歯髄保存のための脱灰象牙質マトリックスハイドロゲルの生体適合性と抗菌効果

Biocompatibility and antimicrobial effect of demineralised dentin matrix hydrogel for dental pulp preservation.

抄録

象牙質の再生と歯髄の活力維持は、歯髄治療の重要なターゲットである。本研究では、象牙質再生活性を向上させた新規なバイオミメティック歯髄キャッピング剤を評価することを目的とした。脱灰象牙質マトリックス（DDM）粒子を作製するために、ヒトの抜去歯を粉砕し、エチレンジアミン四酢酸溶液で処理した。DDM粒子をアルギン酸ナトリウムに添加し、この組み合わせを5％塩化カルシウムに滴下してDDMハイドロゲル（DDMH）を得た。DDMHと三酸化ミネラル凝集体（MTA）の溶出液をMTTアッセイを用いて試験し、歯髄幹細胞（DPSC）に対する細胞毒性作用を検出した。コラーゲン-I（COL-I）遺伝子の発現は、リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応によって、歯髄キャッピング材溶出液の異なる希釈液に曝露したDPSCで分析した。アクリジンオレンジ染色を用いて、試験材料上での細胞増殖をモニターした。寒天拡散アッセイを利用して、DDMHとMTAの抗菌効果をコントロールと比較して試験した。MTTアッセイにより、DDMHのニート溶出物はDPSCの生存率を促進することが明らかになった。しかし、MTA溶出液は72時間培養後、DPSCに細胞毒性を示した。さらに、DPSCはDDMH表面では増殖し接着したが、MTA表面で1週間培養すると、アクリジンオレンジ染色で示されるように、その数が著しく減少した。DDMH溶出液で培養したDPSCでは、MTA溶出液で培養したものに比べ、COL-I遺伝子が過剰発現していた。DDMHは24時間培養後、MTAと比較して有意な抗菌活性を示した。このin vitro試験から、DDMHは再生歯内療法の代替歯髄キャッピング剤となりうることが示された。

Regeneration of dentin and preserving pulp vitality are essential targets for vital pulp therapy. Our study aimed to evaluate a novel biomimetic pulp capping agent with increased dentin regenerative activities. To produce demineralised dentin matrix (DDM) particles, human extracted teeth were ground and treated with ethylene diamine tetra-acetic acid solution. DDM particles were added to sodium alginate and this combination was dripped into a 5% calcium chloride to obtain DDM hydrogel (DDMH). The eluants of both DDMH and mineral trioxide aggregate (MTA) were tested using an MTT assay to detect their cytotoxic effect on dental pulp stem cells (DPSC). Collagen-I (COL-I) gene expression was analysed on DPSC exposed to different dilutions of pulp capping material eluants by real-time quantitative polymerase chain reaction. Acridine orange staining was used to monitor the cell growth over the tested materials. Agar diffusion assay was utilised to test the antibacterial effect of DDMH and MTA compared to controls. MTT assay revealed that neat eluates of DDMH promoted DPSC viability. However, neat eluates of MTA were cytotoxic on DPSC after 72 h of culture. Moreover, DPSC were capable of growth and attached to the surface of DDMH, while they showed a marked reduction in their number when cultured on the MTA surface for one week, as shown by the acridine orange stain. In DPSC cultured with DDMH eluates, the COL-I gene was overexpressed compared to those cultured with MTA eluants. DDMH had significant antimicrobial activity in comparison to MTA after 24 h incubation. This in vitro study showed that DDMH could be an alternative pulp capping agent for regenerative endodontics.