銀ナノ粒子とフッ化カルシウムを配合した三酸化鉱骨材系逆行性充填材の抗菌効果と骨形成能

Antibacterial efficacy and osteogenic potential of mineral trioxide aggregate-based retrograde filling material incorporated with silver nanoparticle and calcium fluoride.

抄録

背景/目的:

歯根端切除術で使用される逆行性充填材、特に三酸化鉱物骨材（MTA）は、高い抗菌効果と骨形成能を有することが望ましい。我々は、MTAの逆行性充填材に銀ナノ粒子（AgNPs）とフッ化カルシウム（CaF）を添加し、抗菌効果、生体適合性、骨形成能を評価した。

BACKGROUND/PURPOSE: The retrograde filling material, particularly mineral trioxide aggregate (MTA) employed in apicoectomy, should possess high antibacterial efficacy and osteogenic potential. We evaluated the antibacterial efficacy, biocompatibility, and osteogenic potential following the addition of silver nanoparticles (AgNPs) and calcium fluoride (CaF) in retrograde filling material of MTA.

材料と方法:

MTAを4種類の溶媒と混合した。グループ1（G1）：蒸留水、グループ2（G2）：50ppmのAgNPs、グループ3（G3）：1wt%CaF、グループ4(G4)：50ppmのAgNPsと1wt%のCaF。各グループのpH変化をモニターし、表面粗さを測定した。抗菌効果およびマウス前骨芽細胞(MC3T3)の生存率は、比色法を用いて各群で評価した。各群のMC3T3細胞における骨形成能マーカー（OCN、ALPL、RUNX2）の遺伝子発現量をreal-time-qPCRを用いて定量した。統計解析はα=0.05の有意水準で行った。

MATERIALS AND METHODS: MTA was mixed with four different solvents. Group 1 (G1): distilled water, Group 2 (G2): 50 ppm AgNPs, Group 3 (G3): 1 wt% CaF, and Group 4 (G4): 50 ppm AgNPs and 1 wt% CaF. The pH variation of each group was monitored, while the surface roughness was measured. The antibacterial efficacy against and the viability of murine pre-osteoblast (MC3T3) were evaluated for each group using colorimetric assays. The gene expression levels of osteogenic potential marker (OCN, ALPL, and RUNX2) in MC3T3 cells for each group were quantified using real-time-qPCR. Statistical analysis was performed at α = 0.05 level of significance.

結果:

抗菌効果のレベルを比較すると、G4>G2>G3>G1の順であった（<0.05）。細胞生存率試験では、MTA溶出増殖培地がMC3T3細胞の増殖に好影響を与えるため、G1-4はコントロールと比較して統計的に細胞生存率が増加した（<0.05）。しかしながら、G2-4はG1と比較して統計的に有意な差は認められなかった（<0.05）。さらに、G4は4つのグループの中で最も高い遺伝子発現を示した（<0.05）。

RESULTS: When comparing the levels of antibacterial efficacy, the order of effectiveness was G4>G2>G3>G1 ( < 0.05). In the cell viability test, owing to MTA-eluted growth medium having a positive effect on MC3T3 cell proliferation, G1-4 exhibited a statistically increased cell viability compared to the control ( < 0.05). However, G2-4 did not result in a statistically significant difference when compared to G1 ( < 0.05). Moreover, G4 exhibited the highest gene expression among the four groups ( < 0.05).

結論:

AgNPsとCaFのMTAへの添加は、新しい逆行性充填材として使用するための有望な選択肢となりうる。

CONCLUSION: The addition of AgNPs and CaF to MTA could be a promising option for use as a new retrograde filling material.