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エナメルマトリックスタンパク質を用いた歯周組織再生療法に対するEr:YAGレーザー照射の有効性
Get PDF松本歯科大学博士(歯学）2019甲第225号application/pdf[概要]歯周炎は口腔内常在細菌によって引き起こされる感染症で，歯周組織を破壊する疾患である．進行すると歯を支持する組織である歯肉結合組織，歯根膜，歯槽骨に炎症が波及し，歯の動揺が重度となり，最終的に抜歯に至る．歯周炎の治療法は，原因除去療法として従来から手用器具によるプラーク，歯石等の病因の機械的除去，すなわちスケーリング・ルートプレーニングが行われてきた．さらに高度に進行した状態では歯周外科療法，なかでも歯周組織再生療法が普及している．一方，歯周外科療法時に解剖学的制約で手用器具の到達が困難な部位も多く，このような部位への歯科用レーザーの併用が注目されている．しかし，重度に進行した垂直性骨欠損部位に対する歯周組織再生療法にレーザーを併用し，その有効性を検証した研究は少ない．そこで，本研究ではエナメルマトリックスタンパク（Enamael Matrix Derivative以下，EMD）を適用した歯周組織再生療法にエルビウムヤグ（Er:YAG）レーザーを併用し，歯周組織改善に対する有効性を検証した．歯周組織再生療法の適応となる2，3壁性の垂直性骨欠損を有する患者15名29部位を，EMDを適用した歯周組織再生療法（コントロール群: 12部位）と，Er:YAGレーザー併用EMDを適用した歯周組織再生療法（レーザー併用群: 17部位）の2群に分けた．臨床評価は，術直前と術後1年におけるProbing Depth（PD），Clinical Attachment Level（CAL）を測定し，平均PD減少量と臨床的付着獲得量を算出して両群を比較した．さらに，手術部位を骨欠損部の深さ，歯槽骨欠損の近遠心部位，骨壁数，手術の上下顎，歯種によって細分類し，両群を比較した．術後1年のコントロール群の平均PD減少量:1.0±1.5mm，平均臨床的付着獲得量: 0.8±1.8mm，レーザー併用群では平均PD減少量: 1.6±1.2mm，平均臨床的付着獲得量: 1.2±1.7mmであり，両群間に有意差は認められなかった．細分類の結果，手術部位が「上顎」のコントロール群とレーザー併用群の平均PD減少量（コントロール群:-1.3±0.6mm，レーザー併用群:2.0±1.2mm，p＜0.05）と平均臨床的付着獲得量（コントロール群:-1.3±0.6mm，レーザー併用群: 2.4±1.6mm，p＜0.05）で有意差がみられた．本研究において，解剖学的歯根形態が複雑な上顎の歯周外科療法においてはEr:YAGレーザー併用をした歯周組織再生療法が歯周組織再生療法単独よりも有用であることが示された．doctoral thesi
マウス破骨細胞の分化・骨吸収機能に対する抗Siglec-15抗体の効果
Get PDF松本歯科大学博士(歯学）2019甲第226号application/pdf[要旨]骨組織においては、破骨細胞による骨の吸収と骨芽細胞による骨の形成が絶え間なく繰り返されている。この骨吸収と骨形成のカップリングにより、力学的なストレスに耐えられる弾力性を有する新しい骨組織が形成される。近年、骨カップリング制御機構を説明するための重要な実験結果が蓄積してきた。Immunoreceptor tyrosine-based activation motif （ITAM）は、T細胞やB細胞の受容体と会合する細胞膜アダプター分子の細胞内ドメインに共通してみられるモチーフとして発見された。ITAM配列を有するDNAX-activating protein 12 （DAP12）とFc receptor common γ subunit（FcRγ）は、破骨細胞において発現が高い。DAP12とFcRγのダブル欠損マウスは骨吸収不全を呈する大理石骨病を惹起する。最近、DAP12と会合する免疫グロブリンスーパーファミリー分子として、シアル酸受容体タンパク質であるSialic acid-binding immunoglobulin-like lectin 15（Siglec-15）が同定された。Siglec-15は破骨細胞の分化に伴って誘導され、Siglec-15遺伝子欠損マウスは骨吸収が抑制され骨量が増加するが、破骨細胞数はほとんど減少しない。また、骨形成に対しては、骨形態計測の結果から、骨芽細胞数や骨形成速度などの骨形成パラメーターが野生型正常マウスと較べ、ほとんど差が無いと報告されている。この実験結果は、破骨細胞の存在が骨芽細胞の活性を支え、骨吸収と骨形成がカップリングしていることを示唆している。本研究においては、Siglec-15の作用を中和する抗Siglec-15抗体の効果について、マウス由来の細胞培養系において検討した。