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この方法で修復歯材のin vitro 細胞毒性試験が 可能になり、その結果in vivo で発生すると 思われる歯の細胞毒性にも関連がでるかもしれない。

論理的説明

この試験システムは、臨床状態で虫歯を詰める時に 起る修復歯材と歯髄の接触に極力近くなるように 作られている。細胞単層は培養で維持され、 試験材料は媒介体と接触している。管理培養 (非暴露)と比較して細胞数が減少していれば、その 化合物は細胞毒性を示し、in vivo の歯を 損傷する可能性がある。

基本過程

シャレーの蓋の中心にひとつ穴をあけ、低い方の 穴はマイクロフィルターで閉じたホウケイ酸 ガラスシリンダーを下に取り着ける。

虫歯を表す合成試験槽は 試験材料で詰め込む。繊維芽細胞または マクロファージ(歯髄を表す)の単層を 含む培養皿の上に、フィルターが 媒介体にちょうど接するように蓋を置く。 指定の暴露期間後、培養の細胞数を測定し、 管理培養の細胞数と比較する。

細胞数の減少が化合物の細胞毒性を 示す。減少率が１０％ならその化合物を象牙質 で再び試験する。シリンダーの底に0,5ｍｍ層に 詰めた粉象牙質(人の虫歯でない 歯より得たもの)を追加し、上記のように人口虫歯を 用意する。(または別の方法として、フィルターを 無傷の歯薄片に取り替え可)。そして試験化合物の 細胞毒性を上記のように再評価する。

重要評価

大量の化合物を審査するためにこのシステムだと 再現の可能性が非常に高くなり、簡単な技術でできる。 それにin-vivo状態と比較し、特に動物使用の観点からすると時間も短く、比較的低 コストで済む。

in-vivo状態との比較：霊長類、犬、またはフェレットでの 修復歯材のin-vivo試験を施行した。結果は 種の違いと共に大きなばらつきがでて、ひとの状況での どのような外挿法においても複雑化した。 ひとの歯に虫歯の模倣を試みたこの方法は、特に 再現性の観点からすると化合物の相対毒性を 比較するためのより適した試験システムであると 提言されている。しかしながら現在のところ 作者達はこの試験が秀逸であること、そして in-vivo試験については断言できないと強張 している。

この試験は、臨床状況での 条件に対してより正確であると確認されており、 他のin-vitro試験より幾つかの利点がある。 ある種のin-vitroシステムで不正確が生じることもある。 それは多くの場合、非現実的な大量の材料を試験して、 in-vivoでは見られないような毒性効果を 生じる結果による。この試験では培養媒介体の量に 対して、試験材料の量と表面の割合が 臨床状態で見られたものに似ているので、 より適切な結果を生むのである。

試験材料と下の細胞との接触は 透水フィルターを通すので、新しく混ざる状態、 つまり使用中に起る最も刺激性のある状態で システムに取り入れられる。従来のin-vitro 試験システムでは試験化学品が対象の細胞 (歯の歯髄細胞を代表する)と直接接触することが 多い。しかしひとの場合、歯に詰め物を する準備時に、ある量の象牙質が無傷のまま残って いることはよくある。つまりこの象牙質の層は 歯髄から虫歯を詰めるのに使用された材料をひき 離すのである。この試験は今までに適合されているので もし化合物が毒性のようなら、同じシステムで 再試験ができる。しかし象牙質成分を 取り入れたものであること。

つまり試験化合物は媒介体が歯髄を浸す接触以前に 象牙質に浸透しなければならない(例、マクロファジー または線維芽細胞など)。象牙質の成分は 虫歯でないひとの歯より用意するので(通常親知らず から抽出)、手軽に入手できる。そして繰り返しになるが ひとでの臨床状況と直接比較のための システムの適用性が増す。象牙質は粉末 または薄片で用意可能。粉末状の象牙質では 化学的反応基質が毒性を抑え、歯材から放出される 毒性可能性のある要素と結合するので 無傷の象牙質に代替できる。しかし象牙質の 透過性特徴が重要な場合は不十分である。

この例では歯薄片のほうが臨床状況の シミュレーションがうまくいく。薄片も、歯髄への ある種の毒性媒介体の接近を制限する無傷塗布標本層 (自然の虫歯ライナーとなる創面切除の層)を 保有する。象牙質の薄片、粉末の選択は 最終的には構造正常性に備えての標準化の重要性に よる。しかし材料を英工業規格に従って 試験するなら、粉末状象牙質を使用すべし。 細胞タイプの選択：歯髄は象牙芽細胞の周辺 層と線維芽細胞組織の主要部 とで構成された結合組織細胞の特殊な 部分である。象牙芽細胞は初めは毒性物質に 冒される可能性が非常に高いが、高度に 特殊化しており培養での成長は難しい。

よって細胞の選択は線維芽細胞かマクロファジー となる。マウスのマクロファジーは対象細胞 として使える。病変虫歯の下の歯髄はマクロファジーを 含む可能性がある。この病変の多くは、 修復以前に除去されてしまってはいるが、 炎症はまだ存在するであろう。それに加えて、 修復以前での虫歯準備の間に、外傷により 炎症細胞の現れる結果となりうる。 2種のマウスのマクロファジーを比較したが (Meryon et al., 1985)、反応に差異は観察 されなかった。しかし作者はもし他の種を 使用した場合に違いが現れないとは保証で きないと強調している。通常の方法では、 作者はマクロファジーよりも線維芽細胞を使用している。それにはいくつかの理由 が ある。

例として、 処理が簡単、新鮮な細胞を入手するより細胞株を 維持する方が簡単、動物使用なしで済む等。 歯髄線維芽細胞はprimary diploid培養として 培養できるが、これには時間がかかるし、 細胞の特徴は培養によって変化する。 線維芽細胞がたぶん一番重要な細胞タイプであろう。 しかしある種の修復歯材の毒性構成物質に対して、 細胞のふたつのタイプが別の反応を示しているので、 線維芽細胞使用より得た結果は、マクロファジー 使用の結果と必ずしも比較できるわけでは ないと強調しておく。

試験状況

最近、英工業規格として適用された。虫歯モデル システムは今、国際試験方法として検討されて いる。

試験化学品：修復歯材

この試験を施行している組織：多くの異なる製造会社 の歯材が既に試験されており、作者はこれ以上の数の 材料を他の組織と提携して試験する過程にある。 Huntingdon Reserch Centre はこの技術を使用して おり、HDSSの資金提供を受けた作者と共同研究で ５つの材料を試験した(Meryon et al,1985参照)。

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