JPH06340555A - 象牙質形成覆髄剤 - Google Patents

象牙質形成覆髄剤

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JPH06340555A
JPH06340555A JP5168297A JP16829793A JPH06340555A JP H06340555 A JPH06340555 A JP H06340555A JP 5168297 A JP5168297 A JP 5168297A JP 16829793 A JP16829793 A JP 16829793A JP H06340555 A JPH06340555 A JP H06340555A
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pulp
capping agent
dentin
dental
dentine
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JP5168297A
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Misako Nakajima
美砂子 中島
Hisashi Nagasawa
恒 永澤
Masashi Matsui
雅司 松井
Hiroshi Nakazato
紘 中里
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Suntory Ltd
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Suntory Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 骨形成蛋白質の生物学的反応を利用すること
により、齲蝕歯の治療、特に歯の修復治療において象牙
質再生能を有する歯科領域の治療用覆髄剤を提供する。 【構成】 精製された骨形成蛋白質を有効成分とし、必
要であれば生体分解性、組織適合性及び徐放性を有する
担体を含有することを特徴とする象牙質形成覆髄剤を得
る。 【効果】 本発明の覆髄剤を齲蝕除去後の窩洞部歯髄切
断面上に充填することにより歯髄切断面上に大量の象牙
質が形成され、残存歯髄を完全に保護することにより歯
の本来の機能を温存する画期的治療法が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は齲蝕歯の治療、特に歯の
修復治療において象牙質形成を促進する能力を有する歯
科領域の治療用覆髄剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、齲蝕歯の治療方法としては、齲蝕
がエナメル質・象牙質に限られている場合はその部分を
削りとり金属あるいはレジンで修復する。齲蝕が歯髄ま
で進行した場合は、患部を削りとり、露出した歯髄に覆
髄剤として水酸化カルシウムを貼付し、さらにセメント
を重層し金属あるいはレジンで修復することがある。
【0003】しかしながら上記の方法を適用しても、水
酸化カルシウムには歯髄細胞増殖促進作用および象牙芽
細胞誘導作用がないため、水酸化カルシウムと接した歯
髄面には強アルカリによる壊死層が生じ、歯髄部分の再
生は望めない。また象牙質の形成は生じても壊死層下に
少量にすぎず、歯髄は完全に封鎖されないため年を経る
にしたがい、再感染し、再治療が必要となる場合が少な
くない。そのため、歯髄を完全に除去する抜髄処置がと
られる場合が多い。
【0004】しかしながらこの治療法にも解決すべき課
題は多い。例えば、歯への栄養および水分の供給が断た
れ象牙質は無機質のみになり、歯の脆弱化を導く。歯髄
除去により痛みを伝える神経系も同時に消失することか
ら、齲蝕進行に伴う自覚症状が得られず、手遅れになる
可能性がある。また歯髄除去後の根管内をカッタパーチ
ャで充填し細菌感染を防ぐが、根管の解剖学的複雑性に
より、完全に充填するのは不可能に近く、数年後には根
尖部に病巣をもつ可能性もある。したがって後年、再び
根管内の治療(感染根管治療)あるいは抜歯の必要性が
生じる、などである。
【0005】このように歯髄を保存することは歯の延命
という意味で非常に重要であるため、歯髄細胞増殖促進
作用および象牙芽細胞分化誘導作用をもつ覆髄剤の開発
が切望されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】齲蝕が歯髄まで達した
場合、できるだけ歯髄を保存し、健全な歯に近付けるよ
うな術式が切望されている。そのための手術法としては
露髄面を覆髄剤で覆う直接覆髄法および歯冠歯髄を切断
除去し、歯根歯髄を覆髄剤で覆う生活歯髄切断法がある
が、前述のごとく解決すべき課題を残している。このた
め水酸化カルシウムに代わる抗炎症作用、歯髄細胞増殖
促進作用および象牙芽細胞分化誘導作用をもつ生物学的
覆髄剤の開発が必要となる。
【0007】その一法として、生理活性物質の生物活性
を応用する方法が考えられる。象牙質内には骨誘導活性
をもつ物質の存在が示唆されている(Butler
W.T.et al.,J.ofDent.Res.,
Vol,56,p228−232,1977,Cono
ver M.A.et al.,Procedings
of the 1st International
Confewenceon Chemistry an
d Biology of Mineralized
ConnectiveTissue,p597−60
6,Nortnhwestern Universit
yNeW York,1982,Mera K.,J.
