ウサギ下顎後骨移植材としての多孔質ポリエチレンブロックの組織増殖と反応の評価

Evaluation of tissue ingrowth and reaction of a porous polyethylene block as an onlay bone graft in rabbit posterior mandible.

• Teerapan Sosakul
• Pongsatorn Tuchpramuk
• Waraporn Suvannapruk
• Autcharaporn Srion
• Bunyong Rungroungdouyboon
• Jintamai Suwanprateeb

抄録

目的:

組織統合型インプラントとして使用するために、より高い空隙率と細孔の相互接続性を特徴とする新しい形態の多孔質ポリエチレンが開発された。この研究では、ウサギの下顎骨移植片として使用した多孔質ポリエチレンブロックの有効性を、組織反応、骨の成長、線維血管化、および移植片と骨の界面の完全性の観点から評価した。

Purpose: A new form of porous polyethylene, characterized by higher porosity and pore interconnectivity, was developed for use as a tissue-integrated implant. This study evaluated the effectiveness of porous polyethylene blocks used as an onlay bone graft in rabbit mandible in terms of tissue reaction, bone ingrowth, fibrovascularization, and graft-bone interfacial integrity.

方法:

12頭のニュージーランド産白ウサギを、試験期間（4週、12週、24週）に応じて3つの治療群に無作為に割り付けた。直径5mm、厚さ4.5mmの円筒形の標本を、骨床の脱皮をせずに下顎体に直接置き、チタン製のスクリューで固定し、コラーゲン膜で覆った。組織学的および組織形態学的分析は、ヘマトキシリンおよびエオジン染色した骨スライスを用いて行った。移植片と骨の界面の完全性を定量化するために、界面せん断強度を試験した。

Methods: Twelve New Zealand white rabbits were randomized into 3 treatment groups according to the study period (4, 12, or 24 weeks). Cylindrical specimens measuring 5 mm in diameter and 4.5 mm in thickness were placed directly on the body of the mandible without bone bed decortication, fixed in place with a titanium screw, and covered with a collagen membrane. Histologic and histomorphometric analyses were done using hematoxylin and eosin-stained bone slices. Interfacial shear strength was tested to quantify graft-bone interfacial integrity.

結果:

多孔質ポリエチレングラフトは下顎骨と一体化しており，組織間の橋渡しを行っていることが確認された．術後のすべての時点で、宿主組織が多孔質ポリエチレンの気孔内に深く入り込んでいることが観察された。孔内には線維血管組織と骨の両方が認められたが、ほとんどの骨の成長は移植片と顎骨の界面で観察された。骨イングロウの深さは2.76～3.89mm、界面せん断強度は1.11～1.43MPaの範囲であった。組織成長率および界面せん断強さについては、移植後の時点間で有意差は認められなかった（＞0.05）。

Results: The porous polyethylene graft was observed to integrate with the mandibular bone and exhibited tissue-bridge connections. At all postoperative time points, it was noted that the host tissues had grown deep into the pores of the porous polyethylene in the direction from the interface to the center of the graft. Both fibrovascular tissue and bone were found within the pores, but most bone ingrowth was observed at the graft-mandibular bone interface. Bone ingrowth depth and interfacial shear strength were in the range of 2.76-3.89 mm and 1.11-1.43 MPa, respectively. No significant differences among post-implantation time points were found for tissue ingrowth percentage and interfacial shear strength (>0.05).

結論:

本研究の範囲内では、新しい多孔質ポリエチレンは、いかなる有害な全身反応も誘発しないことが明らかになった。この材料は線維血管化を促進し、接触界面の内外で骨伝導性および骨形成性の特性を示した。移植片と骨との間の安定した界面統合も行われた。

Conclusions: Within the limits of the study, the present study revealed that the new porous polyethylene did not provoke any adverse systemic reactions. The material promoted fibrovascularization and displayed osteoconductive and osteogenic properties within and outside the contact interface. Stable interfacial integration between the graft and bone also took place.

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