次亜塩素酸ナトリウムに浸漬した三酸化ミネラル骨材は、ヒト歯根膜幹細胞の骨芽細胞分化を抑制する

Mineral trioxide aggregate immersed in sodium hypochlorite reduce the osteoblastic differentiation of human periodontal ligament stem cells.

抄録

白色三酸化鉱物骨材（WMTA）は根管治療材料であり、次亜塩素酸ナトリウム溶液（NaOCl）に接触すると暗褐色を呈することが知られている。本研究では、WMTAディスクの表面性状に及ぼすNaOClの影響、およびWMTAによる歯根膜幹細胞（PDLSC）の骨芽細胞分化誘導について検討することを目的とした。混合WMTA（ProRoot MTA）を金型に充填し、WMTAディスクを形成した。これらのディスクを蒸留水（D-WMTA）または5％NaOCl（Na-WMTA）に浸漬した．これらのディスクの表面構造とCa放出量を調査した。さらに、ヒトPDLSCクローン株（line 1-17細胞）を用いて培養した。Na-WMTAの主要な結晶構造はD-WMTAの構造と同じであった。D-WMTA と Na-WMTA には、Ca、Si、Al、C、O などの多角形や針状結晶の球状凝集体が見られたが、Na-WMTA には多くの非晶質構造も確認された。これらの構造はNaとClから構成されており、Caは含まれていなかった。また、NaOCl浸漬により、WMTAディスク全体からのCa放出量も減少した。D-WMTA で培養した Line1-17 細胞は多くの鉱化ノジュールを形成し、骨芽細胞関連遺伝子の高発現を示 した。しかし、Na-WMTAで培養した細胞は、少数の結節を形成し、骨芽細胞関連遺伝子の発現レベルも低かった。これらの結果から、NaOClはアモルファス構造を生成し、その元素分布を変化させることにより、WMTAからのCa放出を減少させることが示唆された。また、NaOClはWMTAのPDLSCsの骨芽細胞分化を刺激する能力を部分的に消失させる可能性がある。

White mineral trioxide aggregate (WMTA) is a root canal treatment material, which is known to exhibit a dark brown color when in contact with sodium hypochlorite solution (NaOCl). This study aimed to investigate the effects of NaOCl on the surface properties of WMTA discs and WMTA-induced osteoblastic differentiation of periodontal ligament stem cells (PDLSCs). Mixed WMTA (ProRoot MTA) was filled into the molds to form WMTA discs. These discs were immersed in distilled water (D-WMTA) or 5% NaOCl (Na-WMTA). Their surface structures and Ca release level was investigated. Moreover, they were cultured with a clonal human PDLSC line (line 1-17 cells). The main crystal structures of Na-WMTA were identical to the structures of D-WMTA. Globular aggregates with polygonal and needle-like crystals were found on D-WMTA and Na-WMTA, which included Ca, Si, Al, C and O. However, many amorphous structures were also identified on Na-WMTA. These structures consisted of Na and Cl, but did not include Ca. NaOCl immersion also reduced Ca release level from whole WMTA discs. Line 1-17 cells cultured with D-WMTA formed many mineralized nodules and exhibited high expression levels of osteoblast-related genes. However, cells incubated with Na-WMTA generated a small number of nodules and showed low expression levels of osteoblast-related genes. These results indicated that NaOCl reduced Ca release from WMTA by generating amorphous structures and changing its elemental distribution. NaOCl may also partially abolish the ability of WMTA to stimulate osteoblastic differentiation of PDLSCs.