ビタミンD補給は慢性腎臓病マウスにおけるチタン製インプラントの固定を強化する

Vitamin D supplementation enhances the fixation of titanium implants in chronic kidney disease mice.

抄録

ビタミンD（Vit D）の欠乏は慢性腎臓病（CKD）患者によく見られる状態で、骨の再生と骨折の治癒に悪影響を及ぼします。これまでの研究で、CKDではチタン製インプラントの適時治癒が損なわれていることが示されている。本研究では、CKDマウスにおけるVit D補給がインプラントのオッセオインテグレーションに及ぼす影響について検討することを目的とした。C57BLマウスに5/6腎摘出術により尿毒症を誘発した。2回目の腎臓手術の8週間後に、動物に1,25(OH)2D3を週3回、4週間腹腔内投与した。2週間後に実験用チタンインプラントを大腿骨遠位端に挿入した。血清中の1,25(OH)2D濃度はCKDマウスで低下しており、Vit Dの注射によって改善されることが確認された。さらに、CKDマウスで観察された副甲状腺機能亢進症も改善された。X線検査と組織切片から、これらのマウスのオッセオインテグレーションが成功したことが示された。組織形態学的解析の結果、Vit D投与群ではインプラント周囲の骨-インプラント接触（BIC）比と骨量（BV/TV）が有意に増加した。また、押し込み法により測定したインプラントの抵抗は、ビヒクル群と比較して有意に改善された。これらの結果は、Vit Dの補給がCKDにおけるチタンインプラントの固定を改善する有効なアプローチであることを示している。

Vitamin D (Vit D) deficiency is a common condition in chronic kidney disease (CKD) patients that negatively affects bone regeneration and fracture healing. Previous study has shown that timely healing of titanium implants is impaired in CKD. This study aimed to investigate the effect of Vit D supplementation on implant osseointegration in CKD mice. Uremia was induced by 5/6 nephrectomy in C57BL mice. Eight weeks after the second renal surgery, animals were given 1,25(OH)2D3 three times a week intraperitoneally for four weeks. Experimental titanium implants were inserted into the distal end of femurs two weeks later. Serum measurements confirmed decreased 1,25(OH)2D levels in CKD mice, which could be successfully corrected by Vit D injections. Moreover, the hyperparathyroidism observed in CKD mice was also corrected. X-ray examination and histological sections showed successful osseointegration in these mice. Histomorphometrical analysis revealed that the bone-implant contact (BIC) ratio and bone volume (BV/TV) around the implant were significantly increased in the Vit D-supplementation group. In addition, resistance of the implant, as measured by a push-in method, was significantly improved compared to that in the vehicle group. These results demonstrate that Vit D supplementation is an effective approach to improve the fixation of titanium implants in CKD.