ドライソケット予防のための、止血と骨形成を強化した歯根状抗菌アルジネートスポンジ

Root-shaped antibacterial alginate sponges with enhanced hemostasis and osteogenesis for the prevention of dry socket.

抄録

抜歯は一般的に、出血の制御不能、血餅の喪失、細菌感染などを引き起こし、ドライソケットや骨吸収を引き起こす。したがって、臨床応用において、ドライソケットを回避するために、優れた抗菌性、止血性、骨形成能を有する生体多機能性足場を設計することは非常に魅力的である。そこで、アルギン酸（AG）/4級化キトサン（Qch）/珪藻土（Di）スポンジを静電相互作用、Ca架橋、凍結乾燥法により作製した。この複合スポンジは歯根の形状に容易に作製することができ、歯槽窩にうまく組み込むことができた。スポンジは、マクロ／マイクロ／ナノレベルで高度に相互連結した階層的な多孔質構造を示す。また、調製したスポンジは、高い止血能力と抗菌能力を有している。さらに、in vitroでの細胞評価から、開発したスポンジは良好な細胞適合性を有し、アルカリホスファターゼとカルシウム結節の形成をアップレギュレートすることにより、骨形成を著しく促進することが示された。設計された生体多機能スポンジは、抜歯後の外傷治療に大きな可能性を示す。

Tooth extraction commonly causes uncontrolled bleeding, loss of blood clots, and bacterial infection, leading to the dry socket and bone resorption. Thus, it is highly attractive to design a bio-multifunctional scaffold with outstanding antimicrobial, hemostatic, and osteogenic performances for avoiding dry sockets in clinical applications. Herein, alginate (AG)/quaternized chitosan (Qch)/diatomite (Di) sponges were fabricated via electrostatic interaction, Ca cross-linking, as well as lyophilization methods. The composite sponges are facilely made into the shape of the tooth root, which could be well integrated into the alveolar fossa. The sponge shows a highly interconnected and hierarchical porous structure at the macro/micro/nano levels. The prepared sponges also possess enhanced hemostatic and antibacterial abilities. Moreover, in vitro cellular assessment indicates that the developed sponges have favorable cytocompatibility and significantly facilitate osteogenesis by upregulating the formation of alkaline phosphatase and calcium nodules. The designed bio-multifunctional sponges display great potential for trauma treatment after tooth extraction.