上顎洞底挙上術におけるコラーゲン性 vs コラーゲン強化移植材：無作為化比較試験 (C vs CE)

経歯槽突起性上顎洞底挙上術（tSFE）は、無歯顎後方上顎における骨の垂直増量のための確立された技術であり、側方アプローチに比べて侵襲性の低い代替法を提供します。

経歯槽突起性上顎洞増量術で使用される様々な骨代替材の中でも、広く採用されている選択肢の一つが、コラーゲン強化ウシ由来骨代替材です。 この材料は、主に脱タンパク化ウシ骨顆粒と、少量の高純度ブタコラーゲンを組み合わせて構成されています。 コラーゲンの添加により、移植片の取り扱い性と成形性が向上し、臨床応用が容易になります。

別のアプローチとして、ブタ由来移植片の使用があります。これは、脱抗原化処理により、天然コラーゲンが完全に保持されていることが特徴です。 これは、血管新生および骨形成能により、より良好な再生を可能にすることが実証されています。本研究の主目的は、重度に吸収された後方上顎の症例において、経歯槽突起性上顎洞底挙上術中に移植材料を設置した後の骨再生の質を組織学的に評価することです。 具体的には、増量領域内の天然骨、新しく形成された骨、結合組織、および残存移植材料の相対的な割合を定量化します。 副次的目的は、放射線学的分析を通じて、時間経過に伴う移植領域の体積変化（移植材料の吸収率や収縮率を含む）を評価し、この再生アプローチに関連するインプラント生存率を評価することです。

材料と方法：本研究は、前向き、無作為化、対照臨床試験として設計されました。 上顎洞床下の残存骨高が4mm未満の後方上顎にインプラント支持修復を必要とする全ての患者が研究対象となりました。 2群間で有意差を検出するには、各群あたり最低12.2名の参加者（合計24.4名）が必要とされました。 術前に、全ての患者は包括的な臨床的および放射線学的評価を受けます。 これには、完全な歯周検査、咬合関係の評価、および補綴スペースの評価が含まれます。 コーンビームCT（CBCT）スキャンとデジタル歯科印象が取得されます。 生成されたSTLファイルとDICOMファイルは、専用ソフトウェア（RealGUIDE, 3DIEMME, Cantù, Italy）を使用したデジタルワークフローで仮想計画のためにマッチングおよび統合されます。

局所麻酔（2%メピバカイン塩酸塩、1:100,000エピネフリン含有）を施行後、侵襲の少ない全層エンベロープフラップを挙上し、手術部位を露出させます。 上顎洞腔へのアクセスは、歯槽頂アプローチにより達成されます。 初期ドリリングは、洞床の皮質骨に接触するまで2mmドリルを使用して行われます。 その後、直径を増加させたオステオトミックスクリュー（通常3.5mmおよび4.0mm）を使用して歯槽頂洞開窓術を完了します。 シュナイダー膜の予備的剥離は、特別に設計されたマイクロエレベーター（Dajelevators, Merighi Umberto, Valsamoggia, Italy）を使用して行われます。 バルサルバ法を用いて膜の完全性を確認した後、選択された骨移植材料を少量ずつ挿入し、プラガーを用いて軽く圧縮し、洞床および洞腔の側壁・内側壁から上顎洞膜をさらに挙上させます。 試験群にはコラーゲン性ブタ骨移植材（MP3, Osteobiol, Giaveno, Italy）が挿入され、対照群にはコラーゲン強化ウシ由来骨代替材（Bio-Oss Collagen, Geistlich, Wolhusen, Switzerland）が使用されます。 歯槽頂骨レベルから挙上された膜位置までの総高が少なくとも10mmであることが、術中根尖X線写真で確認された場合（満足な挙上と定義）、歯槽頂アクセスは移植材料の最終増量で封鎖されます。

次に、フラップは吸収性6-0縫合糸（Monofast, Medipac, Greece）を使用し、単結節縫合で閉鎖されます。 術後ケアには、5日間の抗生物質療法（アモキシシリン/クラブラン酸 1g 1日3回）と非ステロイド性抗炎症薬（ケトプロフェン 80mg 必要時）が含まれました。 縫合糸は14日後に除去され、治癒は毎月モニタリングされます。

粘膜挙上の三次元的完全性を評価するためにCBCTスキャンが行われます。

歯科インプラント設置と補綴。 6ヶ月の治癒期間後、再生組織の質と成熟度を評価するためにCBCTスキャンが行われます。 その後、歯科インプラントは、事前に確立された手術計画に従って設置されます。 局所麻酔と侵襲の少ないフラップ挙上後、手術用ステントを使用して骨切りをガイドします。 外科用モーター（SA-310 Elcomed, W&H, Bürmoos, Austria）に取り付けられた外径4mmのトレフィンバーを使用して、計画されたインプラント部位から骨コアを採取します。 採取された骨標本は、組織学的分析のために直ちに10%緩衝ホルマリン溶液（Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy）に浸漬されます。 その後、インプラント骨切りが完了し、インプラントは計画通りに挿入されました。

追加の4ヶ月の治癒期間後、標準的な臨床プロトコルに従って補綴的リハビリテーションが行われます。移植領域の寸法変化を評価するために、術前、直後術後、および6ヶ月術後のCBCTスキャンが分析されます。 増量領域の変動は、骨高と移植体積の観点から評価されます。 線形測定では、インプラント部位を基準とし、以前に3D計画ソフトウェアで決定された理想的なインプラント軸に沿って評価が行われます。 歯槽頂骨高（CBH）は、歯槽頂から上顎洞床までの垂直距離と定義されます。

