ヒドロキシアパタイトおよびヒドロキシアパタイト/可溶性リン酸カルシウム複合材料に対する骨芽細胞応答の比較

ヒドロキシアパタイト/可溶性リン酸カルシウム複合材料（HAP/SCAP）は、真空中のアニーリングHAPによって開発された溶解度が向上した新しいHAPベースの材料です。この研究は、MC3T3-E1細胞培養システムを使用した骨芽細胞の増殖、分化、および鉱化作用に対するHAPとHAP/SCAPの効果を比較しました。MC3T3-E1細胞をHAPまたはHAP/SCAPで培養し、付着細胞とその形態の数を調べました。骨芽細胞の分化に対するHAP/SCAPからの抽出物の影響は、アルカリホスファターゼ活性の測定と骨芽細胞マーカーの発現の逆転写酵素 - ポリメラーゼ連鎖反応分析によって決定されました。さらに、アリザリン赤でカルシウム堆積物の染色によって鉱化作用を評価しました。その形態に変性を示さない多くの細胞の付着は、7日以上のインキュベーション後のHAPと比較してHAP/SCAPで観察されました。HAP/SCAPからの抽出物で細胞を培養すると、アルカリホスファターゼ活性、I型コラーゲンの発現、および骨のような組織形成の促進が生じました。本研究の結果は、HAP/SCAPがコラーゲン合成と細胞外マトリックスの石灰化を増加させることにより、HAPよりも骨形成の能力が高いことを示しています。

Hydroxyapatite/soluble calcium phosphate composites (HAp/SCaP) are novel HAp-based materials with enhanced solubility that have been developed by annealing HAp in a vacuum. This study compared the effects of HAp and HAp/SCaP on osteoblast proliferation, differentiation, and mineralization using an MC3T3-E1 cell culture system. MC3T3-E1 cells were cultured on HAp or HAp/SCaP, and the number of attached cells and their morphology were examined. The influence of the extract from HAp/SCaP on osteoblast differentiation was determined by the measurement of alkaline phosphatase activity and reverse transcriptase-polymerase chain reaction analysis of the expression of osteoblastic markers. In addition, mineralization was evaluated by the staining of calcium deposits with Alizarin red. Attachment of a greater number of cells exhibiting no degeneration in their morphology was observed on HAp/SCaP compared with HAp after incubation for 7 days or more. Culturing cells with the extract from HAp/SCaP resulted in promotion of alkaline phosphatase activity, the expression of type I collagen, and bone-like tissue formation. The results of the present study indicate that HAp/SCaP shows greater ability in osteogenesis than HAp by increasing collagen synthesis and calcification of the extracellular matrix.