ケイ酸カルシウム系覆髄材のラット皮下への移植による生体活性とバイオミネラリゼーション能力の評価

近年、ケイ酸カルシウム系歯内療法用材料（例えばMineral Trioxide Aggregate, MTA）は、硬化体から放出されるCa2+やOH－のイオンが生体機能性を示すことが知られています。このため、従来の水酸化カルシウム製剤と比較して、直接覆髄法において同等以上の臨床成績が報告されています。しかし、これら材料の生体内での挙動に関する知見は未だ不十分です。本研究の目的は、異なるケイ酸カルシウム系覆髄材をラットの背部皮下組織に埋入し、結合組織と接する材料表面における析出物の微細構造と組成を観察・分析することです。さらに、結合組織と材料界面におけるカルシウムとリンの分布を分析し、これら材料の生体活性とバイオミネラリゼーション能力を検討します。

各種ケイ酸カルシウム系覆髄材の表面には、類球形の析出物が生成されました。析出物の径は経時的に増大する傾向を示し、特にWhite ProRoot MTA群では約10µmに達しましたが、試作覆髄材群では約5µm、TheraCal LC群では約3µmと異なる結果が見られました。これにより、各材料のカルシウムとリンの含有量や放出量の違いが析出物の径に影響を与えていることが示唆されました。EPMA分析によって、これら析出物がカルシウムおよびリンを主成分とすることが確認され、結合組織と材料の界面においてもカルシウムとリンの高濃度領域が一致して観察されました。

本研究では、White ProRoot MTA、TheraCal LC（光硬化型ケイ酸カルシウム系覆髄材）および日本歯科薬品の試作覆髄材を使用しました。これらの材料を滅菌PTFEチューブに練和し、4週齢のWistar系雄性ラットの背部皮下組織内に埋入しました。移植後1、2、4週で移植体を摘出し、カコジル酸緩衝2.5%グルタルアルデヒド固定液で固定しました。走査電子顕微鏡（SEM）で材料表面の析出物の微細構造を観察し、波長分散型マイクロアナライザー（EPMA）で組成分析を行いました。さらに、結合組織と材料の界面におけるカルシウムとリンの分布についてもEPMAによるマッピング分析を実施しました。

ケイ酸カルシウム系覆髄材をラットの皮下組織に移植した結果、結合組織と接した材料表面にリン酸カルシウム結晶様構造物が析出することが示されました。この結果は、ケイ酸カルシウム系材料が生体内でカルシウムイオンを放出し、生体機能性を発揮することを示しています。各材料の析出物の形状の違いは、材料の組成やカルシウム放出量の違いに起因していると考えられます。これにより、材料の選択や改良において重要な情報を提供することができると考えられます。

今後の研究では、より詳細な生体内での動態解析を行うことが重要です。特に、長期間の観察や他の動物モデルを用いた研究を通じて、ケイ酸カルシウム系材料の長期的な生体活性やバイオミネラリゼーション能力を評価することが求められます。また、臨床応用を視野に入れた研究を進め、材料の改良や新たなケイ酸カルシウム系材料の開発を目指すことが必要です。これにより、歯内療法の治療成績を向上させ、患者のQOL向上に寄与することが期待されます。