博 士 （ 歯 学 ） 松 本 敦 至
学 位 論 文 題 名
BMP (Bone Morphogenetic Protein) を 配合したコラーゲン膜による骨誘導と その歯周組織再生に及ぼす影響について
学位論文内容の要旨
歯周治療の最終目標は，歯周炎により喪失したセメント質，歯根膜，歯槽骨を再生させ，歯の 支持を回復することである。しかし，従来の原因除去を主目的とした治療法ては炎症の改善や，
病変の進行抑制は可能でも，十分な歯周組織の再生は期待できない。そこで昨今，より確実な歯 周組織の再生を求めた冶療法が試みられている。例えば，骨再生を促す目的で用いられる種々の 骨補墳材の応用や，膜を利用して歯肉上皮の歯根面への移動増殖を排除して，歯根膜由来組織を 誘導しよ うとする組織誘導再生法(GTR法）などがあるが，いずれも未だ十分な成果は得られ ていない。
一方近年，種々の原因により生じた骨欠損に対する治療法として，骨基質中に微量に存在し，
未分化間葉系細胞に作用して骨組織を誘導する成長分化因子で，transforming growth factor
― ロ(TGF ‑ロ ）の スー パー ジ ーン ファ ミリ ーに 属 すると考えら れているBone Morpho・ genetic Protein (BMP）の応用が各分野から注目を集めている。
BMPfま ，骨基質中の微量成分で， 収量は僅かであるが，この微量のBMPで有効に骨誘導を 発現させるためにはなんらかの担体が必要であり，これまでに臨床応用可能な担体のスクリーニ ングが行われてきた。しかし，歯周治療にBMPを応用する場合の適切な担体は未だ明確にされ ていない。
本研究は，BMPを歯周治療に応用することを目指して，アテ口コラーゲンの線維形成度を高 め架橋導 入し膜状に調製した強化コ ラ―ゲン線維膜゛FCM1。及び ，FCMlの線維形成度を更 に 高めて ，吸湿性を抑え，臨床的操作 性を向上させた゛FCM3。をBMPの担体として用いる ことを試み，そのfn VLVOにおける骨誘導に関して検討する目的で，幼若ラット及び成体ラット を用いて，病理組織学的に評価した。
BMPは ウ シ 中 手 骨 皮 質 よ り 抽 出 ， 部 分 精 製(S―300分 画 ） し た も の を 用 い た 。 FCMlは，ウシ真皮由 来のアテ口コラーゲンより作成し，5mmX5 mm（平均重量O．5mg)に裁 断して使用した。
く実験1冫
BMPの 担 体 と し て のFCMlの 有 効 性を 検討 する 目的 で ，BMPを 配合 したFCMlを， 幼 若 ラットの背部皮下に移植して観察した結果，明瞭な骨梁構造と，骨髄を伴う異所性骨誘導がみら れ，FCMlがBMPの担体として有効であることが示された。
く実験2冫
BMPは収量が僅かである為 ，より少量のBMPで有効な量 の骨誘導を得ることが望ましい。
そこ で，FCM1を担 体 とし た場 合のBMPの適 切な 濃 度にっいて検討する目的で ，FCMlに配 合するBMP量を変化さ せて，幼若ラットの背部皮下 に移植して観察した結果， 濃度をFCMl に対するBMPの重量比(mg/mg)で表すと，骨誘導を発現させるには最低O．2以上必要であり，
臨 床 的 に 有 効 で あ る と 思 わ れ る 骨 形 成 量 を 得 る に は1．0程 度 が 適 切 と 思 わ れ た 。 また一般に，BMPは軟骨性 化骨を誘導するといわれてい るが，FCMを担体とした場合，軟 骨形成はほとんど観察されなかったことから，BMPによる骨誘導様式は担体によって異なり，
担 体 の 性 質 に よ っ て は 線 維 性 化 骨 を 誘 導 す る と い う 可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。
く実験3冫
実験1，2で は，FCM1をBMPの 担体 と して 使用 し，幼若 ラットに移植して評価した 。し か し，FCMlは 操作 性が 悪い と いう 欠点 があ った の で， まずFCM1を 改良 したFCM3を 作製 した。さらに，歯周治療の対象はほとんどが成人である為，幼若ラットに比べ組織活性が低い成 体ラットで評価する必要があり，また，皮下組織と口腔内，特に骨に近接した組織とでは反応が 異 な る こ と も 予 想 さ れ る の で ， こ の 点 に っ い て も 検 討 す る 必 要 が あ る 。 そこ で 実験3では ， 改良し たFCM3のBMPの担体としての 有効性にっいて成体ラット で検 討するとともに，背部皮下及び口蓋部骨膜下に移植した場合にっいて病理組織学的に比較検討し た。
