Yamada M, N Tsukimura, Ikeda T, Y Sugita, Att W, Kojima N, K Kubo, Ueno T, K Sakurai, T. Ogawa
Laboratory for Bone and Implant Sciences (LBIS), The Jane and Jerry Weintraub Center for Reconstructive Biotechnology, Division of Advanced Prosthodontics, Biomaterials and Hospital Dentistry, UCLA School of Dentistry, Los Angeles, CA, USA; Oral Health Science Center, Tokyo Dental College, Chiba, Japan; Department of Removable Prosthodontics & Gerodontology, Tokyo Dental College, Chiba, Japan
Biomaterials. 24. Mai 2013. PII: S0142-9612 (13) 00538-3. doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.04.064. [Epub ahead of print]
Ziel:
Die Knochenregeneration erfordert oft Anreize von Osteogenese-induzierenden Faktoren für ein erfolgreiches Ergebnis. N-Acetylcystein (NAC. "ACC"), ein kleines Molekül mit hoher anti-oxidierender Potenz (das häufig als Schleimlöser bei Atemwegserkrankungen eingesetzt wird, Anm der Red.), ist in der Lage freie Radikale zu neutralisieren und so entzündungssteigernde Zytokine zu hemmen, welche eine knochenresorbierende Osteoklastenaktivität bewirkren könne. NAC könnte auch auf diesem Wege möglicherweise die Osteoblastendifferenzierung modulieren.
Material und Methoden:
In dieser Studie wurde das Potential von NAC als Wirkstoff zur Verbesserung der Osteogenese in vitro und in vivo untersucht. Verschiedene Konzentrationen von NAC (0, 2,5, 5,0 und 10 mM) wurden Stromazellen aus Rattenknochenmark oder Osteoblasten-Zellkultur in Kulturmmedien mit und ohne Dexamethason beigefügt.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Steigerung der Aktivität der alkalischen Phosphatase und der Bildung von mineralisierter Matrix zusammen mit konsistenter Hochregulation von knochenbezogenen Gen-Marker wie Kollagen I, Osteopontin und Osteocalcin in der Osteoblasten-Kultur nach Zugabe von 2,5 oder 5,0 mM NAC; und das unabhängig von der Anwesenheit von Dexamethason. Micro-CT-Analyse und histologische Beobachtungen zeigten, dass die Zugabe von NAC auf einen kollagenen Schwamm, implantiert in einem kortikalen Knochendefekt eines Rattenoberschenkel von kritischer Größe (3,0 mm × 5,0 mm), eine beschleunigte Knochenheilung mit komplettem Defektverschluss durch dicken, kompakten und anliegenden Knochen nach 6 Wochen bewirkte. Im Gegensatz dazu konnte mit einem Kollagenschwamm alleine nur spärliche und unvollständig Knochenregeneration während der entsprechenden Heilperiode beobachtet werden.
Fazit
Diese Ergebnisse zeigen, dass NAC als Osteogenese-steigerndes Molekül funktioniert und die Knochenregeneration durch Aktivierung der Differenzierung osteogenen Stammlinien beschleunigt.
