顎顔面骨再生のための速分解性リン酸カルシウムセメント

Fast Degradable Calcium Phosphate Cement for Maxillofacial Bone Regeneration.

抄録

この前臨床研究の目的は、ミニブタを用いた臨床的に関連性のある下顎欠損モデルにおいて、リン酸カルシウムセメント（CPC）-ポリ乳酸-グリコール酸（PLGA）-カルボキシメチルセルロース（CMC）が、ガイド下骨再生（GBR）処置の骨代替材料として適用可能であるかを試験することであった。この研究では、比較のためにプレディケートデバイス（すなわち、BioOss）も含めた。臨界サイズの円形下顎骨欠損を作製し、GBR膜で被覆しないCPC-PLGA-CMCまたはGBR膜で被覆したBioOssのいずれかで充填し、4週間および12週間放置して治癒させ、材料分解および骨形成の時間的洞察を得た。骨形成は、CPC-PLGA-CMCとBioOssの両者とも、埋入時間が長くなるにつれて有意に増加した。さらに、CPC-PLGA-CMCとBioOssの間で、4週間後と12週間後の骨形成に有意差は認められなかった。最後に、骨補填材の劣化は、CPC-PLGA-CMCとBioOssの両者とも、移植4週目から12週目にかけて有意に増加し、BioOss（約12%）と比較して、CPC-PLGA-CMC（約85%）で最も高い劣化を示した。結論として、このミニピグ研究は、CPC-PLGA-CMCが骨移植材料として使用でき、BioOss粒子と同程度に骨再生を刺激することを示した。重要なことは、CPC-PLGA-CMCはBioOssと比較して分解が早く、骨欠損部への適用が容易であり、GBR膜を追加使用する必要がないことである。したがって、このデータは、ヒト臨床試験におけるCPC-PLGA-CMCのさらなる研究を支持するものである。インパクトステートメント ガイド下骨再生（GBR）は、歯槽骨稜を再生し、安定したインプラント埋入を可能にするために頻繁に使用される歯科手術手技である。しかし、GBR膜の安定化と骨移植片の移動回避は依然として課題である。そのため、GBR法において使用される、適用が容易で予測可能な骨再生を誘導する代替材料の開発が必要とされている。このミニブタの研究では、GBR膜を追加することなくGBR手技に使用できる代替骨材料として、リン酸カルシウムセメント-ポリ（乳酸-グリコール酸）-カルボキシメチルセルロースの適用性に焦点を当てた。

The aim of this preclinical study was to test the applicability of calcium phosphate cement (CPC)-poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)-carboxymethylcellulose (CMC) as a bone substitute material for guided bone regeneration (GBR) procedures in a clinically relevant mandibular defect model in minipigs. In the study, a predicate device (i.e., BioOss) was included for comparison. Critical-sized circular mandibular bone defects were created and filled with either CPC-PLGA-CMC without coverage with a GBR membrane or BioOss covered with a GBR membrane and left to heal for 4 and 12 weeks to obtain temporal insight in material degradation and bone formation. Bone formation increased significantly for both CPC-PLGA-CMC and BioOss with increasing implantation time. Further, no significant differences were found for bone formation at either 4 or 12 weeks between CPC-PLGA-CMC and BioOss. Finally, bone substitute material degradation increased significantly for both CPC-PLGA-CMC and BioOss from 4 to 12 weeks of implantation, showing the highest degradation for CPC-PLGA-CMC (∼85%) compared to BioOss (∼12%). In conclusion, this minipig study showed that CPC-PLGA-CMC can be used as a bone-grafting material and stimulates bone regeneration to a comparable extent as with BioOss particles. Importantly, CPC-PLGA-CMC degrades faster compared to BioOss, is easier to apply into a bone defect, and does not need the use of an additional GBR membrane. Consequently, the data support the further investigation of CPC-PLGA-CMC in human clinical trials. Impact statement Guided bone regeneration (GBR) is a frequently used dental surgical technique to regenerate the alveolar ridge to allow stable implant installation. However, stabilization of the GBR membrane and avoidance of bone graft movement remain a challenge. Consequently, there is need for the development of alternative materials to be used in GBR procedures that are easier to apply and induce predictable bone regeneration. In this minipig study, we focused on the applicability of calcium phosphate cement-poly(lactic-co-glycolic acid)-carboxymethylcellulose as an alternative bone substitute material for GBR procedures without the need of an additional GBR membrane.