JP5898500B2 - 硬組織再生促進剤 - Google Patents
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Description
本出願は、2006年9月21日付で出願した日本国特許出願第2006−256374号に基づく優先権を主張するものであり、当該基礎出願を引用することにより本明細書に含めるものとする。
技術分野
本発明は、硬組織の再生に有用な薬剤、医薬組成物、食品組成物、食品、動物用飼料等に関する。
本発明に係る食品は、珪藻土を含む。
また、本発明に係る動物用飼料は、珪藻土を含む。
図1に示すように、歯100は、エナメル質10、象牙質20、セメント質80、歯髄30等からなり、歯肉(歯ぐき)40、歯根膜60、並びに、皮質骨(緻密骨)71、海綿骨72等から構成されており、硬組織である歯槽骨などの歯周組織により支持されている。
上述のように、珪藻土は、欠陥又は欠損した硬組織の再生を促進することから、珪藻土は、欠陥又は欠損した硬組織の再生が必要な患者に対する医薬又は食品の組成物、さらには、欠陥又は欠損した硬組織の再生が必要な患畜に対する飼料の組成物として有用であり、珪藻土を有効成分として含有する薬剤は、欠陥又は欠損した硬組織の再生を促進する薬剤として有用であり、また、珪藻土を含有する食品は、機能性食品、特定保険用食品等として、欠陥又は欠損した硬組織の再生が必要な患者に有用であり、珪藻土を含有する動物用飼料は、欠陥又は欠損した硬組織の再生が必要な患畜に有用である。また、珪藻土は自然材料なので安価で多量に入手できることから、費用面でも労力面でも低コストで本発明に係る薬剤、医薬組成物、食品組成物、及び食品等を提供することができる。
珪藻土を有効成分として含有する硬組織再生促進剤は、非経口的に、欠陥又は欠損した硬組織を有する患者のどこに投与してもよいが、硬組織の欠陥又は欠損した部分に直接投与したり、硬組織の再生が必要な部分の近辺に投与したりすることが好ましい。例えば、再生が必要な硬骨に最も近い骨膜50,110,140下、または歯100の歯髄腔穿孔部AA、根尖31、若しくは根管32に投与すれば、硬骨の再生が促進される。また、歯100が欠陥又は欠損した場合には、欠陥又は欠損した歯100の象牙質20等に充填すれば、修復象牙質の再生が促進される。特に、歯髄30に至るまで歯100が欠陥又は欠損した場合には、歯髄30が露出しないように、欠陥又は欠損した歯100の象牙質20等に充填すればよい。なお、投与方法は、注入、塗布、充填など、特に限定されない。あるいは、欠陥又は欠損した硬組織を有する患者に対し、経口的に硬組織再生促進剤を投与してもよい。
歯槽骨を欠損させたイヌに対し、欠損部位における新生骨の再生を促進させるため、珪藻土を骨膜下投与した。
抜歯した際、同時にイヌの歯肉と骨膜をともに骨膜剥離子を用いてはがし、骨膜下に蒸留水に溶かしてペースト状にした珪藻土(乾燥品;中央化成株式会社、中央シリカ株式会社)0.2 gを埋め込んだ。1ヶ月後に珪藻土を注入した近傍をポニー工業(株)製マイクロフォーカスX線検査装置P70−II(焦点サイズ 10μm×10μm)を用い、コダック社製フィル、富士フィルムメディカル(株)製イメージングプレートHRを内蔵したカセットを幾何学的拡大率3倍となるよう配置し、撮影条件(30KV 90μA フィルムは15min、イメージングプレートは30sec)にてフィルム(図3)またはイメージングプレート(図4)に拡大X線撮影した。なお、イメージングプレートはFCR 50000MA(FCR(Fuji Computed Radiography:デジタルX線画像診断システム);富士写真フィルム株式会社製)を用いて画像情報の読み取り・観察を行った(観察部分:図1参照)。また、コントロールとして、珪藻土を投与しないイヌのマイクロフォーカスX線拡大観察装置による観察も行った。その結果を図3及び図4に示す。なお、図3中の鏃は珪藻土投与部を示す。
次に、歯槽骨を欠損させたイヌに対し、欠損部位における新生骨の再生を促進させるため、珪藻土を経口投与した。
抜歯した後、歯槽骨の内部をドリルで滑らかに削ったイヌに、珪藻土を飼料一日量の2〜5%にあたる8〜20gを餌とともに毎日経口投与した。1ヶ月後に切片を作製し、欠損させた歯槽骨の近傍の骨新生組織をEPMA(Electron Probe Micro Analyzer;Shimadzu EPMA8705、加速電圧20kV, 試料吸収電流15nA, MAP 512×512 point)を用いてカルシウムと珪素との元素マッピングを行った(観察部分:図1参照)。その結果を図5に示す。
