マトリックスに結合したゾルゾレドロネートがハイドロキシアパタイトのバイオフィルムコロニー化を促進。骨壊死への影響

Matrix-Bound Zolzoledronate Enhances the Biofilm Colonization of Hydroxyapatite: Effects on Osteonecrosis.

抄録

(1)背景本研究の目的は、マトリックスに結合したゾレドロン酸（zol）分子が、ミネラル化マトリックスへの口腔内バイオフィルムのコロニー形成を促進し、歯槽骨が侵襲的歯科治療後の薬剤性顎骨壊死（MRONJ）の影響を受けやすくなるかどうかを検証することであった。(2）方法マトリックスに結合したゾルが(Pg)，(Fn)，(Ai)の成長と付着に及ぼす影響を検証し，ゾルの窒素含有成分がこのような影響に寄与しているかどうかを調べた。そして、口腔外骨欠損モデルを用いて、骨壊死の誘発における口腔内細菌の役割を検証した。(3)結果ハイドロキシアパタイト製ディスクをzolで前処理すると、ディスクへのバイオフィルムの付着が増加した。細菌の増殖には影響がなかった。マトリックスに結合したゾルは、窒素を含まないエチドロネートよりもコロニー形成を促進する力が強かった。刺激は，細菌をヒスチジンで前処理することで弱まった。口腔内バイオフィルムを脛骨の欠損部に送達すると、zolを投与したラットでは骨壊死が生じた。(4)結論です。マトリックスに結合したzolは、ハイドロキシアパタイトへの口腔内バイオフィルムのコロニー形成を促進すると結論づけた。この促進効果は、含窒素基の存在に依存していた。口腔内バイオフィルムは、口腔外骨を薬害骨壊死しやすい状態にしており、MRONJの誘発に重要な役割を果たしていることが示唆された。

(1) Background: The aim of this study was to test whether matrix-bound zoledronate (zol) molecules enhanced the oral biofilm colonization of a mineralized matrix, rendering the alveolar bone more susceptible to medication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ) following invasive dental procedures. (2) Methods: We tested the effect of matrix-bound zol on the growth and attachment of (Pg), (Fn) and (Ai), and whether the nitrogen-containing component of zol contributed to such effect. The role of oral bacteria in the induction of osteonecrosis was then tested using an extra-oral bone defect model. (3) Results: The attachment of biofilm to hydroxyapatite discs increased when the discs were pre-treated with zol. Bacterial proliferation was not affected. Matrix-bound zol was more potent than non-nitrogen-containing etidronate in enhancing the colonization. Stimulation was dampened by pre-treating the bacteria with histidine. The delivery of oral biofilm to a tibial defect caused osteonecrosis in zol-treated rats. (4) Conclusions: We conclude that matrix-bound zol enhances the oral biofilm colonization of hydroxyapatite. This enhancement depended on the presence of the nitrogen-containing group. The oral biofilm rendered the extra-oral bone susceptible to medication-related osteonecrosis, suggesting that it has an important role in the induction of MRONJ.