チタン表面で培養した骨形成細胞の骨形成活性に及ぼすビスフォスフォネートの影響

Effect of Bisphosphonates on the Osteogenic Activity of Osteoprogenitor Cells Cultured on Titanium Surfaces.

• Judd Sher
• Catherine Miller
• Dileep Sharma

抄録

目的:

本研究では、ビスフォスフォネート系薬剤であるアレンドロネートとゾレドロネートがチタン表面で培養した骨芽細胞の骨形成活性に及ぼす影響を検討し、骨芽細胞形成の変化がオッセオインテグレーションを阻害し、インプラント埋入後のビスフォスフォネート関連顎骨壊死症（BRONJ）のような疼痛性疾患の病因形成に寄与するかどうかを検討した。

PURPOSE: This study investigated the effects of bisphosphonates, namely, alendronate and zoledronate, on the osteogenic activity of osteoprogenitor cells cultured on titanium surfaces at therapeutic doses in order to assess if altered osteoblastogenesis could compromise osseointegration and contribute to etiopathogenesis of painful disorders such as bisphosphonates-related osteonecrosis of the jaw (BRONJ) following implant placement.

材料および方法:

本研究では、MC3T3-E1 サブクローン 4 細胞を使用した。アレンドロネートおよびゾレドロン酸の治療用量は、報告されたピーク血漿中濃度に基づいて計算された。細胞の生存性、増殖、接着、およびミネラル化の可能性は、それぞれ、LIVE/DEAD染色、alamarBlueアッセイ、免疫蛍光顕微鏡、およびアリザリンレッドS染色を用いて評価した。

MATERIALS AND METHODS: MC3T3-E1 Subclone 4 cells were utilized in this study. Therapeutic doses of alendronate and zoledronate were calculated based on reported peak plasma concentrations. The viability, proliferation, adhesion, and mineralization potential of cells was assessed using a LIVE/DEAD stain, alamarBlue assay, immunofluorescence microscopy, and Alizarin Red S staining, respectively.

結果:

ゾレドロン酸塩の治療量は細胞の生存率に悪影響を与えたが、アレンドロネートの治療量は対照群と比較して細胞分化と骨形成量を有意に増加させた。

RESULTS: Therapeutic doses of zoledronate negatively affected cell viability, whereas therapeutic doses of alendronate significantly enhanced cell differentiation and the amount of bone formation compared with the control.

結論:

本研究の結果は、ゾレドロン酸塩治療を受けた患者のインプラント埋入後のBRONJ発症の病態を明らかにするものであり、アレンドロネート治療を受けた患者の創傷治癒とオッセオインテグレーションの改善に向けて有望な示唆を与えるものと考えられる。

CONCLUSION: The findings of this study may provide some insight into the pathogenesis of BRONJ development following implant placement in patients treated with zoledronate and may have promising implications toward improved wound healing and osseointegration in patients treated with alendronate.