カフェイン酸を被覆した三酸化ミネラル骨材のナノ層は、宿主の免疫応答、血管新生、歯形成を促進することがわかった

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J Endod.2020 Jul;S0099-2399(20)30490-8. doi: 10.1016/j.joen.2020.07.003.Epub 2020-07-12.

カフェイン酸を被覆した三酸化ミネラル骨材のナノ層は、宿主の免疫応答、血管新生、歯形成を促進することがわかった

Caffeic Acid-coated Nanolayer on Mineral Trioxide Aggregate Potentiate the Host Immune Responses, Angiogenesis, and Odontogenesis.

Ming-Gene Tu
Alvin Kai-Xing Lee
Yen-Hong Lin
Tsui-Hsien Huang
Chia-Che Ho
Ming-You Shie

PMID: 32668309 DOI: 10.1016/j.joen.2020.07.003.

抄録

はじめに:

本研究の目的は、カフェイン酸(CA)で修飾されたミネラル三酸化物骨材(MTA)がカフェイン酸/ミネラル三酸化物骨材(CAMTA)セメントを形成できるかどうかを調べ、その物理化学的および生物学的特性、免疫抑制および血管新生に対する能力を評価することであった。

INTRODUCTION: The aim of this study was to investigate whether mineral trioxide aggregate (MTA) can be modified with caffeic acid (CA) to form caffeic acid/ mineral trioxide aggregate (CAMTA) cement and to evaluate for its physicochemical and biological properties, as well as its capability in immune suppression and angiogenesis.

方法:

MTAをCAを含むトリスバッファーに浸漬し、MTA粉末へのコーティングを可能にした。XRD及び引張応力-ひずみ試験を実施し、CAMTAの物理的特性を評価し、MTAの改質が成功しているかどうかを評価した。次に、CAMTAセメントをSBFに浸漬し、そのハイドロキシアパタイト形成能力とSi放出プロファイルを評価した。さらに，RAW 264.7細胞およびヒト歯髄幹細胞（hDPSCs）を用いて，CAMTAの免疫抑制能および細胞応答性を評価した．

METHODS: MTA was immersed in tris-buffer with CA to allow coating onto MTA powders. XRD and tensile stress-strain tests were conducted to assess for physical characteristics of CAMTA and to evaluate for successful modification of MTA. Then, the CAMTA cement was immersed in SBF to evaluate for its hydroxyapatite formation capabilities and Si release profiles. In addition, RAW 264.7 cells and human dental pulp stem cells (hDPSCs) were used to evaluate for its immune-suppressive capabilities and cell responses respectively. hDPSCs were also used to assess for CAMTA's angiogenic capabilities.

結果:

XRDの結果、CAはMTAの元々の構造特性を損なうことなく、MTA上にコーティングすることができ、MTAの初期の利点を維持することができました。CAMTAはMTAと比較して機械的特性が高く，表面が粗く凹んでいることが明らかになり，これは血管新生・歯原性関連タンパク質の接着・増殖・分泌の促進につながると考えられた．さらに，CAMTAはMTAと比較してハイドロキシアパタイト形成と免疫抑制能力を高めることができた．

RESULTS: The XRD results showed that CA can be successfully coated onto MTA without disrupting or losing of MTA's original structural properties, thus allowing us to retain initial advantages of MTA. CAMTA was shown to have higher mechanical properties as compared to MTA and had rougher pitted surfaces which were hypothesized to lead to enhanced adhesion, proliferation and secretion of angiogenic and odontogenic related proteins. In addition, it was found that CAMTA was able to enhance hydroxyapatite formation and immune-suppressive capabilities as compared to MTA.

結論:

CAMTAセメントは，他のセメントと比較して，物理化学的，生物学的特性が改善されていることが明らかになった．また，CAMTAセメントはMTAセメントと比較して，歯原性，血管新生性，免疫抑制性が向上していることがわかった．これらの結果から，CAMTAセメントが将来の臨床応用や組織工学に応用できる生体材料であることが証明された．

CONCLUSIONS: CAMTA cements were found to have improved physicochemical and biological characteristics as compared to its counterpart. In addition, CAMTA cements had enhanced odontogenic, angiogenic, as well as immuno-suppressive properties as compared to MTA. All results in this study proved that CAMTA cements would be a biomaterial for future clinical applications and tissue engineering used.