リン酸オクタカルシウムコラーゲン複合体は、骨形成因子の発現と活性を刺激し、骨再生を促進する

Octacalcium phosphate collagen composite stimulates the expression and activity of osteogenic factors to promote bone regeneration.

抄録

目的:

本研究では、ラット頭頂骨欠損モデルにおいて、リン酸オクタカルシウムコラーゲン複合体（OCP/Col）の骨再生特性を検討した。

OBJECTIVE: This study investigated the bone regenerative properties of an octacalcium phosphate collagen composite (OCP/Col) in a rat calvarial bone defect model.

デザイン:

OCP/Colまたはβ-TCP/Colディスクを臨界サイズの頭頂部欠損に移植し、2週間後または4週間後に固定した。ディスク移植後の欠損部のX線透過性をX線検査とマイクロCT（μ-CT）により検討した．新生児骨における骨基質の成熟、新生血管、破骨細胞および骨芽細胞の分布を評価するために、免疫組織化学的および組織化学的分析を行った。

DESIGN: An OCP/Col or β-tricalcium phosphate (β-TCP)/Col disk was implanted into the critical-sized calvarial defects and fixed 2 or 4 weeks later. The radiopacity of defects was examined after disk implantation by the radiographic examination and micro-computed tomography (μ-CT). Immunohistochemical and histochemical analyses were carried out to assess the bone matrix maturation, neovascularization, and osteoclast and osteoblast distribution in the neonatal bone.

結果:

OCP/Colを移植した部位のX線写真およびμ-CT検査では、新たに形成された骨が確認され、元の骨との差は認められなかった。新たに形成された頭蓋骨とその周囲の結合組織におけるオステオポンチン、オステオカルシン、Runt関連転写因子2、1型コラーゲン、血管内皮成長因子、アルカリホスファターゼまたは酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼが免疫組織化学および組織化学によって検出された。バイオマーカーの発現は、欠損部位では有意に上昇しなかった。欠損部位の面積は、健常骨縁または頭蓋骨および硬膜表面からの距離を割って算出した。術後2週間と4週間では、OCP/Col群ではこれらのバイオマーカーの発現に差はなかった。また、術後2週間および4週間において、OCP/Col群はβ-TCP/Col群に比べ、すべてのマーカーの発現量が高かった。

RESULTS: Radiographic and μ-CT examination of the area of implanted OCP/Col indicated the newly formed bone and no difference from those of the original bone. Osteopontin, osteocalcin, Runt-related transcription factor 2, type 1 collagen, vascular endothelial growth factor, and alkaline phosphatase or tartrate-resistant acid phosphatase in the newly formed calvarial bone and the surrounding connective tissue were detected by immunohistochemistry and histochemistry. Biomarker expression was not significantly elevated at the defect site; the area of which was calculated by dividing the distance from the healthy bone margin or calvarium and dura mater surface. There was no difference in the expression of these biomarkers in the OCP/Col group at 2 and 4 weeks after surgery. In addition, the expression levels of all markers were higher in the OCP/Col group than in the β-TCP/Col group at 2 and 4 weeks after surgery.

結論:

骨再生材料としてのOCP/Colは、残存する健全な骨組織に依存した骨伝導活性を示すだけでなく、血管新生や宿主組織から骨欠損部への骨形成細胞の侵入を促進する骨誘導能を有していることがわかった。

CONCLUSIONS: The OCP/Col as a bone regeneration material not only exhibits osteoconductive activity that is dependent on residual healthy bone tissue, but also has osteoinductive capacity, which promotes angiogenesis and osteogenic cell invasion from host tissue into the bone defect.