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Sci Rep.2025 Jan;15(1):3321.

イヌの新鮮な抜歯窩における歯槽骨の保存と再生のための生物活性グラフト材料の調整と特性評価

Tailoring and characterization of bioactive graft material for alveolar bone preservation and regeneration in fresh extraction sockets of dog model.

PMID: 39865138

抄録

本研究の目的は、イヌの抜歯窩に埋入したインプラントの周囲に歯槽骨を再生するための骨誘導性足場材を作製することである。テーラーメイド非晶質多孔性生物活性ガラス(TAMP-BG)を作製し、ヒト歯槽骨髄間葉系幹細胞(hABMSCs)の生物活性と反応性を評価した。下顎第4小臼歯(P4)の遠位側窩洞のインプラント周囲右側にTAMP-BGを埋入し、同じ歯の隣接する空隙の中位側窩洞には同じ移植片を充填した。左側には自家骨チップを用いた。組織学的およびSEM分析のため、動物は1、2、4、8、12週齢で安楽死させた。SEM/EDX、FTIRおよびXRD分析により、生体活性のあるヒドロキシ炭酸アパタイト層が形成されていることが示された。TAMP-BGはhABMSCsの増殖と移動を有意に増加させた。組織学的には、TAMP-BG投与群では1週間後に骨治癒が進行していた。4週後の骨密度は、TAMP-BG群(92.71%±1.71)がコントロール群(62.92%±2.02)に対して有意に高かった(P=0.0001)。8週後、TAMP-BG移植インプラントでは、頬側骨板の幅と舌側骨板の高さの有意な増加が観察された。ソケットオリフィス幅は、自家骨では1週目から12週目まで有意に減少したが(P<0.001)、TAMP-BGでは有意に増加した(P=0.03)。我々は、TAMP-BGが抜歯後3ヶ月まで保存性のある動的な微小環境を提供できることを結論づけたが、これはTAMP-BGのユニークな物理化学的特性に起因すると考えられる。

The objective of this study was to tailor an osteoinductive scaffold for alveolar bone regeneration and around immediately placed implants in extraction sockets of dogs. Tailored amorphous multiporous bioactive glass (TAMP -BG) was prepared and characterized for bioactivity and response of human alveolar bone marrow mesenchymal stem cells (hABMSCs). Extraction sockets of twenty-two male mongrel dogs received TAMP-BG in the right side around implant in the distal socket of the mandibular fourth premolar (P4), while the adjacent empty mesial socket of the same tooth was filled with the same graft. Autologous bone chips were used in the left side. Animals were euthanized at 1, 2, 4, 8 &12 weeks for histological and SEM analyses. SEM/EDX, FTIR and XRD analyses displayed formation of a bioactive hydroxycarbonated apatite layer. TAMP-BG significantly increased proliferation and migration of hABMSCs. Histologically, at the 1 week, advanced bone healing was shown in TAMP-BG group. At four weeks bone density was significantly higher forTAMP-BG (92.71% ± 1.71) versus control (62.92% ± 2.02) (P = 0.0001).At eight weeks, significant increase in width of buccal plate and height of lingual bony plate was observedfor TAMP-BG grafted implant.The socket orifice width significantly decreased for autologous bone from 1 to 12 weeks (P < 0.001), while it significantly increased for TAMP-BG (P = 0.03). We conclude that TAMP-BG can provide a preservative dynamic microenvironment following extraction up to three months which can be attributed to its unique physico-chemical characteristics.