2019 Fiscal Year Research-status Report

Tubular dentin regeneration by the lead device of dentin with nanoparticle

Research Project

Project/Area Number	18K09632
Research Institution	National Center for Geriatrics and Gerontology
Principal Investigator	庵原耕一郎国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 幹細胞再生医療研究部, 室長 (60435865)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中島美砂子国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 口腔疾患研究部, 客員研究員 (20207773) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	象牙質誘導デバイス / 細管象牙質再生 / 生活歯髄切断
Outline of Annual Research Achievements	私共は歯髄幹細胞を歯の内部に移植し、歯髄・象牙質を再生させ歯の機能を回復させる歯髄・象牙質再生治療法の開発を行ってきた。今回、再生歯髄面上に強度の高い細管象牙質を再生させることを目的として、象牙質の主成分であるハイドロキシアパタイトを象牙細管と同様の細管構造を有する形に成型した象牙質誘導デバイスを開発した。昨年度はin vitroにおいて象牙質誘導デバイス上で象牙芽細胞分化を誘導する最適条件を検討した。さらに抗菌性を有するナノパーティクルを象牙質誘導デバイスに付与して、細菌感染を遮断できるかを検討した。この結果、象牙質誘導デバイスにプラズマコーティングをすることで、歯髄細胞を接着させ象牙質誘導を行うことができたため、これを最適な条件とした。また、象牙質誘導デバイスにナノパーティクルを付与させることにより抗菌性を有させる事ができた。本年度は実際に象牙質を誘導できるかを短期的に確認するため、in vivoにおいてイヌ生活歯髄切断モデルを作製後、象牙質誘導デバイスを適応して、象牙質誘導を試みた。この結果、一か月後には、象牙質誘導デバイスによる大量の象牙質形成を確認でき、象牙芽細胞を誘導することができた。また、一部に細管象牙質様構造を形成がみられた。また、象牙質誘導デバイス適応による炎症も特にはみられなかった。今後、最終目標である歯髄再生モデルにおける象牙質誘導デバイス適応による象牙質誘導の可能性を検討する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 一歳齢のイヌの上下顎4番切歯に生活歯髄切断を行い、生活歯髄切断モデルを作製した。その後、昨年度決定した条件のナノパーティクル付与象牙質誘導デバイスを生活歯髄切断面上に設置した。象牙質誘導デバイス上部にスポンゼルを置き、その上をバイオデンチンおよびレジンにて封鎖した。コントロールとして象牙質誘導デバイスを設置しないものを行った。設置後28日目に抜歯して４％パラホルムにて固定後、脱灰しパラフィンにて包埋した後、薄切した。H-E染色を行った所、生活歯髄切断面上に大量の象牙質の形成がみられ、再生象牙質直下に突起を有する細管象牙質様の細胞層を確認することが出来た。また、象牙芽細胞のマーカーの一つであるenamelysinのin situ hybridizationを行ったところ、再生象牙質に接する細胞層に発現がみられ、さらに象牙芽細胞のマーカーの一つであるDsppの免疫染色を行ったところ、同様に再生象牙質に接する細胞層に発現がみられたことから象牙芽細胞への分化誘導が明らかとなった。また、グラム染色により、炎症および細菌浸潤の有無を確認したところ、特に異常はみられなかった。コントロールでは特に大きな象牙質誘導はみられなかった。これにより、象牙質誘導デバイスによる象牙質形成効果を確認できた。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度：歯髄幹細胞およびG-CSFをイヌ抜髄根管モデルに移植後、本年度に決定されたプラズマコートかつナノパーティクル付与象牙質誘導デバイスを移植面上に気泡が入らないようにセットする。さらに上部をグラスアイオノマーセメントおよびレジンにて封鎖する。移植後120日目に抜歯して固定、薄切する。H-E染色あるいはグラム染色により、象牙質誘導デバイス下の細管象牙質形成、炎症および細菌浸潤の有無を確認する。また、in situ hybridizationにてDspp, enamelysinの発現を確認して象牙芽細胞への分化状態を明らかにする。これにより、最終目的である、歯髄再生治療における象牙質誘導デバイスによる大量象牙質誘導の可能性を検討する。
Causes of Carryover	おおむね予定通り使用したが、残金は次年度が最終年度となるため、資料の作製等に使用予定である。