さらに、ラット下肢骨を人為的に穿孔し、孔部における新生骨の再生を促進させるため、珪藻土を経口投与した。
実験用ラットとして、BrlHan:WIST@Jcl(GALAS)(日本クレア社:9週齢♀)を用い、馴化後、処置予定日2日前より群分けした。
処置当日、骨膜を可及的に損傷しないようにラットの下肢骨(脛骨)を露出し、歯科インプラント用ドリル(ラウンドバー)を用いて、生理食塩水注水下で直径約2mm、深さ約3mm強の孔を開けた。深さについてはラウンドバー頭部が皮質骨を骨髄側へ完全穿孔・交通することを確認した。その後、標準試料CE-2に対し重量比で2%、5%、10%の珪藻土を添加混合して電子線滅菌したものを経口投与し飼育した。
穿孔手術後2週間、4週間、5週間で、各個体より左右側下肢を切除し、各側に分別してホルマリン固定後、処理するまで冷却保存した。なお、比較のため、コントロールとして、同様に穿孔手術後、標準飼料CE-2のみの珪藻土を添加しない飼料を電子線滅菌したものを経口投与し個体の飼育・処理・観察を行った。
(1)マイクロフォーカスX線顕微観察システムによるX線顕微的観察
まず、穿孔創傷部を非破壊的に観察する目的で、骨より軟組織を一切の除去をしないまま、一塊で、ポニー工業(株)製マイクロフォーカスX線検査装置P70−II(焦点サイズ 10μm×10μm)を用い、富士フィルムメディカル(株)製イメージングプレートHRを内蔵したカセットを幾何学的拡大率3倍となるよう配置し、撮影条件(30KV 90μA 10秒)でX線拡大投影した。その後、富士フィルムメディカル(株)製デジタルX線診断装置:FCR7000MAにてイメージングプレートの画像情報の読み取りを行い、各試料のX線顕微像を得た。図6を参照しながら、以下に観察結果を詳細に記述する。
穿孔手術後2週目と4週目の穿孔創傷治癒部位に対し、日立メディコ社(株)製MCT-CB100MFにて同部位の三次元的構造精査を行った。試料は、ポリプロピレン製遠心沈降管を長軸方向割断した半円柱状チューブにセロハンテープにて固定し、装置試料台に固定した。撮影条件は(60kV 100μA 2分)とした。図7を参照しながら、以下に観察結果を詳細に記述する。
(2)のマイクロCT画像情報をラトックシステムエンジニアリング(株)製ソフトウエア TRI/3D-BON-BMDにて骨塩量の経時相対変化比較を行った。骨塩量の校正は、骨塩量ファントムの代用として、試料台ポリプロピレン製遠心沈降管の断面と、穿孔創傷部より遠位の皮質骨部を参照した。図8を参照しながら、以下に分析結果を詳細に記述する。なお、図8において、カラーバー左側の赤色相当部がもっとも骨塩量が高い部位をマッピングしており、カラーバー右側の緑色相当部にゆくに従い、骨塩量が相対的に低いところをマッピングしている。
(1)マイクロフォーカスX線顕微観察システムによるX線顕微的観察
穿孔手術後2週目(図6A〜D):コントロールの個体(図6A)においては、穿孔したドリル直径に近い半円形陥没が明瞭に認められたが、珪藻土投与群(図6B:2%、C:5%、D:10%)はいずれも、半円形陥没部に仮骨様不透過部が認められ、その面積は、投与した珪藻土の濃度が増加するにつれ、その濃度に相関して増加した。さらに、珪藻土投与群においては、半円形陥没部の下底部の骨髄側に、皮質骨の顕著な修復性肥厚を認めた。
穿孔手術後4週目(図6E〜H):コントロールの個体(図6E)においては半円形陥没部が浅くなり、皿状の陥没にまで回復した。一方、珪藻土投与群((図6F:2%、G:5%、H:10%)においては、このような皿状陥没はすでにほとんど認められず、治癒した皮質骨の厚みは、投与した珪藻土の濃度が増加するにつれ、その濃度に相関して回復した。なお、珪藻土投与群においては、手術後2週目にみられた半円形陥没相当部位を満たす骨再生による不透過性は周囲と同等に回復し、さらに陥没部位下底相当部位付近の骨髄側に、皮質骨のわずかな修復性肥厚を認めた。
穿孔手術後5週目(図6I〜L):コントロール(図6I)も珪藻土投与群(図6J:2%、K:5%、L:10%)もすべての個体で半円形陥没部は消失し、ほぼ正常な皮質骨形態に回復した。なお、投与群では、手術後4週目に見られた皮質骨の骨髄側における修復性肥厚がまだ痕跡的に残存していた。
