Bisphosphonateの局所投与によるインプラント周囲骨の改善

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15592065
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 吉成 正雄 東京歯科大学, 歯学部, 助教授 (10085839)
• 研究分担者: 井上 孝 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (20125008)
• キーワード: インプラント / 骨粗鬆症 / Bisphosphonate / 局所投与 / 薬物送達システム / Hydroxyapatite / 担体

研究概要

骨粗鬆症治療薬Bisphosphonate(Bis)は、破骨細胞の活性を抑制するだけでなく、骨芽細胞にも作用し、破骨細胞形成を阻害する因子の産生を、また細胞の分化、増殖、石灰化を促進する。さらには顎骨を浸潤する口腔癌細胞の活性を抑制するとも云われている。本剤をインプラントに固定して、その局所投与効果を発揮させ、インプラント周囲の母床骨を改善することにより、インプラントの適用範囲を広め、高齢者にも応用できるインプラント材を開発することを目的とした。
本年度は担体に用いるHydroxyapatite(HA)顆粒の結晶性の比較、SEMによる表面観察を行うとともにBisの徐放量の測定を行った。実験には焼結温度が400℃、800℃、1200℃のHA顆粒(Mitsubishi Materials, Japan)を用いた。昇降温速度は5℃/minとし、保持時間は1200℃が1時間(TCPへ相転位しないよう配慮の為)、その他2種は3時間とした。焼結後、粒径を300〜500μmに揃えた。X線回折分析の結果、すべての焼結温度のHA顆粒においてHAの存在を示す回折パターンが認められ、800℃および1200℃焼結顆粒は400℃に比べて鋭いピークを示した。SEMによる観察から、焼結温度の上昇により結晶粒の増大が認められた。Bisの徐放量の測定は、蒸留水に溶解させ濃度10mMに調整したBis(Pamidronate, disodium 3-amino-1-hydroxypropylidene-1,1-bisphosphonate pentahydrate, Ciba-Geigy, Japan)の溶液1mlに400℃、800℃、1200℃にて焼結したHA顆粒を10mg浸漬し、37℃で24時間静置した。こののち、Bisが吸着した複合体を蒸留水1mlに浸漬し、37℃にて24時間、72時間静置した。静置後、溶液より測定サンプルを2μl採取し、溶液中のBis濃度を測定した。濃度測定にはLiqnid chromatograph mass spectrometer(LC/3DQMS, M-8000,HITACHI, Japan)を使用した(205m/z)。定量計算は、スタンダードとして0.1、0.5、1.0mMに調整したBis溶液を用いた検量線法にて行った。測定に使用した検体量は2μlであった。その結果、24時間後、72時間後における徐放量は、HAの焼結温度が高くなるに従って減少する傾向を示した(P<0.01)。以上の結果から、Bisの徐放量はHAの焼結温度を調節することによりコントロールできることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kajiwara H, Yamaza T, Yoshinari M, Goto T, Iyamade S, Alsuta I, Kido AM, Tanaka T: "The Bisphosphonate Pamidronate on the Surface of Titanium stimulates Bone Formation around Tibial Implants in Rats"Biomaterials. (in press). (2004)
• [文献書誌] Matsuzaka K, Yoshinari M, Shimono M, Inoue T: "Effects of multi-grooved surfaces on osteoblast-like cells in vitro : Scanning electron microscopic observation and mRNA expression of ostopontin and osteocalcin"J Biomed Mater Res. 68A. 227-234 (2004)
• [文献書誌] Hayakawa T, Yoshinari M, Nemoto K: "Characterization and protein-adsorption behavior of deposited organic thin film onto titanium by plasma polymerization with hexamethyldisiloxnane"Biomaterials. 25・1. 119-127 (2004)
• [文献書誌] Yoshinari M, Matsuzaka K, Inone T, Oda Y, Shimono M: "Properties of Carbon-foam Scaffold Coated with Titanium for Tissue Engineering"Biomedical Research. 24・4. 195-203 (2003)
• [文献書誌] Goto T, Kajiwara H, Yoshinari M, Fukuhara E, Kobayashi S, Tanaka T: "In vitro assay of mineralized-tissue formation on titanium using fluorescent staining with calcein blue"Biomaterials. 24・22. 3885-3892 (2003)
• [文献書誌] Hayakawa T, Yoshinari M, Nemoto K: "Direct attachment of fibronectin to tresyl chloride-activated titanium"J Biomed Mater Res. 67A. 684-688 (2003)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Matsuzaka, K., Inoue, T., Oda, Y., Shimono, M.: "Effects of multi-grooved surfaces on fibroblast behavior"J Biomed Mater Res. 65A. 359-368 (2003)