Jpn.Stomat.Soc.Vol.37,p38
9−399,1988,Katz et al,Bio
chem.Biopys.Res.Commun.,V
ol.157,1253−1257,1988,Kaw
aiTet al,J.Dent.Res.Vol.6
8,p1069−1074,1989)。特にBess
shoらは歯基質からラットを用いた異所性骨誘導活性
を指標として分子量20kDの蛋白質を精製している
(J.of Dent.Res.Vol.70,p17
1−175,1991)。
【0008】しかしながらその生物活性は骨誘導活性で
見ており、本来の生活歯における活性については言及し
ていない。従って、これらの報告からは歯基質に存在
し、本来の歯の機能を回復させる因子については開示さ
れていないことは明らかであり、これらを解決するため
には、歯基質由来の象牙質形成誘導因子の同定が必須で
ある。
【0009】一方、象牙質基質由来の骨誘導活性をもつ
蛋白質を生活歯髄切断面上に応用して残存歯髄を完全に
保存し切断面上に大量に象牙質を形成させることが試み
られ、象牙質を形成させることに成功しが、当該蛋白質
因子の精製までには至っていない(Nakashima
M.,Archs Oral Biol.,Vol.
35,p277−281,1989)。
【0010】また、犬の骨基質からの粗抽出物が象牙質
の形成を促すことが知られているが、象牙質の形成は部
分的であり決して満足できるものではない(Nakas
hima M.,Archs Oral Biol.,
Vol.35,p493−497,1990)。即ち、
当該粗抽出物では象牙質の形成を促す成長因子活性の阻
害物質の存在の可能性、他の成長因子が単独であるいは
相乗的に作用したなどの多数の要因が考えられ、この結
果から当該粗抽出物中の象牙質の形成を促す成長因子が
具体的にどのようなものかが不明である。
【0011】一例を示せば骨基質中には様々な成長因
子、即ちplatelet−derived grow
th factor(PDGF)、irsulin−l
ikegrawth factor(IGF)、tra
nsforming growth factor(T
GF)−β、fibroblast growthfa
ctor(FGF)などが含まれておりこれらが単独あ
るいは複数で効果を現すことは充分に考えられる。
【0012】事実、PDGF、IGF−1は歯髄細胞の
分裂を促進し、acidic−FGF、IGF−1、I
GF−IIが細胞外基質のプロテオグリカンを増加さ
せ、TGF−β、PDGF、acidic−FGF、b
asic−FGFは歯髄細胞から象牙芽細胞への分化を
調節する可能性があることを報告している(Nakas
hima M.,Archs Oral Biol.,
Vol37,p231−236,1992)。従ってB
MPより大量に含有されるこれらの因子が上記活性を担
っている可能性があことは想像に難くない。
【0013】さらに象牙質形成が十分でない理由のひと
つに象牙芽細胞の活動の足場がないことが考えられる。
即ち、この実験系(Nakashima M,Arch
s.Oral Biol.,Vol35 p496−4
97,1990)では担体を使用しておらず修復された
象牙質は骨様象牙質に歯髄細胞が接着し、それを足場と
して象牙芽細胞に分化、その結果細管象牙質が二次的に
形成されたと推測される。従ってこの段階では象牙質の
形成に関わる因子については同定されておらず、これら
によってBMPが象牙質形成に関与していることを結論
づけられない。
【0014】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は既知の
成長因子の中からその様な活性を持つ物質を検索するこ
とを試みた。今日種々の成長因子が遺伝子組換え法によ
り利用可能となっている。そのなかで本発明者らは、歯
髄細胞の分化を促す可能性を有する物質として骨形成因
子に着目した(上記のように歯基質に骨誘導活性を有す
る因子が存在することが知られていても、骨形成因子
(bone morphogeneticprotei
n、以下BMPと称する)が象牙質の形成を促すか否か
については不明であった。
【0015】BMPは骨基質(Wozney J.et
al.,Science,Vol.242,p152
8−1534,1988、特表平2−500241)ま
たはマウス骨肉腫(特開平5−84081)を出発材料
に、異所性の骨誘導活性を示す蛋白質性因子として単離
された。その作用は、未分化な間葉系細胞に作用し骨芽
細胞・軟骨細胞に分化させる機能を有すると考えられて
おり、その適用は欠損骨の修復に重点がおかれている。
【0016】一方、象牙質は歯髄細胞の外側に一列に並
ぶ象牙芽細胞が分化し、石灰化の一連の過程を経た後に
形成されると考えられている。これまでのところ骨に作
用するBMPが歯髄細胞にどのように影響するかという
ことについては殆ど知られていない。
【0017】今回、高度に精製されたBMPを用い、i
n vivoにおいて歯の象牙質再生にどのように働く
かを検討した。その結果、BMPを含有させた覆髄剤を
生活歯髄切断を施した実験動物の犬歯に充填応用するこ
とにより、象牙質基質由来物質と同等に旺盛な象牙質再
生を認め、BMPが骨の形成のみならず、歯の形成にも
関わることが明らかとなり本発明を完成するに至った。
