ナノプロセスによるアパタイト結晶誘導技術の開発とエナメル質再生治療への応用

本年度では、抜去歯あるいは動物を用いた生体内におけるハイドロキシアパタイト誘導実験を行った。これまでの結果を総括し、生体内条件におけるエナメル質再生療法の術式を確立するための基礎実験を終了することを目的とした。実験1では、抜去歯を用いた実験的ハイドロキシアパタイト結晶成長の誘導を検討した。エナメル質のリン酸処理により、均一な脱灰状態を作成し、その上に前年度in vitro実験で特定された至適条件の反応液を用いてハイドロキシアパタイト結晶を誘導し、原子間力顕微鏡(AFM)および実体顕微鏡を用いて表面観察を行った。その結果、アメロゲニ含む反応液により、ハイドロキシアパタイト結晶の誘導が観察され、エナメル質表面粗さ(Ra)が有意に改善していることが明らかとなった。実験2では、動物実験モデルを用いた口腔内におけるエナメル質再生修復治療の検討を行った。ビーグル犬の口腔内環境で、一定時間のバイオミネラリゼーション反応を維持するため、再生部位に密閉空間を作成し、実験1で検証した反応が生体の口腔内環境においても実現できることを検証した。その結果、生体内においても、in vitro実験と同様にハイドロキシアパタイト結晶の誘導が観察された。また、細胞の石灰化機能へのアメロゲニンの活性も明らかになった。今後、さらに多くの条件でin vivo実験を重ね、効果や安全性の詳細な検討を行うことが必要であるが、本研究を基礎として、リコンビナントヒトアメロゲニンによるバイオミネラリゼーション技術を確立し、エナメル質再生治療を実現するための重要な結果が得られたと考えられる。

本年度では、抜去歯あるいは動物を用いた生体内におけるハイドロキシアパタイト誘導実験を行った。これまでの結果を総括し、生体内条件におけるエナメル質再生療法の術式を確立するための基礎実験を終了することを目的とした。実験1では、抜去歯を用いた実験的ハイドロキシアパタイト結晶成長の誘導を検討した。エナメル質のリン酸処理により、均一な脱灰状態を作成し、その上に前年度in vitro実験で特定された至適条件の反応液を用いてハイドロキシアパタイト結晶を誘導し、原子間力顕微鏡(AFM)および実体顕微鏡を用いて表面観察を行った。その結果、アメロゲニ含む反応液により、ハイドロキシアパタイト結晶の誘導が観察され、エナメル質表面粗さ(Ra)が有意に改善していることが明らかとなった。実験2では、動物実験モデルを用いた口腔内におけるエナメル質再生修復治療の検討を行った。ビーグル犬の口腔内環境で、一定時間のバイオミネラリゼーション反応を維持するため、再生部位に密閉空間を作成し、実験1で検証した反応が生体の口腔内環境においても実現できることを検証した。その結果、生体内においても、in vitro実験と同様にハイドロキシアパタイト結晶の誘導が観察された。また、細胞の石灰化機能へのアメロゲニンの活性も明らかになった。今後、さらに多くの条件でin vivo実験を重ね、効果や安全性の詳細な検討を行うことが必要であるが、本研究を基礎として、リコンビナントヒトアメロゲニンによるバイオミネラリゼーション技術を確立し、エナメル質再生治療を実現するための重要な結果が得られたと考えられる。