抗Siglec-15抗体は、マウス骨髄細胞培養系にRANKLとM-CSFを添加し3日間で破骨細胞が誘導される条件で、酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ（TRAP）陽性の多核破骨細胞の分化を阻害した。この時、TRAP陽性の単核破骨細胞は多数残存していた。骨髄細胞を長期（約2週間）にわたり培養する系において、Siglec-15抗体は、TRAP陽性の多核破骨細胞の分化を阻害すると共に、M-CSFとRANKLの存在下でアルカリホスファターゼ（ALP）陽性の骨芽細胞を多数誘導した。抗Siglec-15抗体の代わりに、RANKLのデコイ受容体であるオステオプロテゲリン（Osteoprotegerin :OPG）を添加しても、ALP陽性の骨芽細胞の誘導は認められなかった。長期骨髄細胞培養系においても、抗Siglec-15抗体は多核破骨細胞形成を抑制するが、単核TRAP陽性破骨細胞は多数残存していた。骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養系において、RANK陽性およびc-Fms陽性の破骨細胞前駆細胞（qOP）が出現する。抗Siglec-15抗体はqOPの形成に対して抑制効果を示さなかった。成熟破骨細胞の機能に対する抗Siglec-15抗体の効果を解析した。抗Siglec-15抗体の2時間処理は、破骨細胞の象牙切片上におけるアクチンリング形成を阻害した。象牙切片上の吸収窩形成も抗Siglec-15抗体の2日間処理により強く阻害された。最近、骨細胞の特異形質であるスクレロスチンは、骨形成を阻害する作用を有し、骨形成を制御する因子として重要な役割を果たしていることが明らかとされた。また、破骨細胞の培養上清は、骨肉腫由来細胞であるUMR106細胞に発現するスクレロスチンの発現を阻害することが報告されている。そこで、破骨細胞に抗Siglec-15抗体を処理し、その培養上清のUMR106細胞におけるスクレロスチン発現に対する効果を解析した。その結果、抗Siglec-15抗体の処理の有無に拘らず、UMR106細胞におけるスクレロスチン発現は阻害された。前述の実験系における破骨細胞由来のスクレロスチン発現抑制因子は、Leukemia inhibitory factor（LIF：白血病阻害因子）であることが明らかとされている。そこで、LIFを含む破骨細胞の特異形質発現に対する抗Siglec-15抗体の効果について検討した。成熟破骨細胞に抗Siglec-15抗体を処理しても、カテプシンKおよびRANKの発現維持と同様に、LIF発現も維持されていた。以上の実験結果から、抗Siglec-15抗体は多核破骨細胞の分化と骨吸収機能を阻害すると共に骨芽細胞の分化を促進する可能性が考えられる。doctoral thesi
クワドヘリックスにおける歯の移動メカニズムー有限要素法シミュレーションー
Get PDF松本歯科大学博士（歯学）2020甲第229号application/pdf目的上顎歯列弓の狭窄を伴う不正咬合症例では，上顎歯列の側方拡大が行なわれ，緩徐拡大装置であるクワドヘリックスが臨床に広く用いられている．今回の研究では，有限要素法を用いてクワドへリックス装置の作用により歯の移動する過程をシミュレーションし，側方拡大の様子を力学的側面から検討した．材料と方法クワドヘリックスを上顎歯列に装着した場合，歯の移動を 有限要素法によってシミュレーションした．歯根膜は線形弾性体の移動し歯槽骨と歯冠自体は剛体として移動しないと仮定した．歯槽窩に一致する歯根膜外表面の節点を拘束点と定め剛体化した．それらを歯の移動に伴って移動するため，拘束点はその都度，変わる．クワドへリックスは，線形弾性体として，3次元ビーム要素で分割し，そのヤング率を200 GPaとした．クワドヘリックスはSTロックによって大臼歯に完全に固定されていると仮定した．そのため，クワドへリックスと大臼歯の歯冠を剛体ビームで連結し，歯冠表面とクワドへリックスには，摩擦係数を0.15として接触要素を設定した．クワドへリックスを活性化する方法は，平行または扇状に広げて活性化する方法の２種類とし，それぞれ左右対称に両側と片側のみ活性化させる場合の計４種類（両側を平行に活性化，両側を扇状に活性化，片側を平行に活性化，片側を扇状に活性化）とした． クワドへリックスを歯列に装着し，最初に活性化直後の力系を解析し，その後に経時的な矯正学的歯の移動についてもシミュレーションした．尚，繰返し計算ごとに歯に作用する力系を更新した．このモデルにおける歯列の年齢は，成人の代表的な歯列を想定しておこなっている．結果両側を平行に活性化した時のクワドヘリックスのモーメントおよび曲げ応力は，左右のアームを平行に片側1.9mm，両側で3.8 mm広げて活性化させたクワドヘリックスを歯列に装着した場合， STロックから作用する力とモーメントは，舌側方向に2.7 N，10 N･mmと20 N･mmであった．