上顎洞幅は、歯槽頂から10mmの位置での頬側-口蓋側寸法として測定されます。 12mmの閾値を使用して、上顎洞を広い（>12mm）または狭い（≤12mm）と定義します。 体積分析では、移植領域の三次元再構成は、医療画像分析のためのオープンソースソフトウェアプラットフォームである3D Slicer（バージョン5.2.1）で実行される半自動セグメンテーションプロトコルを使用して取得されます。セグメンテーションは、経験豊富なオペレーターが、閾値ベースと手動調整技術を組み合わせて行います。 各インプラント部位について、移植体積のSTLファイルが生成されます。 STLファイルは、その後、3Dメッシュ処理のためのオープンソースシステムであるMeshLab（バージョン2023.12）（www.meshlab.net）を使用して処理され、立方ミリメートル（mm³）で表される総移植体積が計算されます。骨サンプルは、採取後直ちに組織変化を最小限に抑えるため、10%緩衝ホルマリン（Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy）で固定されます。 固定は72時間行われ、その後、残存ホルマリンを除去するため水で十分に洗浄されます。 次に、サンプルは、前述の方法（Savadori et al., 2023）に従い、マイクロ波支援プロトコルを使用して17% EDTA, pH 10（Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy）で脱灰されます。 脱灰の終点は、シュウ酸アンモニウム化学試験（Giardino et al., 2019）を使用して決定されます。 脱灰後、標本は段階的エタノール系列（70%〜100%）での脱水、キシレンによる透明化、およびパラフィン包埋（Giardino et al., 2023）を受けます。 4μm厚の組織切片は、ロータリー式ミクロトーム（RM2245, Leica Biosystems, Nussloch, Germany）を使用して作成されます。 分析には、トレフィンバーによる摩擦の影響を受ける可能性のある領域を避け、各生検の中心部から得られた切片のみが含まれます。 切片は、シラン化ガラススライド（VWR International, Radnor, PA, USA）に貼り付けられ、ヘマトキシリン・エオジン（Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Italy）で染色され、新しく形成された骨と残存生体材料の識別と定量、ならびに軟組織形態、細胞構成、および炎症反応の質的評価が可能になります。

画像は、透過光顕微鏡（CX43, Olympus Corporation, Tokyo, Japan）にOlympus LC30カメラを装備し、LCmicroソフトウェア（バージョン2.2）（Olympus Corporation, Tokyo, Japan）で処理して取得されます。 各サンプルについて、代表的な3つの切片が分析されます。 切片ごとに複数の高解像度顕微鏡写真が撮影され、AutoStitchソフトウェア（バージョン1.0）（University of British Columbia, Vancouver, Canada; www.cs.ubc.ca/~mbrown/autostitch/autostitch.html）を使用して単一のパノラマ画像にデジタル合成されます。 これらの合成画像は、組織形態計測分析に使用され、新しく形成された骨と残存生体材料の領域を、総切片面積のパーセンテージとして定量化します。 測定は3つの切片すべてで行われ、算術平均が計算されました。 画像分析は、ImageJソフトウェア（National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA; https://imagej.nih.gov/ij/）を使用して行われます。 同じ画像は、質的評価にも使用されます。

標準化された分析のために、各骨コアは2.5mm長のセグメントに分割され、同一平面内で異なる再生パターンを持つ領域を比較しないようにし、採取または処理中のコア破折による潜在的なバイアスを低減します。 均一な長さ（7-8mm）のコアを得る努力はなされますが、トレフィン採取時または脱灰中の機械的脆弱性により、無傷のサンプルが常に回収可能とは限らない可能性があります。 このため、セグメント分析アプローチが方法論的標準として採用されます：石灰化が不十分なサンプルでは、限られたセグメントしか評価できず、より長く構造的に無傷の標本と同等に重み付けされません。 機械的完全性が損なわれている非再生部分は、分析から除外されます。

さらに、ヘマトキシリン・エオジン（H&E）染色は、以前に検証されたスコアリングシステムに基づいて、炎症性浸潤の半定量的評価に使用されます。 炎症反応は、炎症細胞の密度と分布に従って以下のように段階付けされます：

• スコア0：炎症性浸潤なし
• スコア1：散発的な単核細胞の孤立
• スコア2：限定的な分布を持つ巣状の単核細胞浸潤
• スコア3：中等度のびまん性単核細胞浸潤
• スコア4：細胞凝集体および/または顆粒球成分を伴う広範な浸潤。

統計分析とデータ可視化は、GraphPad Prism（Windows用バージョン8.0.1; GraphPad Software, Boston, MA, USA）を使用して行われます。 データセット内の全ての変数は、まずShapiro-Wilk検定を使用して正規性がテストされます。 データは、正規分布変数については平均と標準偏差、非正規分布変数については中央値と四分位範囲（IQR）を使用して要約されます。

試験群と対照群の間の、年齢、残存歯槽頂骨高、上顎洞頬側-口蓋側寸法、総石灰化組織、新しく形成された骨、残存移植片、およびメッシュ体積（mm³）に関する差は、分布の正規性に応じて、対応のないt検定またはMann-Whitney U検定を使用して評価されます。 カテゴリカル変数（性別、喫煙習慣、歯周病歴、膜穿孔の有無）の差は、Fisherの正確確率検定を使用して評価されます。 骨コアの3つの定義された領域にわたる、新しく形成された骨と残存移植片の平均順位の群間差は、クラスカル・ウォリス検定を使用して分析されます。

全ての統計分析において、p値≤0.05が統計的有意と見なされました。 各ケースでの帰無仮説は、テストされているパラメータについて群間に差がないと述べています。