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新規抗菌性モノマーを介したヒト象牙質のマトリックスメタロプロテアーゼ活性阻害作用
Inhibition of matrix metalloproteinase activity in human dentin via novel antibacterial monomer.
PMID: 25595564
抄録
目的:
象牙質とコンポジットレジンの接着不良は、ハイブリッド層の劣化や象牙質中の露出したコラーゲンの加水分解や酵素分解などの要因によって引き起こされる。本研究の目的は、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)阻害剤としての新しい抗菌性モノマー(ジメチルアミノデシルメタクリレート、DMADDM)を検討すること、および可溶性組換えヒトMMP(rhMMP)と象牙質マトリックスに結合した内因性MMPの両方に対するDMADDMの効果を明らかにすることである。
OBJECTIVE: Dentin-composite bond failure is caused by factors including hybrid layer degradation, which in turn can be caused by hydrolysis and enzymatic degradation of the exposed collagen in the dentin. The objectives of this study were to investigate a new antibacterial monomer (dimethylaminododecyl methacrylate, DMADDM) as an inhibitor for matrix metalloproteinases (MMPs), and to determine the effects of DMADDM on both soluble recombinant human MMPs (rhMMPs) and dentin matrix-bound endogenous MMPs.
方法:
可溶性rhMMP-8およびrhMMP-9に対する6質量%(0.1%~10%)のDMADDMの阻害効果を比色測定法を用いて測定した。マトリックスに結合した内因性MMP活性を脱灰象牙質で評価した。象牙質梁を4群(n=10)に分け、カルシウムおよび亜鉛含有培地(対照培地)、または対照培地+0.2%クロルヘキシジン(CHX)、5%12-メタクリロイルオキシドデシルピリジニウムブロミド(MDPB)、または5%DMADDM中でインキュベートした。象牙質コラーゲンペプチドの溶解は、3点屈曲における機械的試験、象牙質量の損失、およびヒドロキシプロリンアッセイによって評価した。
METHODS: Inhibitory effects of DMADDM at six mass% (0.1% to 10%) on soluble rhMMP-8 and rhMMP-9 were measured using a colorimetic assay. Matrix-bound endogenous MMP activity was evaluated in demineralized human dentin. Dentin beams were divided into four groups (n=10) and incubated in calcium- and zinc-containing media (control medium); or control medium+0.2% chlorhexidine (CHX); 5% 12-methacryloyloxydodecylpyridinium bromide (MDPB); or 5% DMADDM. Dissolution of dentin collagen peptides was evaluated by mechanical testing in three-point flexure, loss of dentin mass, and a hydroxyproline assay.
結果:
0.1%から10%のDMADDMは濃度依存的に強い抗MMP効果を示し、5%のDMADDM濃度ではrhMMP-8とrhMMP-9の阻害率は90%に達した。5%のDMADDMを添加した培地中の象牙質梁は、コントロールと比較して、弾性率が34%減少し(コントロールは73%減少)、乾燥象牙質量が3%減少し(コントロールは28%減少)、可溶化ヒドロキシプロリンが有意に減少した(p<0.05)。
RESULTS: Use of 0.1% to 10% DMADDM exhibited a strong concentration-dependent anti-MMP effect, reaching 90% of inhibition on rhMMP-8 and rhMMP-9 at 5% DMADDM concentration. Dentin beams in medium with 5% DMADDM showed 34% decrease in elastic modulus (vs. 73% decrease for control), 3% loss of dry dentin mass (vs. 28% loss for control), and significantly less solubilized hydroxyproline when compared with control (p<0.05).
意義:
新しい抗菌性モノマーDMADDMは、可溶性rhMMPsとマトリックス結合型ヒト象牙質MMPsの両方を阻害するのに有効であった。これらの結果は、DMADDMを含む接着剤が象牙質の接着強度を損なうことなくバイオフィルムを阻害することを示した以前の研究と合わせて、DMADDMがハイブリッド層におけるコラーゲンの分解を防止し、レジンと象牙質の接着を保護する接着剤への使用が有望であることを示唆している。
SIGNIFICANCE: The new antibacterial monomer DMADDM was effective in inhibiting both soluble rhMMPs and matrix-bound human dentin MMPs. These results, together with previous studies showing that adhesives containing DMADDM inhibited biofilms without compromising dentin bond strength, suggest that DMADDM is promising for use in adhesives to prevent collagen degradation in hybrid layer and protect the resin-dentin bond.