FCM3は，FCM1の作製過程で線維の 凝集の為に行った中性透析 にアルカリ透析を追加した もので，これを0． 5mmx4mm（平均重量O．13mg)に裁断し，BMPO. 15mg配合したものを移植した。
この結果，背部皮下ては異所性骨誘導が，口蓋部骨膜下では母床骨に連続して骨が増成されて いるのが観察さ れ，FCM3を担体とした場合， 成体においても骨誘導が可 能であり，BMPの 担体として有効であることが示された。更に，背部皮下と口蓋部骨膜下を比較すると，後者に形 成された骨は，前者より成熟した構造を呈していた。これは後者の骨形成に骨膜細胞が強く関与 し ， 骨 芽 細 胞 へ の 分 化 と ， 骨 形 成 がよ り早 期 に始 まっ たこ と によ ると 考え られ た 。
く実験4冫
BMPによる骨誘導が歯周組織の再生に及ぼす影響にっいて検討する目的で，成体ラットの歯 槽骨に人工的に 骨欠損を形成して，移植材と骨欠損壁のあいだに空間ができるようにして，
BMPを配 合し たFCM3を移 植し ，6週間 にわ た り経 時的 変化 を 病理 組織 学的に観 察した。
この結果，移植後1週目から移植材と欠損壁の間で骨芽細胞の分化増殖が兄られ，3週では移 植材を取り囲むように母床骨と連続した骨新生が見られ，6週では移植材は観察されず，母床骨 と同様の構造の骨が新生しており，また対照群に比ベ歯槽骨頂が高い傾向があったことから，歯 槽 骨 の 再 生 がBMPを 配 合 し た FCM3の 移 植 よ り 促 進 さ れ た も の と 思 わ れ た 。 ま た ，BMPの 担 体 と し てFCM1とFCM3を 用 い た 場 合 の 骨 誘 導 にっ いて 比較 する と ， FCMlでは移植材 のコラーゲン線維が貧食されたあとに骨が形成されていると思われたのに対 して，FCM3では 移植材のコラーゲン線維を基質の一部として直接骨が形成されていると思わ れ た。 この こと から ，FCM1はBMPの 担体 とし て，FCM1より有効性が高いと思わ れた。更 に，BMPによる骨誘導は，担体の組成のみならず，その構造にも依存していると考えられた。
以 上 実 験1〜4か ら ，FCMlとFCM3は 両 者 と もBMPの 担 体 と し て有 効で ，こ れに 適 切 な濃度でBMPを配 合した場合，臨床的に有効と思われる量の骨が誘導されることが明らかと なった。更にFCM3は，移植材のコラーゲン線維を基質の一部とした骨が形成され，口腔内で 骨を増成し，人工的歯槽骨欠損の再生が促進されたことから，歯周炎による歯槽骨欠損に対する 治療に適応できる可能性が高いものと思われた。
今後は，BMPによる骨誘導と根面への付着様式の関係，担体の作用や動態をより明確にして，
歯周治療における臨床応用を図り，歯槽骨，歯根膜，セメント質の再生を誘導する為の術式の開 発などにっいて更に検討を加える必要がある。
学位論文審査の要旨
歯周 治療の 大きな 目標の ーっ は，歯周炎により‐喪失した歯周組織を回復することであるが，従 来 の治 療 法 で は ，十 分 な 歯 周 組 織の 再 生 は 困難 である 。そこ で昨 今，GTR法な ど新し い歯周 組 織の再 生療 法が試 みられ ている が， 歯槽骨 の再生 は少な く，適 応症 が限られており，十分な成果 は得ら れて いない 。
亠 方 近 年 ， 骨基 質 中 に 微 量に 存 在 し 骨 を誘 導 す る 成 長 分化 因 子 であ るBone Morphogenetic Protein（BMP）が 注 目 を 集 めて い る 。BMPで 骨 を 誘 導す る に は 担 体が 重 要 で あ り ，こ の 点 も 併せて 研究 が進め られて いる。
本 研 究 は ，BMPを 歯 周 治 療に 応 用 す る こ とを 目 標 と し ，歯 周 治 療 に 適切 と 思 わ れ るBMPの 担 体と し て ，GTR法 に 用 い られ て い る ， アテ ロ コラー ゲンの 太い 線維か ら成る 強化コ ラーゲ ン 線 維膜 ゛FCMl。 ， 及 び こ れに 改 良 を 加 えた ゛FCM3。を 用い ること を考え ，f凡v l,Voに おける 骨誘導 状態 と歯周 組織再 生の可 能性を探る目的で，幼若ラット及び成体ラットに移植実験を行い，
病理組 織学 的に評 価した 。
く 実験1冫
BMPの 担 体 と し て のFCM1の 有 効 性 を 検 討 す る 目 的 で ，BMPを 配 合 し たFCMlを ， 幼 若 ラ ットの 背部皮 下に移 植し て観察 した結 果，明 瞭な骨 梁構 造と， 骨髄を伴う異所性骨誘導がみら れ た。
