ラットのオッセオインテグレーションインプラントの固定に及ぼす骨粗鬆症の影響

Effect of osteoporosis on fixation of osseointegrated implants in rats.

抄録

骨粗鬆症がインプラントのオッセオインテグレーションに及ぼす影響については広く研究されているが、オッセオインテグレーション済みのインプラントを使用している患者にも骨粗鬆症が新たに発生する可能性がある。本研究では、オッセオインテグレーションに成功したラットを用いて、インプラントの固定に及ぼす骨粗鬆症の影響を調査することを目的とした。70匹の雌のSprague-Dawleyラットが含まれ、それぞれの動物が両側の大腿骨遠位骨幹に2つのチタンインプラントを受けた。8週間後，インプラントのオッセオインテグレーションの確立を確認するため，10匹のラットを犠牲とした．左側のラットはすべて、両側卵巣摘出術（OVX）または偽手術にランダムに供された。3週間後、6週間後、12週間後に、インプラントのオッセオインテグレーション、インプラント周囲の骨組織、およびインプラントのバイオメカニクス的特性を分析した。インプラントを埋入した右大腿骨はマイクロCTと組織学的分析に、インプラントを埋入した左大腿骨はバイオメカニクス試験に使用された。マイクロCT、組織学およびバイオメカニカルテストにより、OVXがラットのオッセオインテグレーション済みインプラントに破壊的な影響を及ぼすことが確認された。偽手術ラットと比較すると、インプラント周囲の骨量、海綿体構造、骨とインプラントの接触率、およびバイオメカニカルパラメーターが12週以内に徐々に減少した。また、OVXの影響は、インプラント周囲の骨よりも、障害を受けていない骨（脛骨近位部）に対する方が強いことが示された。骨粗鬆症は、ラットの大腿骨遠位部において以前にオッセオインテグレーションされたインプラントに12週間の間に進行性の悪影響をもたらした。 © 2016 Wiley Periodicals, Inc.J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 105B: 2426-2432, 2017.

The effect of osteoporosis on implant osseointegration has been widely investigated, whereas osteoporosis may also newly occur in patient with previously osseointegrated implant. This study was designed to investigate the effect of osteoporosis on implant fixation in rats after successful osseointegration had been obtained. Seventy female Sprague-Dawley rats were included, and each animal received two titanium implants in the distal metaphysis of femur bilaterally. Eight weeks later, ten rats were sacrificed to confirm the establishment of implant osseointegration. All left rats were randomly subjected to bilateral ovariectomy (OVX) or sham operation. Three, six, and twelve weeks later, implant osseointegration, peri-implant bone tissue, and biomechanical properties of implant were analyzed. Right femurs with implants were used for micro-CT and histological analysis, and left femurs with implants were used for biomechanical test. Micro-CT, histology, and biomechanical test confirmed the destructive effect of OVX on previously osseointegrated implant in rats; when compared to sham-operated rats, peri-implant bone volume, trabecular architecture, bone-to-implant contact ratio, as well as biomechanical parameters decreased progressively within 12 weeks. Results also indicated that the effect of OVX on undisturbed bone (proximal tibiae) was much stronger than that on peri-implant bone. Osteoporosis produced a progressive negative effect on previously osseointegrated implant in distal femora of rats during 12 weeks. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 105B: 2426-2432, 2017.