バイオセラミック材料に対するヒト歯髄間質細胞の反応の違い：比較研究

Differential Responses of Human Dental Pulp Stromal Cells to Bioceramic Materials: A Comparative Study.

抄録

目的:

本研究の目的は、ヒト歯髄間質細胞（hDPSCs）に対するホワイトMTA-Angelus（wMTA）、バイオデンタイン®（Biodentine）およびトータルフィル® BC ルートリペアマテリアルパテ（TotalFill）の影響を比較することである。

AIM: The aim of this study was to compare the effects of white MTA-Angelus (wMTA), Biodentine® (Biodentine) and TotalFill® BC Root Repair Material putty (TotalFill) on human dental pulp stromal cells (hDPSCs) .

材料と方法:

hDPSCsは、健康な若年成人の第三大臼歯から分離した。異なる濃度の溶出物を調製した。細胞は溶出液に1、3、7日間暴露された。細胞増殖は、3-(4,5-dimethyl-thiazoyl)-2, 5-diphenyl-tetrazolium bromide assayを用いて評価した。アルカリホスファターゼ（ALP）、オステオプロテジェリン（OPG）、オステオカルシン（OC）、コラーゲン1A（Col1A）、ラント関連転写因子2（RUNX2）、血管内皮増殖因子-A（VEGF-A）、線維芽細胞増殖因子-1（FGF-1）、インターロイキン6（IL6）、腫瘍壊死因子α（TNFα)、およびインターロイキン-1-β(IL1β)を逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)により測定した。VEGF-A蛋白レベルとALP活性は培養上清で定量した。データは二元配置分散分析（ANOVA）により解析した。

MATERIALS AND METHODS: hDPSCs were isolated from third molars of healthy young adults. Material elutes at different concentrations were prepared. Cells were exposed to the eluates for 1, 3, and 7 days. Cell proliferation was evaluated using 3-(4,5-dimethyl-thiazoyl)-2, 5-diphenyl-tetrazolium bromide assay. The expression of alkaline phosphatase (ALP), osteoprotegerin (OPG), osteocalcin (OC), collagen1A (Col1A), runt-related transcription factor 2 (RUNX2), vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A), fibroblast growth factor-1 (FGF-1), interleukin 6 (IL6), tumor necrosis factor alpha (TNFα), and interleukin-1-beta (IL1β) was determined by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). VEGF-A protein levels and ALP activity were quantified in the culture supernatant. Data were analyzed by two-way analysis of variance (ANOVA). values <0.05 were considered statistically significant.

結果:

hDPSCの増殖は、3日目に全ての材料で用量に関連した形で減少した。7日目にはwMTAとTotalFillで同じ効果が観察された。RT-PCRの結果、バイオデンチンは骨形成マーカーであるALP、OPG、OCの発現を増加させた。TotalFillは、7日目にALPの発現と活性を低下させ、血管新生VEGF-Aの産生を増強し、炎症性IL6をダウンレギュレートした。

RESULTS: hDPSC proliferation was decreased in a dose-related manner for all materials on day 3. The same effect was observed with wMTA and TotalFill on day 7. RT-PCR showed that Biodentine increased the expression of the osteogenic markers ALP, OPG, and OC. TotalFill decreased the ALP expression and activity, enhanced the production of angiogenic VEGF-A, and downregulated the inflammatory IL6 on day 7.

結論:

試験された材料は、バイタルパルプ治療において互換的に使用されるが、hDPSCの反応は様々であった。BiodentineはwMTAおよびTotalFillと比較して細胞増殖に影響を与えず、骨・歯原性マーカーの発現を増加させたが、TotalFillは細胞増殖を減少させ、血管新生および抗炎症作用を経時的に増強した。

CONCLUSION: Although the tested materials are used interchangeably in vital pulp therapy, the findings showed varied hDPSC responses. Biodentine did not affect cell proliferation and increased the expression of osteo-/odontogenic markers compared to wMTA and TotalFill, whereas TotalFill decreased cell proliferation and exhibited enhanced angiogenic and anti-inflammatory effects over time.

臨床的意義:

この結果の臨床的意義については、歯髄病変のさまざまなシナリオにおけるバイオセラミック歯髄キャッピング材料の選択に関する推奨を提供するために、さらなる調査が必要である。

CLINICAL SIGNIFICANCE: The clinical significance of the results needs further investigation in an attempt to provide recommendations on the selection of bioceramic pulp capping material under different scenarios of pulpal pathosis.