【0018】本発明の骨子を要約すれば、(1)適切な
担体を併用することにより薬理学的活性が大幅に改善さ
れた。本発明の覆髄剤には歯髄細胞の活動の足場を提供
することを目的として不活性化歯基質を混合した結果、
より多くの細管象牙質の形成を認めた。(2)今までの
BMPの技術応用分野は主に骨の修復に関するものであ
り、歯科領域においても歯糟骨又は顎骨の修復に関する
ことのみであったが、in vivoにおける歯そのも
のの組織修復に関しては今まで何等の知見もなく本発明
により初めて当該応用に可能であることが明らかになっ
たこと等が特徴であり、本発明が単に既知の技術の組み
合わせでないことは明らかである。
【0019】本発明の覆髄剤は、従来の水酸化カルシウ
ムを用いた生活歯髄切断法とは異なり、壊死層が形成さ
れることなく残存歯髄は保存され、覆髄剤の作用により
齲蝕で象牙質あるいは歯髄を喪失した窩洞部で歯髄細胞
が増殖し、象牙芽細胞に分化して新たに象牙質が大量に
再建され、もとの機能を回復できるという理想的な覆髄
剤の開発を解決する。
【0020】BMPとしては、マウスにおける異所性の
骨形成(所謂 ectopic bone forma
tion assay)で陽性となるBMPであれば特
に特定されるものではないが、ヒト由来BMP(hBM
P)が望ましい。添加するBMP量は1mg担体に対
し、100ng又はそれ以上が望ましい。
【0021】BMPの担体としては、生体分解性、組織
適合性及び徐放性を有する担体であれば特に特定されな
いが、例えば、不活化象牙質基質(象牙質基質の4Mグ
アニジン抽出残渣であり、それ単独では象牙質再生能力
を欠く)、または、組織接着剤(例えばティシール、
(日本臓器(株))、ベリプラスト(ベーリンク・ヘキ
スト株式会杜)、精製typeIコラーゲン(セルマト
リックスLA、新田ゼラチン株式会社)等が望ましい。
担体の含量はBMP/担体比を一定にすれば特に特定さ
れるものではない。
【0022】その他、添加剤として望ましい化合物は、
コンドロイチン硫酸が挙げられ、緩衝剤としてTris
−HCl(pH8.0)又はリン酸バッファー(pH
7.2)生理食塩水の添加も可能である。
【0023】本発明における覆髄剤の使用方法を例示す
れば、BMP標品を塩酸に溶解し、担体(例えば、不活
化象牙質基質)と混合した後で中性に調整し凍結乾燥す
る。それを生活歯髄切断面上に適用したのち、歯科用セ
メントを用いて上部を覆い、さらにプラスチックで成形
充填する。所定の期間を経たのち歯科用レントゲン装置
を用い象牙質の構築を確認し、通常の生活歯に対する補
綴処置を行う。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明において用いることができるBMPは
上記のように特に特定されるものではないが、以下の実
施例においてはhBMPを用いた例について示す。
【0025】実施例1 遺伝子組換えBMPの作製 分子生物学的手法を用いた遺伝子組換え(以下r−で示
す)hBMP(r−hBMP2、r−hBMP4)の発
現については特願平5−8519に詳しく述べられてい
る。以下にその概略を説明する。
【0026】hBMP4cDNA、hBMP2cDNA
は、Wangら(Scicence,Vol242,1
528−1534,1988) の報告を基にプライマ
ーを作製し、ヌードマウスを用い継代増殖させたヒト骨
肉腫より調製したRNAをテンプレートとして pol
ymerase chainreaction(以後P
CRと略す)法により調製した。
【0027】hBMP2cDNA、hBMP4cDNA
をpUCベクターにつなぎ、各々pUC−hBMP2、
pUC−hBMP4を作製した。次にカイコ多角体ウィ
ルス用転移ベクターであるpBm4の遺伝子導入部位を
NruIで消化し平滑末端を生じさせた改変pBm4プ
ラスミドにそれぞれpUC−hBMP2、pUC−hB
MP4を導入し、pBm4−hBMP2およびpBm4
−hBMP4を得た。
【0028】続いて、カイコ多角ウィルス遺伝子DNA
とpBm4−hBMP2プラスミドDNA、あるいはp
Bm4−hBMP4プラスミドDNAをカイコ培養細胞
BoMol5AIIcにリン酸カルシウム共沈法を用い
て同時に導入することによってhBMP2およびhBM
P4遺伝子を組み込んだ組換えウィルスを作製した。
【0029】実施例2 カイコ体液の調製 カイコに接種するウィルス液を準備した。すなわち培養
初期濃度1x10細胞で2日間平面培養したBoMo
l5AIIc細胞に実施例1で得られた組換え体ウィル
スを含むBoMol5AIIc細胞の培養液10mlを
添加し、さらに25℃で14日間培養した。培養液を1
000rpmで5分間遠心分離して、得られた遠心上清
を接種用組換え体ウイルス液とした。
【0030】5令1日目のカイコ幼虫に、組換え体ウイ
ルスのウイルスを含む液を10倍希釈し1頭あたり50
μl注射し,25℃で4日間、市販の人工飼育(片倉工
業製、モーラス)を与えて飼育後、体液を氷冷したプラ
スチックチューブに採取し、遠心分離後の上清を得た。
1ロット当たり500頭のカイコを使用した。
【0031】実施例3 BMPの精製 (1)r−hBMP2の精製 前記実施例2で得たカイコ体液に最終濃度8Mになるよ
うに尿素を加え、遠心分離によって上清を得た。この試
料を6M尿素、20mMTris−HCl(pH7.
