歯周組織再生用3Dプリンティングソフトメンブレン

3D-Printed Soft Membrane for Periodontal Guided Tissue Regeneration.

抄録

目的:

本研究では、3Dプリンターで作製した軟性メンブレンの誘導組織再生（GTR）機能を調べるために、臨界サイズの歯周病犬モデルを用いてin vivo試験を実施することを目的とした。この膜は、ゼラチン、エラスチン、ヒアルロン酸ナトリウムからなる特定の組成でできており、私たちの以前の研究でin vitroで微調整され、完全に特徴づけられました。この組成物の価値は、従来のGTR膜の主成分であるコラーゲンの代替品として、コラーゲンのコスト問題を克服するために採用される可能性があることである。

OBJECTIVES: The current study aimed to perform an in vivo examination using a critical-size periodontal canine model to investigate the capability of a 3D-printed soft membrane for guided tissue regeneration (GTR). This membrane is made of a specific composition of gelatin, elastin, and sodium hyaluronate that was fine-tuned and fully characterized in vitro in our previous study. The value of this composition is its potential to be employed as a suitable replacement for collagen, which is the main component of conventional GTR membranes, to overcome the cost issue with collagen.

研究方法:

犬歯両側下顎歯根の頬側表面にクリティカルサイズの脱落欠損を外科的に作製した。3Dプリンターで作製したメンブレンと市販のコラーゲンメンブレン2種（Botiss JasonとSmartbrane-Regedentメンブレン）を用いてGTR治療を行い、メンブレンを装着しないグループをコントロールグループとした。欠損部は、歯肉フラップを無緊張で閉鎖して水没させた。8週間の実験期間中、歯周病の治癒を評価するために、組織学的および組織測定学的分析が行われた。

METHODS: Critical-size dehiscence defects were surgically created on the buccal surface of the roots of canine bilateral mandibular teeth. GTR treatment was performed with the 3D-printed membrane and two commercially available collagen membranes (Botiss Jason and Smartbrane-Regedent membranes) and a group without any membrane placement was considered as the control group. The defects were submerged with tension-free closure of the gingival flaps. Histologic and histometric analyses were employed to assess the periodontal healing over an 8-week experimental period.

結果:

組織学的評価では、3Dプリンターで作製したメンブレン群で新生骨の形成が高いレベルであることが確認された。さらに、メンブレンで治療したすべての欠損部において、8週間後に歯周組織、骨、歯根膜、セメント質の形成が確認されたのに対し、コントロール群では欠損部に結合組織のみが確認された。また、いずれの群においても、炎症や歯肉の退縮などの臨床的徴候は認められなかった。

RESULTS: Histometric evaluations confirmed higher levels of new bone formation in the 3D-printed membrane group. Moreover, in all defects treated with the membranes, the formation of periodontal tissues, bone, periodontal ligaments, and cementum was observed after 8 weeks, while in the control group, only connective tissue was found in the defect sites. There was no clinical sign of inflammation or recession of gingiva in any of the groups.

シグニフィカンス:

3Dプリントしたゼラチン/エラスチン/ヒアルロン酸ナトリウム膜は、歯周組織再生治療のGTRに使用しても安全で有効であり、市販のコラーゲン膜と比較して良好または同等の効果が得られる。

SIGNIFICANCE: The 3D-printed gelatin/elastin/sodium hyaluronate membrane can be safe and effective for use in GTR for periodontal tissue regeneration therapies, with better or comparable results to the commercial collagen membranes.