大臼歯には，これらと大きさが同じで反対方向の力とモーメントが作用した．応力は，正中とヘリックスで大きくなった．その大きさは最大400 MPa程度であり，矯正用ステンレス鋼ワイヤーの降伏応力(約1500 MPa)の半分以下によりクワドへリックスが弾性範囲にあることが確認できた．クワドへリックスの形状は活性化した装着前の形状となり，大臼歯は頬側方向に歯体移動した．犬歯と小臼歯は傾斜移動し歯根中央やや上を中心にして回転し，根尖が舌側へ，歯冠が頬側へ移動した．両側を平行に活性化した場合は平行に 両側を扇形に活性化した場合も歯列は扇状に拡大した．どちらの場合も大臼歯は，ほぼ歯体移動し，犬歯と小臼歯は歯冠が頬側に傾斜移動した．考察．結論有限要素法による歯の移動シミュレーションにおいて，大臼歯が頬側方向に歯体移動したことについて，クワドヘリックスは，STロックによって大臼歯に完全に固定されていると仮定したため，回転が拘束され，頬側傾斜を防ぐモーメントの大きさは，頬側方向の力の10倍程度のモーメント・力(M/F)比が生じたため，歯体移動したと考えられた．犬歯と小臼歯では，歯根中央のやや根尖方向の部位を中心に頬側傾斜したことについて，犬歯と小臼歯はクワドへリックスに固定されずアームと接触するのみであり，回転を拘束するようなモーメントが作用しないため，傾斜移動が生じたと考えられた．クワドへリックスを片側のみ非対称に活性化させた場合，片側を平行および扇状に活性化したどちらの場合でも，大臼歯の作用する力は，左右で非対称となったことについて活性化側の犬歯，小臼歯および大臼歯への矯正力が非活性化側の大臼歯に集約したためと考えられた．本研究から有限要素法モデルによるシミュレーションは，クワドヘリックスによる経時的な歯の移動状態が予測でき，活性化の違いによる歯の移動を明らかにしたことから，矯正歯科臨床への有効性が示唆された．doctoral thesi
下顎骨偏位を伴う骨格性下顎前突者の外科的矯正治療前後におけるスマイル時の軟組織運動
Get PDF松本歯科大学博士（歯学）2020甲第232号application/pdf【目的】外科的矯正治療後の骨格性下顎前突者におけるスマイル時の軟組織の動きは,外科的矯正治療後に口角の外上方への移動量が増加することが報告されている．また，下顎骨偏位を伴う骨格性下顎前突者では，口唇閉鎖時とスマイル時の口唇の位置の非対称性が改善し，偏位側と非偏位側の口唇の表面積の非対称が改善することが示されている．しかしながら,偏位を伴う骨格性下顎前突者の外科的矯正治療後のスマイル時の口唇と頰部の垂直，水平，前後の動きの3次元的変化の詳細は明らかにされていない.そこで,本研究では、偏位を伴う下顎前突者の外科的矯正治療前後のスマイル時の口唇と頬部の動きをステレオカメラで三次元的に解析し，個性正常咬合者群と比較した.【資料及び方法】被験者は，松本歯科大学病院矯正歯科を受診し，外科的矯正治療の適応と診断された偏位を伴う下顎前突を呈する顎変形症患者（以下,偏位下前群）で保定が1年終了した8名（初診時平均年齢 21.7±6.6歳，男性2名，女性6名）を対象とした.対象群として個性正常咬合者8名（以下,正常群:平均年齢27.0±1.7歳，平均ANB3.0±1.2°男性2名，女性6名）を対象とした.スマイルの計測にはPosed smileを用い，上下口唇中央部，左右口角，左右頬部の軟組織の安静時からスマイル時への3次元の移動様相についてステレオ写真を用いて三次元的に評価した.また，側面頭部エックス線規格写真と正面頭部エックス線規格写真を計測して外科的矯正治療前後の形態変化を解析した.【結果および考察】治療前の偏位下前群の口唇では，非偏位側口角の上方移動量が偏位側に比べ，有意に大きい値を示し，偏位側が非偏位側よりもより外方に移動した．また，下唇中央部も有意差は示さないものの上唇中央部よりも大きい後方移動量を示した．これは，偏位症例の口角は偏位側が非偏位側より上方にある15)ため，本藤らが考察しているように非偏位側口角が偏位側口角よりも上方へ移動することで，スマイル時に軟組織の非対称を補償し，前後方向では下顎骨突出にあわせて下唇の方が上唇よりも前方へ突出しているため，口唇をラバーバンド状に被う口輪筋が下唇を後方へ牽引していると考えられた．治療後の偏位下前群の口唇では，非偏位側口角の外方移動量の増加と偏位側口角の垂直移動量の増加により，偏位側と非偏位側口角の3方向の非対称性は改善し，対称なスマイルを示した．このスマイル運動の対称性の改善は，手術による上下顎骨の水平的非対称性の改善によるスマイル運動に関与する筋肉の付着部の非対称性の改善に伴うものと考えられた．また，偏位側と非偏位側の口角部の水平方向と垂直方向の口角の移動量の増加がともに増加した．