リン酸カルシウム基材填入によるRANKおよびRANKL陽性細胞の発現の動態

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リン酸カルシウム基材の吸収と新生骨の形成の関係をWistar 系ラットの大腿骨に各種リン酸カルシウム基材を填入する動物実験を行って,特に,これらの基材の吸収と新生骨の形成に対する破骨細胞の関わりとその破骨細胞の分化に対する破骨細胞分化因子(RANKL)とそのレセプターのRANK の関係を検討した。実験は何ら処置を施さない無処置群,2×3×2mm の骨欠損の形成のみの欠損群,形成後β-TCP を填入したTCP 群,750℃で2時間焼結したCAPを填入した焼結CAP群,非焼結のCAPを填入した非焼結CAP 群の5群に分けて3日〜2か月後の経時的変化をHE 染色,TRAP 染色,抗RANK 抗体と抗RANKL抗体を用いた免疫染色によって観察を行った.その結果,各基材の群は填入後,3日および5日に,填入部に肉芽組織が増殖し,そこから骨芽細胞の分化,類骨形成,新生骨形成を認めた。TCP群と焼結CAP群は新生骨形成までの期間が長く,非焼結CAP群は短かった。また,TRAP 陽性破骨細胞の動態は基材の吸収だけでなく新生骨の吸収にも見られ,特にCAP の吸収は非焼結CAP 群で顕著であった。さらに,RANK とRANKL の免疫染色レベルにおける発現は,TRAP 陽性破骨細胞がRANK 陽性細胞と一致し,破骨細胞への分化を誘導するRANKL 陽性細胞は無処置群の正常状態では,骨髄細胞中に多く存在し,形状が一定でない成熟度の低い幹細胞であることが示唆された.また,その骨髄組織にはRANK 陽性細胞はほとんどなかった。一方,欠損群ではそこに増殖した肉芽組織中にRANKL 陽性細胞が出現し,これに伴い,肉芽組織中に形成された類骨周囲にRANK 陽性細胞の増加を認めるようになった。その後,肉芽組織のRANK 陽性細胞は減少傾向を示し,RANKL 陽性細胞の由来は不明であった。TCP 群と焼結CAP 群は填入後,3日〜2か月間でRANKL 陽性細胞を認め,RANK 陽性細胞ではTCP 群が填入後,5日と1週間のみで認められ,焼結CAP 群は3日では認められず,それ以降で観察できた。非焼結CAP 群は填入後,3日〜1週間まではRANKL 陽性細胞を認め,それ以降では認められず,RANK 陽性細胞は填入後1週間後を除いてすべての期間で観察された.これらのことからリン酸カルシウム基材をWistar 系ラットの大腿骨に適用した場合,各リン酸カルシウム基材の種類によってRANK およびRANKL 陽性細胞の経時的動態は異なり,これらの基材の吸収ならびに新生骨の形成にはRANKおよびRANKL陽性細胞が深く関与していることが示唆された。これらリン酸カルシウム基材には,一定期間内は補強材として,その後,新生骨の形成とともに消失し,骨と置換する機能を有する骨補填材としてのさらなる改良が望まれた。
朝日大学の論文
2013-01-20

リン酸カルシウム基材填入によるRANKおよびRANKL陽性細胞の発現の動態

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