정상적 혈관신생은 증상성 DDD에서 핵심적인 병적 초기 단계로 간주된다. 혈관신생을 반영하듯, IVD의 저산소 조건에서 저산소유도인자-1(hypoxia-inducible factor-1)에 의해 혈관내피세포성장인자(vascular endothelial growth factor) 발현이 조절된다. 또한 퇴행을 겪는 IVD 세포들은 다량의 혈관신생성 사이토카인을 분비함으로써 신생혈관화를 잠재적으로 증강시키는데, 이들은 외측 섬유륜(outer annulus fibrosus)로부터 IVD를 침투해 수핵(nucleus pulposus)의 외측 부위 깊숙이까지 확장된다. 현재의 지식에 따르면, 기초연구에서 임상 적용에 이르기까지 척추 연구의 모든 측면에서 다학제적 접근이 필요하며, 이는 DDD와 디스크성 통증에 대한 치료에 관한 정보를 제공할 것이기 때문이다.

연구 목적 우리는 황색인대(ligamentum flavum, LF) 세포를 위한 새로운 다중 비틀림 기계적 신장 응력(multi-torsional mechanical stretch stress, MSS) 적재 장치를 개발하고, 허리 척수관 협착의 흔한 원인인 황색인대 비대(ligamentum flavum hypertrophy, LFH)의 발달에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 방법 장치의 신장 강도는 24, 48, 72 h 동안 5% 및 15% MSS 부하를 적용하여 최적화하였다. 사람 LF 세포에 대해 세포독성(cytotoxicity) 분석을 수행하고, 대조군(0% MSS)과 결과를 비교하였다. 염증성 표지자(인터루킨[IL]-6, IL-8), 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 그리고 세포외기질(ECM) 조절 사이토카인(기질 금속단백질분해효소[matrix metalloproteinase, MMP]-1, MMP-3 및 MMP-9, 및 조직 억제제[tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP]-1과 TIMP-2)을 효소면역흡착분석(enzyme-linked immunosorbent assay)을 통해 정량하였다. 연구 결과 본 다중 비틀림 MSS 적재 장치를 사용했을 때, LF 세포에 대해 24 h 동안 5% MSS가 최적이었다. 이 조건에서 대조군에 비해 IL-6 및 IL-8 수준, VEGF 수준, 그리고 MMR-1, MMR-3 및 TIMP-2가 유의하게 증가하였다. 결론 새롭게 개발한 다중 비틀림 MSS 적재 장치를 사용하여 기계적 스트레스가 염증성 사이토카인과 혈관신생 인자의 생성을 증가시키며, ECM 조절 효소의 발현을 변화시켜 LFH를 유발할 수 있음을 확인하였다. 이러한 발견은 기계적 스트레스가 LFH에 미치는 영향에 대한 이해를 향상시킨다.