ポリ（無水物エステル）から局所投与されたサリチル酸：糖尿病性骨再生への影響

Locally delivered salicylic acid from a poly(anhydride-ester): impact on diabetic bone regeneration.

抄録

糖尿病（DM）は、炎症反応の長期化など、骨修復を損なう代謝的変化を伴う。サリチル酸を主成分とするポリ無水物エステル（SA-PAE）は、サリチル酸（SA）の制御された徐放性を提供し、局所的に炎症を消失させる。本研究では、炎症の亢進が予想される糖尿病ラットを用いて、ポリマー制御によるSA放出が骨再生に及ぼす効果を検討した。56匹のSprague-Dawleyラットを、ストレプトゾトシン（STZ）注射により誘導した糖尿病群と、クエン酸緩衝液のみを注射した正常血糖対照群の2群に無作為に割り付けた。高血糖発症またはビヒクル注射の3週間後、ラットの下顎角に5mmの臨界サイズの欠損を形成し、SA-PAE/骨移植片混合物または骨移植片単独で治療した。ラットは手術の4週間後と12週間後に安楽死させ、欠損部位の骨充填率をマイクロコンピューター断層撮影法（CT）と組織形態測定法で評価した。その結果、SA-PAE/骨移植片を投与した糖尿病ラットは、骨移植片のみを投与した糖尿病ラットと比較して、4週後および12週後に骨充填率が有意に増加することが観察された。SA-PAE/骨移植片治療による正常血糖ラットの骨形成の促進は4週目に観察されたが、12週目には観察されなかった。この研究は、SA-PAEの投与が糖尿病ラットの骨再生を促進し、正常血糖値動物の骨再生を促進することを示している。

Diabetes mellitus (DM) involves metabolic changes that can impair bone repair, including a prolonged inflammatory response. A salicylic acid-based poly(anhydride-ester) (SA-PAE) provides controlled and sustained release of salicylic acid (SA) that locally resolves inflammation. This study investigates the effect of polymer-controlled SA release on bone regeneration in diabetic rats where enhanced inflammation is expected. Fifty-six Sprague-Dawley rats were randomly assigned to two groups: diabetic group induced by streptozotocin (STZ) injection or normoglycemic controls injected with citrate buffer alone. Three weeks after hyperglycemia development or vehicle injection, 5mm critical sized defects were created at the rat mandibular angle and treated with SA-PAE/bone graft mixture or bone graft alone. Rats were euthanized 4 and 12weeks after surgery, then bone fill percentage in the defect region was assessed by micro-computed tomography (CT) and histomorphometry. It was observed that bone fill increased significantly at 4 and 12weeks in SA-PAE/bone graft-treated diabetic rats compared to diabetic rats receiving bone graft alone. Accelerated bone formation in normoglycemic rats caused by SA-PAE/bone graft treatment was observed at 4weeks but not at 12weeks. This study shows that treatment with SA-PAE enhances bone regeneration in diabetic rats and accelerates bone regeneration in normoglycemic animals.