4)で平衡化したheparin−Sepharose
CL−6B(ファルマシア社)に添加した。初期緩衝
液にて非吸着画分を除いた後、6M尿素、20mM T
ris−HCl(pH7.4)−1.5M NaCl、
6M尿素、20mM Tris−HCl(pH7.4)
への直線濃度勾配法にて溶出を行った。
【0032】活性を示す画分を集め、6M尿素、20m
M Tris−HCl(pH7.4)に対して透析を行
った。この試料を6M尿素、20mM Tris−HC
l(pH7.4)で平衡化したheparin−Sep
harose CL−6Bに再び添加した。初期緩衝液
にて非吸着画分を除いた後、同様に1.5M NaCl
への直線濃度勾配法にて溶出を行った。
【0033】heparin−Sepharose C
L−6B溶出画分を1N−HClにてpH2.6に調整
し、TSK−octadecyl 4PWカラム(東ソ
ー株式会社、直径7.5mm×15cm)に添加した。
サンプル添加後5分間は、24%アセトニトリル、0.
1%トリフルオロ酢酸(以下、TFAと略す)で洗浄
し、以後35分まで、24−48%アセトニトリル、
0.1%TFAの直線濃度勾配法で溶出した。得られた
ピークについて骨誘導活性を測定した。
【0034】(2) r−hBMP4の精製 実施例2で得たカイコ体液に最終濃度8Mになるように
尿素を加え、遠心分離によって上清を得た。この試料を
6M尿素、20mM Tris−HCl(pH7.4)
で平衡化したheparin−Sepharose C
L−6B(ファルマシア社)に添加した。初期緩衝液に
て非吸着画分を除いた後、1.5M NaClへの直線
濃度勾配法にて溶出を行った。活性を示す画分を集め、
6M尿素、20mM Tris−HCl(pH7.4)
に対して透析を行ったのち、heparin−Seph
arose CL−6Bによる再クロマトグラフィーを
行った。
【0035】活性を示す画分を集め、6M尿素、20m
M Tris−HCl(pH7.4)に対して透析を行
った。この試料に、30%飽和になるように硫安を加
え、6M尿素、20mM Tris−HCl(pH7.
