| Project/Area Number |
24K13171
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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| Research Institution | Institute of Science Tokyo |
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Principal Investigator |
松本 芳郎 東京科学大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (20292980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 和広 東京科学大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (40272603)
清水 康広 東京科学大学, 歯学部, 非常勤講師 (60631968)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 歯槽骨形成 / 歯の移動 / 歯槽骨裂開 / 歯槽骨裂開予防 / ドラッグデリバリー / 歯槽骨吸収 / 歯槽骨吸収の予防 |
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| Outline of Research at the Start |
矯正歯科治療中、薄い歯槽骨への歯の移動は歯肉退縮や歯根吸収などのリスクを伴います。近年、我々は各種核因子κBリガンドの受容体活性化因子 (RANKL) 結合ペプチドを併用して低用量の骨形成タンパク質 2 (BMP-2) でも骨形成誘導能を促進する低侵襲の注入式歯槽骨形成法を開発しました。骨形成部位への歯の移動ができれば、歯の移動限界が拡大できます。そこで、本研究では、歯槽骨周囲に新生骨を形成する方法を開発し、その部位への歯の移動を可能にする諸条件を明らかにし、臨床応用への基盤を構築するために、骨形成誘導に必要な諸条件の検討と同部位への歯の移動の評価行います。
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| Outline of Annual Research Achievements |
矯正歯科治療中に歯が移動する際は、歯槽骨の高さが減る開裂や穴が開く開窓、歯茎が下がる歯肉退縮や歯の根が溶ける歯根吸収などの危険と常に隣り合わせで、特に薄い歯槽骨の患者さんではそのリスクが高まります。私達はこれまで各種核因子κBリガンドの受容体活性化因子 (RANKL) 結合ペプチドの1種であるOP3-4を骨形成タンパク質 2 (BMP-2) と担体であるゼラチンハイドロゲルとともに用いることにより、少ない量のBMP-2でも骨の形成を導くことができる侵襲の少ない注入式の骨形成法を開発してきました。
本年度は、まず8週齢の雄性マウスの非常に小さな上あごの左右第一臼歯（M1）を直径0.2mmのニッケルチタン合金線を用いて10g重の矯正力で14日間頬側（外側）に移動し、頬側の歯槽骨が開裂する実験動物モデルを開発しました。また、侵襲の少ない注入式の骨形成法を応用して、第一臼歯歯槽骨の頬側に骨が形成されるための注入部位、注入器具、注入濃度と注入量、注入時期などの諸条件を明らかにしました。この侵襲の少ない注入式の第一臼歯頬側への歯槽骨形成法を適用した14日後に、歯槽骨が開裂する実験動物モデルと同様に14日間歯を移動したところ、対照群と同レベルの歯槽骨が維持され、開裂が生じなくなりました。また、硬組織ラベリング蛍光色素を用いた骨形態計測法により、歯の移動と歯槽骨形成法を適用した群では、対照群に比べ骨形成活性が増加しただけでなく、歯の移動単独の群と比較して骨吸収活性も増加しました。
これらの結果は、私達のマウス骨裂開モデルにおいて、骨形成薬の予防的局所投与が、侵襲性を最小限に抑えて歯槽骨の開裂を抑制し、歯を効率的に移動できる可能性を示しています。今後は歯槽骨周囲に新たに形成した骨の中まで歯を移動したり、開裂した歯槽骨を修復するための諸条件を明らかにし、臨床応用への基盤を構築していく予定です。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．臼歯の頬側歯槽部への骨形成モデルの作製：8週齢C57BL/6J 雄性マウスの上顎臼歯の頬側歯槽部骨膜近傍へBMP-2とRANKL結合ペプチドOP3-4、さらにはキャリアとなるゼラチンハイドロゲル混合液を局所注入し、歯の移動に必要最小限な量の骨形成が行われるような各薬剤の種類・濃度・量・投与部位・方法待機時間等の条件を決定した。
２．臼歯の頬側移動による歯槽骨開裂モデルの作製：C57BL/6J雄性マウスに荷重を調整可能な直径 0.2 mm、長さ 10 mm のニッケルチタン合金ラウンドワイヤーを第一臼歯口蓋側にコンポジットレジンで接着して、第一臼歯をそれぞれ相反的に頬側移動し、10cNの荷重で14日間移動することにより、第一臼歯頬側の歯槽骨に開裂が生じる実験モデルを作製した。
３．歯槽骨開裂モデルへの骨形成試薬注入の効果の検討：C57BL/6J雄性マウスの上顎第一臼歯の右側頬側歯槽部へBMP-2とOP3-4、ゼラチンハイドロゲル混合液をハミルトン注射器で局所注入して2週間骨を形成した後、半分のマウスは10cNの荷重で第一臼歯をそれぞれ相反的に14日間頬側移動した。In vivo マイクロCT、pQCT、非脱灰凍結切片のフォンコッサ染色並びにTRAP 染色による組織化学的手法、蛍光二重標識による骨形態計測法により、4群の歯槽骨の高さと厚さ、骨密度、単位骨表面あたりの破骨細胞表面/吸収窩面/骨添加率/石灰化表面/骨形成活性等を定量的に比較・評価したところ、対照群と同レベルの歯槽骨が維持され、開裂が生じなくなった。また、骨形態計測法により、歯の移動と歯槽骨形成法を適用した群では、対照群に比べ骨形成活性が増加しただけでなく、歯の移動単独の群と比較して骨吸収活性も増加した。
以上の結果から、本研究課題の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は主に歯の頬側移動による歯槽骨開裂動物実験モデルの作製と、骨形成試薬の非侵襲的な事前投与により、歯槽骨開裂が予防できるか検討してきました。本研究課題の今後の推進方策は以下の3点です。
１．骨形成試薬の非侵襲的な同時投与でも歯槽骨開裂が予防できるかを、歯の頬側移動による歯槽骨開裂動物実験モデルを用いて明らかにする。
２．骨形成試薬の非侵襲的な投与で新たに形成した歯槽骨の中へも歯が移動できて安定するのかを、歯の頬側移動による歯槽骨開裂動物実験モデル用いて明らかにする。
３．歯槽骨の開裂が生じた後の骨形成試薬の非侵襲的な投与により歯槽骨の開裂が改善できるのかを、歯の頬側移動による歯槽骨開裂動物実験モデル用いて明らかにする。
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