チタンインプラントのサンドブラストとピンクアルマイト処理を組み合わせることは、線維芽細胞の接着と免疫反応を改善する有望な方法である

Combining sandblasting and pink anodisation of Ti implants as a promising method for improving fibroblast adhesion and immune response.

抄録

本研究では、インプラントに使用されるチタン合金のサンドブラスト処理と陽極酸化処理の組み合わせが、細胞応答とタンパク質吸着パターンに及ぼす影響を調べた。チタンサンプルは、表面処理によって4つのグループに分けられた：機械加工（MC）、ピンクアルマイト（PA）、サンドブラスト（MC04）、そして最後の2つの組み合わせ（MC04 + PA）。これらの物理化学的特性は、SEM/EDX、ラマン、接触角測定、プロフィロメトリーによって分析された。反応は、ヒト歯肉線維芽細胞（HGF）とTHP-1マクロファージを用いて調べられた。サイトカイン分泌、マクロファージ接着、遺伝子発現は、ELISA、共焦点顕微鏡、RT-PCRで測定した。細胞接着とコラーゲン分泌はHGF培養で評価した。表面への免疫および再生タンパク質の吸着は、LC-MS/MSを用いて評価した。MC04＋PA表面は、材料の粗さ、化学組成、親水性に変化を示し、より伸長したHGF細胞を示し、MC04＋PA表面に露出した細胞の面積がかなり増加した。さらに、MC04 + PA上で培養した細胞は、一般的に炎症性遺伝子（TNF-α、MCP-1、C5、NF-kB、ICAM-1）の発現が減少し、IL-4などの抗炎症性サイトカインの分泌が増加した。これらの結果はプロテオミクスのデータと相関しており、DSC1やPCOC1など、細胞接着を促進するタンパク質が優先的に吸着することがわかった。免疫グロブリンや急性炎症反応に関連するタンパク質（SAA4など）の吸着もかなり減少した。この研究は、MC04＋PA表面処理による歯科インプラントアバットメントの改良の潜在的な利点を強調するものである。

This study examined the effect of combining the sandblasting and anodising of titanium alloys used in implants on the cell response and protein adsorption patterns. The titanium samples were divided into four groups depending on the surface treatment: machining (MC), pink anodisation (PA), sandblasting (MC04) and a combination of the last two (MC04 + PA). Their physicochemical properties were analysed by SEM/EDX, Raman, contact angle measurements and profilometry. responses were examined using human gingival fibroblastic (HGF) cells and THP-1 macrophages. Cytokine secretion, macrophage adhesion and gene expression were measured by ELISA, confocal microscopy and RT-PCR. Cell adhesion and collagen secretion were evaluated in HGF cultures. The adsorption of immune and regenerative proteins onto the surfaces was assessed employing LC-MS/MS. MC04 + PA surfaces exhibited a change in the roughness, chemical composition and hydrophilicity of the material, showing more elongated HGF cells and a considerable increase in the area of cells exposed to the MC04 + PA surfaces. Moreover, cells cultured on MC04 + PA generally showed a reduction in the expression of proinflammatory genes (TNF-α, MCP-1, C5, NF-kB and ICAM-1) and an increase in the secretion of anti-inflammatory cytokines, such as IL-4. These results correlated with the proteomic data; we found preferential adsorption of proteins favouring cell adhesion, such as DSC1 and PCOC1. A considerable reduction in the adsorption of immunoglobulins and proteins associated with acute inflammatory response (including SAA4) was also observed. The study highlights the potential advantages of MC04 + PA surface treatment to modify dental implant abutments; it enhances their compatibility with soft tissues and reduces the inflammatory response.