この要因は，治療後の下顎骨の後方移動と垂直的下顔面高の減少により，口唇のまわりの軟組織に余裕が生じ，スマイル時にラバーバンド状の口輪筋を牽引する大頬骨筋が牽引しやすくなり，非偏位側口角の水平方向と偏位側口角の垂直方向の移動量が増加したことによると推察された．頬部では，治療前後ともに偏位側と非偏位側で非対称例は見られず，治療前は正常群との差は見られなかったが，治療後，非偏位側頬部の前方移動量が有意に増加し，偏位側頬部も有意差は無いが増加した．これは，本研究で下顎骨が後退した結果，硬組織に対する顔面軟組織の量が増えたため，スマイル時に偏位側と非偏位側の頬部が，より前方に移動した可能性が考えられた．正常咬合者と偏位下前群の治療前と治療後の比較では，治療前の非偏位側口角水平距離と偏位側口角前後距離が有意に小さい値を示した．治療後は，非偏位側口角水平距離は増加して，正常咬合者と差は無くなったが，偏位側と非偏位側の口角前後距離は，ともに有意に小さい値を示した．また，下唇中央部前後距離も治療後，正常咬合者に比べ有意に小さい値を示した．これは，下顎骨の後退により下顎骨の前後的奥行きが減少したのに対し，軟組織の容量は変化しないことから，偏位側と非偏位側の口角および下唇中央部の後方移動量が減少した可能性が考えられた．以上，本研究から，外科的矯正治療により偏位を伴う骨格性下顎前突者の非対称なスマイルの改善が示された．doctoral thesi
General anesthetic management of six cases with progressive muscular dystrophy for dental treatment
Get PDFapplication/pdfProgressive muscular dystrophy (PMD) is a hereditary disease showing degeneration and necrosis of muscle fiber and progressive muscle weakness. PMD includes Duchenne and Becker types, in addition to limb–girdle and Fukuyama types. We report six cases of PMD (two cases of Duchenne type and four cases of Fukuyama type) treated since 2000 to 2019, in which general anesthesia was performed for intensive dental treatment.The serum level of creatine phosphokinase (CPK) was remarkably higher than normal level in every patients. No remarkable findings in chest x–ray and ECG were pointed.For patients with Duchenne type PMD,anesthesia was induced with propofol and nondepolarizing muscle relaxants,and maintained with nitrous oxide and propofol.For patients with Fukuyama type PMD, anesthesia was induced with sevoflurane in every patients and no muscle relaxant was used. Anesthesia was maintained with nitrous oxide in combination with sevoflurane in three cases, and it was maintained with nitrous oxide and propofol in another case.No remarkable cardiovascular and respiratory dysfunctions were pointed in every patients.The problems for the management of general anesthesia in patients with PMD are(1)circulatory failure due to myocardial damage,(2)respiratory failure due to respiratory dysfunction,(3)induction of malignant hyperthermia due to agents for general anesthesia, and(4) increased sensitivity and prolonged effects of muscle