創傷治癒を目的とした自家製全層歯肉と皮膚代替物の比較

Comparison of autologous full-thickness gingiva and skin substitutes for wound healing.

抄録

理想的には、組織工学製品は元の組織の特性を維持すべきである。例えば、皮膚はオルソケラチン化上皮であり、口腔歯肉はパラケラチン化上皮である。本研究の目的は、臨床応用に適した自家全層歯肉代替物を開発し、慢性創傷の治癒に日常的に使用されている自家全層皮膚代替物と比較することである。自家全層皮膚および歯肉代替物は、それぞれ上腿または歯肉組織から単離した3mmパンチ生検から同一の培養条件下で構築した。両者とも線維芽細胞を再増殖させた真皮上に上皮を再構築したものであった。元の組織と再構築された組織の特徴を比較するために、形態学的観察と分化マーカー（ケラチン6、10、17、角層前駆体インボルクリン、ロリクリン、SKALP）の発現の差異を測定した。治療抵抗性の下腿潰瘍または抜歯部位に皮膚と歯肉の代用組織を移植し、創傷治癒に対する効果を調べた。組織工学的に作製されたコンストラクトは、元の組織の組織学的および免疫組織化学的特徴の多くを維持していた。代用皮膚はオルソケラチン化され、代用歯肉はパラケラチン化されていた。皮膚代替物（n = 19）と歯肉代替物（n = 3）を移植した結果、創傷治癒が促進され、副作用は認められなかった。皮膚と歯肉代替物の作製には同一の培養系が用いられたため、組織（免疫）組織学的に観察された違いは、環境因子（例えば、空気や唾液）ではなく、組織の内在的性質に起因すると考えられる。この研究は、ドナーの部位と移植される部位を密接に一致させることの重要性を強調している。この結果は、これまで皮膚組織工学に大きく遅れをとっていた口腔組織工学の臨床応用の分野で、大きな前進を意味する。

Ideally tissue-engineered products should maintain the characteristics of the original tissue. For example, skin represents orthokeratinized epithelium and oral gingiva represents parakeratinized epithelium. The aim of this study was to develop an autologous full-thickness gingiva substitute suitable for clinical applications and to compare it with our autologous full-thickness skin substitute that is routinely used for healing chronic wounds. Autologous full-thickness skin and gingiva substitutes were constructed under identical culture conditions from 3-mm punch biopsies isolated from the upper leg or gingiva tissue, respectively. Both consisted of reconstructed epithelia on acellular dermis repopulated with fibroblasts. To compare the characteristics of the original and reconstructed tissue, differential morphological observations and expression of differentiation markers (keratins 6, 10, and 17 and stratum corneum precursors involucrin, loricrin, and SKALP) were determined. Skin and gingiva substitutes were transplanted onto therapy-resistant leg ulcers or tooth extraction sites in order to determine their effects on wound healing. The tissue-engineered constructs maintained many of the differential histological and immunohistochemical characteristics of the original tissues from which they were derived. The skin substitute was orthokeratinized, and the gingiva substitute was parakeratinized. Transplantation of skin (n = 19) and gingiva substitutes (n = 3) resulted in accelerated wound healing with no adverse effects. As identical culture systems were used to generate both the skin and gingiva substitutes, the differences observed in tissue (immuno)histology can be attributed to intrinsic properties of the tissues rather than to environmental factors (e.g., air or saliva). This study emphasizes the importance of closely matching donor sites with the area to be transplanted. Our results represent a large step forward in the area of clinical applications in oral tissue engineering, which have until now greatly lagged behind skin tissue engineering.