Chapter 17

Repair & Grafting of Cartilage and Perichondrium

PHYSIOLOGY AND GROWTH

PHYSICAL PROPERTIES

ANTIGENICITY

BANKING AND PRESERVATION

AUTOGENOUS CARTILAGE GRAFTING

AUTOGENOUS PERICHONDRIAL GRAFTING

□ Employment of cartilage graft

① correct contour defect

② architectual support

③ mimic the fines of details : nipple주위

④ restore function in joint reconstruction

□ Advantages of cartilage graft

① extrusion의 위험이 없다

② autogenous cartilage grafts are indifferent to functional stress for survival

③ can carve to any desired shape

④ retain long-term form and bulk

PHYSIOLOGY AND GROWTH

1. Cartilage의 physiologic characteristics

① low metabolic rate : 정상조직의 1/100 ~ 1/500

② glycolytic and oxygen consumption : nearly anaerobic

<-- cell 수가 작고, avascularity

③ chondrocyte

ⓐ nourished by tissue diffusion

ⓑ sulfur --(metabolize)--> chondroitin sulfate

ⓒ produce matrix

2. Cartilage growth : matrix producing chondrocyte의 위치에 따라

① appositional growth : deep perichondrial cell들이 chondrocytes로 분화

② interstitial growth : young chondrocyte가 mitosis하여

--> produce matrix : chondromucoprotein, elastin, collagen

□ long-term success of a cartilage graft depends on living chondrocytes

3. Role of perichondrium

① mechanical strength의 유지

② enhance healing

③ ensure the production of new cartilage cells via appositional growth in young patient

4. As the cartilage ages

① proteoglycan 감소

② collagen content 증가

③ progressive calcification : difficult sculpting

PHYSICAL PROPERTIES

1. Cartialge의 구성

① cell : chondrocyte

② matrix : chondromucoprotein ground substance

③ fibrous network : ground substance를 관통하는 fiber의 type에 의해 matrix의 실질적인 특성(specific funtion of cartilage)이 결정

2, Types of cartilage : matrix의 특성에 의해

⑴ Hyaline cartilage :

① articular surface

② connect bony ribs to the sternum : cartilaginous rib

③ skeletal substance of the larynx, trachea, bronchi, nasal alae, septa

⑵ Elastic cartilage : external ear, epiglottis, portion of larynx

<-- flexible support가 필요한 부위

⑶ Fibrocartilage : intervertebral disc, certain ligament and tendon

<-- firm support나 tensile strength가 필요한 부위

□ certain chondrocytes are adapted for extremely specific function

① growing epiphyseal cartilage :

② nasal septal and rib cartilage의 hyaline matrices내에서 다양한 압력하에서 ground substance를 생성하여 system of locked stresses를 형성

3. Balaced stress system : rib cartialge의 torsion spring function에 필요

--> costal cartilage로 carve, shaping후 시간이 경과하면서 twists, warping일 일어남

□ interlocked cartilageinous stress, bulit-in stress

⑴ Gillies : 한쪽 perichondrium만 제거한 경우 distortion이 유발됨

⑵ Gibson and Davis : compact outer subperichondrial cartilage layer가 main, loose inner mass의 expansion & distortion tendency를 regulate

--> uneven removal of the peripheral cartilage에 의해 warping유발

□ nasal augmentaition을 위해 straight strut를 만들 경우 stresses를 고려하여야 하며 stress의 symmetric distribution(fig17-6,17-7)에 신경을 써야한다

□ 임상적으로 원하지 않는 warping은 귀의 재건시 보다 코의 재건시 흔히 관찰되며 이는 코재건의 경우 graft를 위한 pocket이 좀더 loose하고 dorsal nasal skin이 mobile한데서 기인한다.

□ warping 방지를 위해 초기 성형외과의사들의 시도

① 3개월 이내 warping이 일어남으로 3개월간 abdominal pocket에 넣어두었다가 carving

② carved cartilage는 30분 이내에 완전히 distortion됨 : 기다렸다가 삽입

③ septal warping의 교정을 정상측을 scoring함으로 교정

--> equalized the "breaching" of tensile stresses on both sides of the septum, bringing them into balance

ANTIGENECITY

□ Cartilage is not a immunologically previleged transplant tissue

--> 단지 rejection response가 지연되어 나타남

□ Cartilage is weakly antigenic (이유)

① 주위 두꺼운 matrix에 의해 보호 - interposes between the chondrocytes and the cells of the immune surveillance system of the recipient host

