インプラント周囲炎におけるVEGFの診断価値とチタン粒子との相関：対照臨床研究

Diagnostic value of VEGF in peri-implantitis and its correlation with titanium particles: A controlled clinical study.

抄録

目的:

VEGFは新生血管の典型的なマーカーであり、インプラント周囲炎の本質的な特徴として繰り返し提唱されている。本研究は、インプラント周囲炎におけるVEGFのパターン、チタン粒子（TP）との相関、およびそれぞれのバイオマーカーとしての能力を評価することを目的とした。

OBJECTIVES: VEGF is prototypic marker of neovascularization, repeatedly proposed as intrinsic characteristic of peri-implantitis. This study aimed to assess pattern of VEGF in peri-implantitis, its correlation with titanium particles (TPs) and capacity as respective biomarker.

材料と方法:

インプラント周囲肉芽におけるVEGFの病理学的特異性を免疫組織化学を用いて評価した。VEGFは、分散型X線分光法を併用した走査型電子顕微鏡を用いて同定されたTPと相関した。インプラント周囲炎、インプラント周囲粘膜炎（PIM）、健常インプラント周囲組織（HI）の PICF 検体において、機械学習アルゴリズムを用いて VEGF の診断精度、感度、特異度を評価した。

MATERIAL AND METHODS: Pathological specificity of VEGF was assessed in peri-implant granulations using immunohistochemistry, periodontal granulations represented Ti-free positive controls. VEGF was correlated to TPs, identified using scanning electron microscopy coupled with dispersive x-ray spectrometry. Diagnostic accuracy, sensitivity and specificity of VEGF were estimated in PICF specimens from peri-implantitis, peri-implant mucositis (PIM) and healthy peri-implant tissues (HI) using machine learning algorithms.

結果:

インプラント周囲炎では、すべてのインプラント周囲炎標本（平均粒子径 8.9±24.8µm、チタン質量(%)0.380±0.163）において、TP 周囲に特異的なパターン変動を認めず、好中球浸潤に向かうコンタクトゾーンに発現密度を示す豊富な新生血管網が認められた。VEGFは歯周炎（31,14±9.15）と比較してインプラント周囲炎（47,065±24.2）で有意に発現量が多く、PICF中の可溶性濃度と正の相関が認められた（p=0.01）。VEGFはすべての臨床的評価項目と正の相関を示し、PIMおよびHIと比較してインプラント周囲炎で有意に増加したが、高い特異性（96％）にもかかわらず、その総合的な診断能力は平均的であった。インプラント周囲炎では2つの患者クラスタが同定され、1つはHIと比較してVEGF値が8倍高く、もう1つはPIMと同程度に低い値であった。

RESULTS: Peri-implantitis exhibited rich neovascular network with expressed density in contact zones toward neutrophil infiltrates without specific pattern variations around TPs, identified in all peri-implantitis specimens (mean particle size 8.9 ± 24.8 µm; Ti-mass (%) 0.380 ± 0.163). VEGF was significantly more expressed in peri-implantitis (47,065 ± 24.2) compared to periodontitis (31,14 ± 9.15), and positively correlated with its soluble concentrations in PICF (p = 0.01). VEGF was positively correlated to all clinical endpoints and significantly increased in peri-implantitis compared to both PIM and HI, but despite high specificity (96%), its overall diagnostic capacity was average. Two patient clusters were identified in peri-implantitis, one with 8-fold higher VEGF values compared to HI, and second with lower values comparable to PIM.

意義:

VEGFは、インプラント周囲炎における新生血管を正確に反映し、インプラント周囲炎にお ける新生血管の発現は、インプラント周囲炎に特異的な病理組織学的パターンを伴わな い、インプラント表面へのコンタクトゾーンで発現した。VEGFは、インプラント周囲炎のバイオマーカーとしての要望に応えるものであったが、その根本的な原因を正確に解明するためには、さらなる研究が必要である。

SIGNIFICANCE: VEGF accurately reflects neovascularization in peri-implantitis that was expressed in contact zones toward implant surface without specific histopathological patter variation around TPs. VEGF answered requests for biomarker of peri-implantitis but further research is necessary to decrypt its exact underlying cause.