このように、下肢骨を穿孔したラットに対して珪藻土を経口投与することにより、穿孔部における骨再生の促進が認められた。
穿孔手術後2週目:
ボリュームレンダリング像(図7A):コントロールの個体においては、穿孔したドリル直径に近い半球形穿孔がまだ明瞭に認められた。一方、珪藻土10%投与群は明らかな半球形穿孔部の直径縮小が認められ、穿孔創傷の閉鎖治癒が進行していた。その一方で、珪藻土10%投与群では、周辺の皮質骨のX線透過性が亢進していた。
サジタル断面像(図7B):コントロールの個体においては、穿孔したドリル直径に近い半円形陥没が明瞭に認められた。また、その陥没下底部では骨髄腔といまだ大きく交通し、穿孔創傷の閉鎖治癒、皮質骨の再生はほとんど観察されなかった。一方、珪藻土10%投与群では、明らかな半円形陥没部の深さ縮小が認められ、陥没下底部では骨髄腔との交通が狭小化し、穿孔創傷の閉鎖治癒、皮質骨の再生の兆候が観察された。一方、近傍の皮質骨内部には層板骨間に空隙を認め、これがレンダリング像において観察された透過性亢進所見と一致した。この原因として、珪藻土投与群では、この時期には早々に創部の珪藻土による鉱物化とこれに続く石灰化置換が旺盛なため、近傍での骨石灰成分の吸収・溶出と創部への添加が協調的に活発であることによると考えられる。
穿孔手術後4週目:
ボリュームレンダリング像(図7C):コントロール、投与群とも半球形陥没は浅くなり、皿状にまで回復したが、コントロールの個体では中央に明らかに大きな穿孔部残存が認められた。投与群では、中央にきわめて小さな穿孔部残存を認めたに過ぎなかった。
サジタル断面像(図7D):コントロールの個体では半円形陥没は浅くなっているが、皮質骨の骨膜側の肥厚は不十分で、全層の厚みも薄い。一方、投与群は半円形陥没下底部と一層の境界を呈する半月状の骨再生部が認められ、皮質骨全層の厚みも周辺とほぼ同等まで回復した。
穿孔手術後2週目:
ボリュームレンダリング像(図8A):コントロール、投与群とも半円形陥没を塞ぐように周辺よりずっとX線透過性の高い、すなわち相当に低密度の塞栓物質が認められた。
サジタル断面像(図8B):コントロールの個体では、陥没部の半分は低密度の塞栓物質で満たされているが、下底部は密度が粗で骨髄腔との穿孔部が閉鎖しておらず、密な再生骨による下底部の修復は認められなかった。一方、珪藻土投与群では、下底部にしっかりとした密な再生骨による修復が認められた。陥没部の塞栓物質の容積はコントロールより少なかったが、これはすでに、皮質骨の再生がコントロールより早く進行し、塞栓物質による初期の鉱物化から石灰化へ置換がコントロールより先行したためと考えられる。珪藻土投与群では穿孔部近傍の皮質骨の層板骨間で密度低下部の存在が認められ、これは、上述したように、この時期において、珪藻土投与によって、早期の創部の鉱物化とこれに続く石灰化置換が促進されるため、近傍からの骨石灰成分の吸収・溶出と創部への添加が協調的に活発であることによると考えられる。
穿孔手術後4週目(図8C):
ボリュームレンダリング像:大きな差異は認めなかったが、珪藻土投与群の方が、全体的にみて骨密度が高かった。
サジタル断面像(図8D):コントロールの個体では半円形陥没は浅くなっているが、皮質骨全層の厚みはまだ薄い。下底部の再生骨の骨密度は周辺部とほぼ同等であった。一方、珪藻土投与群では、半円形陥没下底部と一層の境界を呈する半月状の骨再生部が認められ、皮質骨厚みも周辺とほぼ同等まで回復し、骨密度も周辺と同等であった。従って、珪藻土投与群の骨の治癒は、構造強度的にも負荷に耐えうるまでに回復したと考えられる。
Claims (5)
- 珪藻土を有効成分として含有する硬骨再生促進剤であって、
骨膜下に投与することを特徴とする硬骨再生促進剤。 - 珪藻土を有効成分として含有する硬骨再生促進剤であって、
骨髄腔に投与することを特徴とする硬骨再生促進剤。 - 珪藻土を有効成分として含有する硬骨欠陥又は欠損の治療のための医薬であって、
骨膜下投与製剤であることを特徴とする医薬。 - 珪藻土を有効成分として含有する硬骨欠陥又は欠損の治療のための医薬であって、
骨髄腔投与製剤であることを特徴とする医薬。 - 前記硬骨欠陥又は欠損が、抜歯、インプラントの埋入と固定、歯内・歯周疾患の原因菌の毒素、感染、化膿、骨破壊、吸収、又は骨折によることを特徴とする請求項3または4に記載の医薬。
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