歯髄・歯質複合体組織工学に用いられるスキャフォールドの進歩。ナラティブレビュー

Advances in scaffolds used for pulp-dentine complex tissue engineering: A narrative review.

抄録

背景:

組織工学による歯髄・歯列複合体の再生は、根管内の壊死した歯髄を新しく形成された健全な組織と置き換えることを目的とした発展途上の治療法である。このような治療法では，適切な足場を設計・作製することが重要なステップとなる．

BACKGROUND: Pulp-dentine complex regeneration via tissue engineering is a developing treatment modality that aims to replace necrotic pulps with newly formed healthy tissue inside the root canal. Designing and fabricating an appropriate scaffold is a crucial step in such a treatment.

研究の目的:

本研究では，組織工学的アプローチによる歯髄-歯質複合体の再生に必要な足場の設計と作製における最近の進歩について検討することを目的とした．

OBJECTIVES: The present study aimed to review recent advances in the design and fabrication of scaffolds for de novo regeneration of pulp-dentine complexes via tissue engineering approaches.

方法:

PubMed、Europe PMC、Scopus、Google Scholarの各データベースを用いて文献検索を行った。歯髄・顎複合体の再生に必要な生体工学的手法を明らかにするため、in vitroとin vivoの両方の研究を対象とし、臨床研究は除外した。

METHODS: A literature search was conducted using PubMed, Europe PMC, Scopus and Google Scholar databases. To highlight bioengineering techniques for de novo regeneration of pulp-dentine complexes, both in vitro and in vivo studies were included, and clinical studies were excluded.

結果:

本総説では、バイオセラミックベーススキャフォールド、合成ポリマーベーススキャフォールド、天然ポリマーベーススキャフォールド、複合スキャフォールドなど、歯髄-歯質複合体の再生に用いられる4種類の主要なスキャフォールドを取り上げます。さらに、このような足場の設計、製作、応用における最近の進歩について、その利点と限界とともに分析します。最後に、歯髄・象牙複合体再生の成功における血管網の確立の重要性と、この課題に対処するための足場材を作成するための戦略について議論しています。

RESULTS: In the present review, four main classes of scaffolds used to engineer pulp-dentine complexes, including bioceramic-based scaffolds, synthetic polymer-based scaffolds, natural polymer-based scaffolds and composite scaffolds, are covered. Additionally, recent advances in the design, fabrication and application of such scaffolds are analysed along with their advantages and limitations. Finally, the importance of vascular network establishment in the success of pulp-dentine complex regeneration and strategies used to create scaffolds to address this challenge are discussed.

考察:

組織工学プラットフォームでは、足場は細胞が接着し増殖するための構造的支持体となり、また細胞の分化と代謝を制御します。これまで、歯髄・象牙複合体組織工学の分野ではかなりの進歩が見られ、バイオセラミックベースから天然物由来の足場まで、様々な足場が作製されてきた。しかし、歯髄-歯槽骨複合体の組織工学に適した足場を設計するためには、生物学的、構造的、物理的および化学的特徴に関連するさまざまなパラメータを考慮する必要がある。

DISCUSSION: In the tissue engineering platform, scaffolds provide structural support for cells to adhere and proliferate and also regulate cell differentiation and metabolism. Up to now, considerable progress has been achieved in the field of pulp-dentine complex tissue engineering, and a spectrum of scaffolds ranging from bioceramic-based to naturally derived scaffolds has been fabricated. However, in designing a suitable scaffold for engineering pulp-dentine complexes, a variety of characteristic parameters related to biological, structural, physical and chemical features should be considered.

結論:

多様な生体材料と作製技術は，再生歯内療法に必要な足場材料に対応するための大きな機会を提供する．しかし，臨床で使用するための理想的な足場を開発するためには，さらなる研究が必要である．

CONCLUSION: The variety of biomaterials and fabrication techniques provides a great opportunity to address some of the requirements for scaffolds in regenerative endodontics. However, more studies are required to develop an ideal scaffold for use in a clinical setting.