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骨代替物質を生体内で活性化することで、マウスの垂直隆起増大モデルにおける移植片の埋入が促進される
Bioactivating a bone substitute accelerates graft incorporation in a murine model of vertical ridge augmentation.
PMID: 32651017 DOI: 10.1016/j.dental.2020.06.003.
抄録
目的:
同種骨移植片は自家骨移植片と比較して融合が遅く、これが臨床成績に悪影響を及ぼす可能性がある。ここで私たちの目標は、移植片の結合の基礎となる分子メカニズムを理解し、このプロセスを加速するための臨床的に実行可能な方法を試験することであった。
OBJECTIVE: Compared to autologous bone grafts, allogeneic bone grafts integrate slowly, which can adversely affect clinical outcomes. Here, our goal was to understand the molecular mechanisms underlying graft incorporation, and then test clinically feasible methods to accelerate this process.
方法:
野生型マウスとトランスジェニックWnt"レポーター"マウスを用いて、上顎骨稜増大術を行った。手術は、上顎歯列縁骨膜を隆起させるためのトンネル手術と、その後の骨移植の挿入から構成されている。マイクロコンピュータ断層撮影、分子・細胞解析を行い、骨移植後の経過を観察した。Wntシグナルの上昇が歯状突起の高さにどのような影響を与えるかを理解するために、Sclerostinヌルマウスとβ-カテニンを活性化したマウスを評価し、これらのデータに基づいて、骨グラフト粒子と組換えWNTタンパク質の製剤を組み合わせるバイオミメティック戦略を採用した。その後、移植片の組み込み率を評価した。
METHODS: Wild-type and transgenic Wnt "reporter" mice were used in a vertical ridge augmentation procedure. The surgery consisted of tunneling procedure to elevate the maxillary edentulous ridge periosteum, followed by the insertion of bone graft. Micro-computed tomographic imaging, and molecular/cellular analyses were used to follow the bone graft over time. Sclerostin null mice, and mice carrying an activated form of β-catenin were evaluated to understand how elevated Wnt signaling impacted edentulous ridge height and based on these data, a biomimetic strategy was employed to combine bone graft particles with a formulation of recombinant WNT protein. Thereafter, the rate of graft incorporation was evaluated.
結果:
トンネリングにより、骨膜からの骨芽細胞の増殖が活性化された。移植片粒子が存在する場合、骨芽細胞はマトリックスに付着し、新しい骨を形成し、無歯顎隆起の高さを増大させた。移植片粒子だけでは、骨芽細胞の増殖は刺激されなかった。Wntシグナル伝達が増幅されたマウスの歯状隆起が厚くなったことに基づいて、骨移植片粒子にWNTを装填する戦略が実施された。
RESULTS: Tunneling activated osteoprogenitor cell proliferation from the periosteum. If graft particles were present, then osteoprogenitor cells attached to the matrix and gave rise to new bone that augmented edentulous ridge height. Graft particles alone did not stimulate osteoprogenitor cell proliferation. Based on the thicker edentulous ridges in mice with amplified Wnt signaling, a strategy was undertaken to load bone graft particles with WNT; this combination was sufficient to accelerate the initial step of graft incorporation.
意義:
WNTタンパク質治療薬を局所的に送達することで、移植片の埋入を促進し、その結果、 移植片が歯科インプラントを支持できるようになるまでの時間を短縮できる可能性がある。
SIGNIFICANCE: Local delivery of a WNT protein therapeutic has the potential to accelerate graft incorporation, and thus shorten the time to when the graft can support a dental implant.
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