relaxants. In patients with Duchenne type PMD,volatile inhalation anesthetics were not used,which considered to be a risk factor for malignant hyperthermia.On the other hand, in patients with Fukuyama type PMD,we used sevoflurane since the incidence of malignant hyperthermia by volatile inhalation anesthetic will be low.journal articl
Spontaneously Formed Spheroids from Mouse Compact Bone-Derived Cells Retain Highly Potent Stem Cells with Enhanced Differentiation Capability
Get PDF松本歯科大学博士(歯学）2019甲第221号application/pdfThe results from our recent study showed the presence of two distinct spheroid-forming mechanisms, i.e., spontaneous and mechanical. In this study, we focused on the spontaneously formed spheroids, and the character of spontaneously formed spheroids from mouse compact bone-derived cells (CBDCs) was explored. Cells from (C57BL/6J) mouse leg bones were isolated, and compact bone-derived cells were cultured after enzymatic digestion. Spontaneous spheroid formation was achieved on a culture plate with specific water contact angle as reported. The expression levels of embryonic stem cell markers were analyzed using immunofluorescence and quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. Then, the cells from spheroids were induced into osteogenic and neurogenic lineages. The spontaneously formed spheroids from CBDCs were positive for ES cell markers such as SSEA1, Sox2, Oct4, and Nanog. Additionally, the expressions of fucosyltransferase 4/FUT4 (SSEA1), Sox2, and Nanog were significantly higher than those in monolayer cultured cells. The gene expression of mesenchymal stem cell markers was almost identical in both spheroids and monolayer-cultured cells, but the expression of Sca-1 was higher in spheroids. Spheroid-derived cells showed significantly higher osteogenic and neurogenic marker expression than monolayer-cultured cells after induction. Spontaneously formed spheroids expressed stem cell markers and showed enhanced osteogenic and neurogenic differentiation capabilities than cells from the conventional monolayer culture, which supports the superior stemness.doctoral thesi
