アルギン酸ナトリウムを用いた自己硬化型GBR膜に関する研究

• Project/Area Number: 10877313
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 補綴理工系歯学
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 鈴木 一臣 岡山大学, 歯学部, 教授 (30050058)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上山 吉哉 岡山大学, 歯学部, 助教授 (00168668) ; 石川 邦夫 岡山大学, 歯学部, 助教授 (90202952)
• Project Period (FY): 1998 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1999: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1998: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 骨再生 / GBR / GTR / アルジネート / アルギン酸ナトリウム / 細胞遮断膜 / 骨伝導性 / 非晶質リン酸カルシウム / 組織再生 / 骨組織

Research Abstract

本研究は、骨欠損部にアルギン酸ナトリウム水溶液を充填し、塩化カルシウム溶液を滴下するという極めて簡便な手法で骨欠損部表面に形成されるアルジネート膜がGuided Bone Regenerationにおける細胞遮断膜(GBR)膜として機能するかどうか、また、その特性向上を検討したものである。
実験動物(ラット)頚骨にバイコロチカルに骨欠損を形成し、同部にアルギン酸ナトリウム水溶液を充填し、塩化カルシウム溶液を滴下した結果、骨欠損部表面には無色透明で弾力性を示すアルジネート膜が形成された。アルジネート膜は骨と付着しており、骨欠損部内部は未反応のアルギン酸ナトリウム水溶液で満たされていた。4週後に実験動物を当該試料を摘出、脱灰標本を病理組織学的に検討した結果、骨欠損を形成しただけの対処群は結合性組織による修復が行われていたが、アルギン酸ナトリウムを用いて自己硬化型GBR膜を設置した群においては皮質骨の再生が確認され、アルギン酸ナトリウムを用いた自己硬化型GBR膜がGuided Bone Regenerationにおける細胞遮断膜として有用に機能することが明らかになった。アルギン酸ナトリウムの濃度が0.5%、1.0%の場合は再生骨が凹状となり、形成されるアルジネート膜の力学的機能が不十分であることがわかった。
アルギン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液の反応で形成されるアルジネート膜には骨伝導性が期待できない。そこで、アルジネートに骨伝導性を付与し骨再生期間を短縮する目的でアルギン酸ナトリウム水溶液にリン酸水素ナトリウムを添加した系の検討も併せて行った。リン酸水素ナトリウム添加アルギン酸ナトリウム水溶液に塩化カルシウム水溶液を滴下すると、アルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムの反応で白色のアルジネート膜が形成された。これはアルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムの反応でアルジネート膜が形成されるとともに、リン酸水素ナトリウムと塩化カルシウムの反応でリン酸カルシウムが形成され結果と考えられる。形成されたリン酸カルシウムは粉末X線回折および赤外分光スペクトルの測定結果から非晶質リン酸カルシウムであることがわかった。非晶質リン酸カルシウムの形成は骨伝導性の付与の観点から好ましいが、アルジネート膜の機械的特性が低下することがわかった。これは架橋反応が塩効果により阻害されているためであると考えられる。アルジネート濃度、リン酸水素ナトリウム濃度を最適化し、自己硬化型GBR膜の機能をさらに多面的に検討する必要があると結論した。