く実験2冫
FCM1を 担 体 と し た 場 合 のBMPの 適 切 な 濃 度 に っ い て 検 討 す る 目 的 で ，FCM1に 配 合 す る BMP量 を変化 させ て，幼 若ラッ トの背 部皮下 に移 植して 観察し た結果 ，骨 誘導が 見られ たのは ， FCMlに 対 するBMPの重 量 比 でO．2以 上 で あ り， 臨 床 的 に 有 効な 骨 形 成 量 を得 る に は1．O程 度 が 適切 と 思 わ れ た。 な お ，BMPは 軟 骨 性 化骨 を誘 導する と報告 され ている が，本 実験で は軟 骨 形 成 は ほ と ん ど 観 察 さ れ な か っ たこ と か ら ，BMPに よ る骨 誘 導 は 担 体 によ っ て 異 な り，FCM
熈功 徳 宏芳 藤辺 木 河 保 加下
．久 授授 授 教教 教 査査 査 主副 副
を 担体と した場 合，線維性化骨を誘導することが示唆された。
く実 験3冫
実 験1，2で は ，FCMlを 担 体 と し 幼 若 ラ ッ ト に 移 植 し た が ，FCM1は 操作 性 が 悪 い た めこ れ を 改良 し たFCM3を 担 体 と して 用 い ， 歯 周治 療 の 対 象 の多 く が 成 人なの で成体 ラット を実 験 動 物 とし ， 背 部 皮 下 及び 口 蓋 部 骨 膜下 に 移 植 し て，FCM3の 担 体 と しての 有効性 にっい て検 討 した 。
FCM3は ，FCMlの 作 製 過 程 で 線 維の 凝 集 の 為 に行 っ た 中 性 逓 析に ア ル カ リ 透析 を 追 加 し た も の で， こ れ にBMPを 配 合 し て移 植 し た 。 この 結果， 背部皮 下では 異所 性骨誘 導が見 られ， 口 蓋 部 骨膜 下 で は 母 床 骨に連 続して 骨が増 成され てい るのが 観察さ れ，FCM3を担体 とした 場合 ， 成 体 にお い て も 骨 誘 導が 可 能 で あ り，BMPの担 体とし て有効 である こと が示さ れた。 更に， 口 蓋部 膜下で 形成さ れた 骨は， 背部皮 下より 成熟 した構 造を呈 してお り，これは骨膜下移植では骨 膜細 胞が骨 形成に 強く 関与し ，骨芽 細胞へ の分 化と， 骨形成 がより 早期に始まったことによると 考え られた 。
く 実験4冫
BMPに よ る 骨 誘 導が 歯 周 組 織 の 再生 に 及 ぼ す 影響に っいて 検討す る目 的で， 成体ラ ットの 歯 槽 骨 に 人 工 的 に 骨 欠 損 を 形 成 し て ，BMPを 配 合 し たFCM3を 移 植 し ，6週 間 に わ た り経 時 的 変 化 を観察 した。 この 結果， 移植後1週 目から 移植材 と欠損 壁の 間で骨 芽細胞 の分化 増殖 が見ら れ ，3週 で は母 床 骨 と 連 続して 移植材 を取 り込む ように 骨が新 生し，6週 では移 植材 は消失 し，
母 床 骨 と 同 様の 構 造 の 骨 が 新生 し て お り ，ま たBMPを作用 させて いない 対照群 に比 べ歯槽 骨頂 が 高 い 傾 向 が あ っ た 。 こ れ ら の 所 見 か らBMPを 配合 し たFCM3の 移 植 は 歯槽 骨 の 再 生 を促 進 さ せた ものと 考えら れた。
以 上 の よ う に 本 研 究 は ，FCMlとFCM3はBMPの 担 体 と し て 有 効 で ， 適 切 な 濃 度 でBMP を 配 合 す れ ば， 臨 床 的 に 有 効な 量 の 骨 が 誘導 さ れ る こ と， 更 にFCM3を 担体と した場 合，成 体 ラ ット の人工 的歯槽 骨欠損 の骨再 生を 促進し ，歯周 炎によ る歯 槽骨欠 損に対する治療に適応でき る 可 能 性 か 高 い こ と を 示 し ， 歯 周 治 療 の 発 展 に 寄 与 す る と こ ろ が 大 き い と 考 えら れ る 。 論文の 審査に あたっ ては ，主査 及び副 査全員 が出席 し， まず申 請者が 本論文の概要にっいて説 明 を行 い，次 いで本 論文の 内容な らび に関連 領域に わたる 試問 が行わ れ，いずれにっいても適切 な 回答 が得ら れた。 なお論 文中に 一部 修正す べき表 現があ る旨 ，審査 委員より指導がなされた。
本研究は骨組織の再建に関して重要な見解を示したものであり，臨床的にも有意義であると認め られた。
以上のような審査の結果，審査委員は全員，本研究が学位論文に十分に値し，申請者が博士の 学位を授与するにふさわしいものと認定した。