4)硫安30%飽和の緩衝液にて平衡化したPheny
l−Sepharose CL−4Bに添加した。初期
緩衝液にて非吸着画分を除いた後、0%硫安、50%エ
チレングリコールへの直線濃度勾配法にて溶出を行っ
た。活性画分については、r−hBMP2の場合と同様
の方法でHPLCによる精製を行なった。
【0036】HPLC分画後のr−hBMP2、r−h
BMP4に係るSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動
法による分析結果を図1に示す。r−hBMP2は還元
条件下にて単一バンドを示し、r−hBMP4について
は主に3本のバンドを示した。
【0037】実施例4 生活歯随切断術を施行した犬歯
を用いた象牙質形成実験 r−hBMP2、r−hBMP4は凍結乾燥標品(各々
20μg)を100μlの50mM HClに溶解し
た。担体として、牛歯より調製した象牙質基質を用い
た。すなわち新鮮牛歯(1kg)をグラインダーにて粉
砕し、PBSで洗浄したのち4Mグアニジン塩酸(粉末
5gあたり50ml使用)に懸濁した。マグネチックス
ターラーを用い、激しく攪拌(48時間)したのち遠心
分離により、抽出残渣(沈殿部)を集め、再びPBSで
洗浄した凍結乾燥により粉末状にした(不活性化象牙基
質、以下の図中Mと略す)。
【0038】実験に用いる覆髄剤は次の様に作製した。
20mgの不活性化象牙質基質に2μgのr−hBMP
2又は2μgのr−hBMP4を混ぜ、さらに0.5m
lのコンドロイチン硫酸(1mg/ml)及び0.5m
lのI型コラーゲン(500μg/ml)を添加した。
室温にて30分放置したのち、スピードバックコンセン
トレーターを用い、再度凍結乾燥末を得た。
【0039】動物試験には7〜8ケ月齢の雄性犬(中島
実験動物(株))を用いた。ネンブタールの静脈内投与
による麻酔下、犬歯に歯科用ダイヤモンドラウンドバー
にて直径約2mm、深さは歯髄が完全に露出する程度ま
で穿孔した。その後エンジン用ラウンドバーにて歯冠部
歯髄を切断した。次亜塩素酸ナトリムおよび過酸化水素
水にて交互洗浄し、生理食塩水でさらに洗浄後圧迫止血
し、露出した歯髄に過度の圧迫を加えないように、標品
を窩洞部に添加し上部を歯科用セメントで覆った。さら
にエッチングののち、歯科用レジンで成形充填した。陰
性対照としては、BMPを添加せずに同様に処理した牛
象牙質基質残渣を用いた。
【0040】手術後、動物は通常食で飼育した。2ケ月
後処置歯を抜歯し、軟X線写真像・組織標本像より象牙
質再生活性を評価した。対照(牛象牙質基質残渣)及び
r−hBMP2添加群の一例の組織像を示す(図2、図
3)。
【0041】図3においては明らかに生活歯髄切断面上
の、充填した象牙質基質周囲に新生象牙質形成がみら
れ、一部で象牙芽細胞が残存あるいは象牙質に混入され
ている像が見られた。最上部では増殖した歯髄細胞が基
質形成を行っている像もみられる。
【0042】r−hBMP4群についてもr−hBMP
2群よりは弱いながらも切断面に接して明らかな象牙質
形成を認めた。
【0043】
【発明の効果】本発明の象牙質形成覆髄剤は、進行程度
の相当進んだ齲歯の場合でも歯髄を除去することなく治
療する方法及びそれに使用する材料を提供するものであ
る。従来、抜髄しか治療方法がなかったほど進行した齲
歯の治療において、本象牙質形成覆髄剤を適用すること
により、歯髄を保存したままの状態で歯の象牙質の再生
が期待できることは、歯科領域の治療法において大きく
貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、精製r−hBMP2及びr−hBMP
4に係る銀染色像を示す。2MEは2メルカプトエタノ
ールを示す。
【図2】図2は、不活性化脱灰象牙質基質を生活歯髄切
断部に充填した2ケ月後の組織像に係るもので、ヘマト
キシリン−エオジン染色像を示す。(a)における矢印
は生活歯髄切断面を示す。(b)においては、窩洞部上
部では象牙質基質(M)周囲は好酸球の浸潤および赤血
球で満たされている。(c)においては、切断面近くの
窩洞部では、基質周囲は新生歯髄(P)で満たされ、基
質に接する細胞は象牙芽細胞に分化しているが新生の前
象牙質基質形成は極く僅かである。
【図3】図3は、r−hBMP2−不活性化象牙質基質
を生活歯髄切断部に充填した2ケ月後の組織像を示す。
(a)における矢印は生活歯髄切断面を示す。(b)に
おいては、窩洞上部では基質(M)周囲には線維芽細胞
の浸潤が見られ、一部基質(M)に接着している。
(c)においては、窩洞中間部では基質の周囲は新生歯
髄(P)により満たされ、一部で骨様象牙芽細胞が見ら
れる。(d)においては、切断面近くの窩洞内は、象牙
芽細胞によって形成された細管象牙質(TD)で満たさ
れ、一部骨様象牙質(OD)も見られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨形成因子を有効成分とする象牙質形成
    覆髄剤。
  2. 【請求項2】 骨形成因子がヒト由来骨形成因子である
    ことを特徴とする請求項1記載の象牙質形成覆髄剤。
  3. 【請求項3】 生体分解性、組織適合性及び徐放性を有
    する担体を含有することを特徴とする請求項1乃至2記
    載の象牙質形成覆髄剤。
  4. 【請求項4】 担体が不活性化歯基質である請求項3記
    載の覆髄剤。
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