骨異種移植片の物理的、構造的、生物学的特性に対する動物由来の影響の比較研究

Comparative study of impact of animal source on physical, structural, and biological properties of bone xenograft.

• Fatemeh Gashtasbi
• Shahriar Hasannia
• Sadegh Hasannia
• Mohammad Mahdi Dehghan
• Farzin Sarkarat
• Abbas Shali

抄録

背景:

異種移植片は、ドナーからの大量供給、ヒトへの感染リスクの最小化、自家移植片や同種移植片と比較して準備と生産のコストが低いなどのユニークな特徴があるため、従来の骨移植片に代わる魅力的な代替品として考えられています。動物源の入手可能性および生産プロセスは、最終製品のコストおよび品質と直接的な相関関係がある。骨の動物源が最終的な異種移植片の物理化学的および組織学的特性に影響を与えるかどうかを評価するために、ウシ（DBB）、ラクダ（DCB）、ダチョウ（DOB）を含むイランで容易に入手可能な動物源から3つの脱タンパク化骨移植片を調製した。

BACKGROUND: Due to the unique features of xenografts including large supply from donors, minimal risk of human disease transmission, and the lower cost of preparation and production compared to autografts and allografts, they are considered as attractive alternatives to traditional bone grafts. The animal source accessibility and production process have a direct correlation with the cost and quality of the final product. To evaluate whether the animal source of the bone has any effect on the physicochemical and histological properties of the final xenograft, three deproteinized bone grafts were prepared from sources that are easily available in Iran, including the bovine (DBB), camel (DCB), and ostrich (DOB).

方法:

本研究では、骨異種移植片として使用することを目的とした3種類の骨代替材料を、熱化学的処理法を用いて、ウシ、ラクダおよびダチョウから誘導した。調製した脱蛋白化骨移植片の物理化学的特性、in vitroでの細胞適合性およびin vivoでの骨再生能力を評価し、世界市場で承認されている製品であるOCS-Bと比較した。

METHODS: In the current study, three bone substitute materials intended to serve as bone xenografts were derived from the cow, camel, and ostrich using the thermochemical processing procedure. The physicochemical properties, in vitro cytocompatibility and in vivo bone regeneration capability of the prepared deproteinized bone grafts, were assessed and compared with OCS-B as an approved product in the global market.

結果:

物理的試験により、最終製品のハイドロキシアパタイトの性質が確認された。SEMおよびBET分析は、動物由来の違いによる製品間の形態学的および構造的な違いを示した。インビトロ研究では、調製された脱タンパク化骨は、加工化学物質を含まず、マウス線維芽細胞および筋芽細胞細胞株との生体適合性があることが示された。In vivo試験の結果、DBB, DCB, DOBの骨形成能は、構造の違いにもかかわらず、OCS-Bとの間に有意な差がないことが明らかになった。DCBは2ヶ月後に最も高いグラフト残基を示した。試験群ではブランク群と比較して免疫原性の徴候は観察されなかった。

RESULTS: The physical tests confirmed the hydroxyapatite nature of the final products. SEM and BET analysis showed morphological and structural differences between the products due to differences in the animal sources. In vitro studies showed the prepared deproteinized bone was free of processing chemicals and was biocompatible with mouse fibroblast and myoblast cell lines. In vivo studies revealed that the bone formation capability of the DBB, DCB, and DOB has no significant difference with one another and with OCS-B despite their structural differences. The DCB showed the highest graft residue after two month. No signs of immunogenicity were observed in the study groups compared to the blank group.

結論:

DBB、DCB、およびDOBは、市販のウシ骨材料と同様の良好な細胞応答および骨再生を提供する可能性がある。

CONCLUSION: DBB, DCB, and DOB may offer a favorable cell response and bone regeneration similar to those of commercial bovine bone material.

© 2020 John Wiley & Sons A/S. Published by John Wiley & Sons Ltd.