② antigenecity를 가진 세포(chondrocyte) 수가 적음 ( low dose of Ag )

③ avascularity

□ Cartilage graft

⑴ allograft(Timerosal -Methiolate- perserved), irradiated cartilage, xonograft

--> progressive absorption, long-term result가 좋지 않음

⑵ autogenous

--> long-term success, grow in size

BANKING AND PRESERVATION

□ Somatic death후에서 적어도 48시간동안 생존

□ 4℃ Tyrode's solution에서 6주간 생존

□ 3-5℃ moist air하에서 1 - 2일간 두었다가 이식을 해도 생존율에는 차이가 없다.

□ Merthiolate-preserved allograft를 사용한 경우 60%이상의 bulk를 유지

<-- 정상 aging cartilage와 같이 matrix의 carcification에 의해 부피유지

□ Irradiated cell : Merthiolate를 사용한 경우와 같이 석회화가 진행

--> 조사량을 올리면 결국 세포성분이 없는 mineral matrix로 구성된 lattice framework만 남음

--> 이상적으로 보이나 잘 부스러지고, undependable(신뢰할수 없는), 흡수가능성이 있음

--> ear auricle과 같이 fine detail이 필요없는 곳에 onlay graft대용으로 사용

AUTOGENOUS CARTILAGE GRAFTING

□ Cartilage nutrition : from tissue fluid dissufion ( avascularility )

□ Free graft로 이식한 경우 metaplastic change(donor 특성을 그대로 유지)하지 않음

--> hyaline matrix remain hyaline

Auricular Cartilage Grafts

1. Ideal transfer tissue and the most versatile of all cartilage

2. 쉽게 원하는 모양으로 조작가능

① secondary rhinoplasty	② middle ear surgery

③ total or partial(as composite graft) ear reconstruction의 framework,

④ maintain fallopian tube patency <-- ring shape으로 만들어

⑤ simulating Montgomery glands - nipple

Nasal Cartilage Grafts

1. Eyelid reconstruction을 위한 chondromucosal graft

① Millard and Mustarde : nasal septum ( mc use )

② Tessier : upper lateral nasal cartilage

2. Secondary rhinoplasty : 흡수가 거의 되지 않음

□ nasal collapse방지를 위해 L-shaped setpal strut(1 - 1.5cm)을 보존

Rib Cartilage Grafts

1. Large bulk

2. Osseous rib graft : mandibular ramus & temporomandibular joint reconstruction

3. Onlay graft : malar, mandibular, chin( first layer 7th, second layer 9th) contour

4. Nasal support & to correct major saddle nose deformities

5. Total ear reconstruction : 6, 7th & 8th(helix)

7

AUTOGENOUS PERICHONDRIAL GRAFTS

□ A unique aspect of cartilage grafting(?) is the transfer of free perichondrial tissue to generate new cartilage at the recipient site

□ Pathogenesis fo "cauliflower ear"

: overproduction되는 cartilage의 source는 displaced된 perichondrium의 under surface이다

<-- underlying cartilage와 perichondrium사이의 □contact inhibition□의 소실

Perichondrial Grafts for Joint Repai(Perichondrial artjroplasty)

1. 비록 neochondrogenecity가 넓은 연령층에서 관찰되나 나이에 따라 점차 감소

--> degenerative disease가 없는 young patient에 국한

2. Donor site : posteromedial auricular suface

3. 보통 chondrogenic "active surface"를 joint space쪽으로 위치시키지만 graft orientation에 따른 neocartilage의 histologic appearance나 thickness는 차이가 없다

Perichondrocutaneous Grafts

1. 일반적인 cartilage-containing composite graft와의 차이점

① 크기에 구애를 받지 않고, 공여부의 형태에 영향을 받지 않는다.

② 충분히 pliable하여 모든 형태의 recipient defect에 적응가능하다.

③ underlying support의 생성이 가능하다. - recipient bed의 형을 따름

--> 그러므로 support와 coverage가 동시에 요구되는 facial defect의 reconstruction에 임상적 가치를 가짐

2. Indication

① nasal lining & external nasal defect의 resurface

② partial auricular defect의 repair

③ ext. auditory canan의 재건

④ eyelid의 재건과 severe ectropion의 교정

3. Donor site : restricted to the anterolateral auricular surface

--> concha ( triangular fossa )에 국한 : 2.5 X 4cm까지 가능