磁性冷凍下冷凍保護劑浸泡時間與牙髓組織接觸面積對冷凍保存效益之影響

日本廣島大學使用10% DMSO作為冷凍保護劑並以磁性冷凍抑制冰晶的形成，使得牙齒再植後成功率為92%。臺北醫學大學沿襲相同的牙齒儲存流程以10% DMSO作為冷凍保護劑冷凍保存整顆牙齒，結果顯示解凍後73% 牙齒可培養出牙髓間葉幹細胞。本研究試圖在磁性冷凍下，增加冷凍保護劑接觸面積、添加海藻醣冷凍保護劑與降低DMSO使用濃度與浸泡時間，以期提升整顆牙齒冷凍解凍後牙髓活性。動物大鼠實驗分為牙齒整顆冷凍組與牙髓裸露組。牙齒整顆冷凍組為一端開口的大鼠門齒，而牙髓裸露組則為無牙齒硬組織包覆的大鼠門齒牙髓組織。以「5% DMSO」、「10% DMSO」、「5% DMSO + 0.3 M海藻醣」與「10% DMSO + 0.3 M海藻醣」作為冷凍保護劑。整顆牙齒冷凍組分別浸泡以上冷凍保護劑中15分鐘、30分鐘與60分鐘。牙髓裸露組則浸泡在「5% DMSO」與「10% DMSO」中15分鐘、30分鐘與60分鐘。將浸泡完的整顆牙齒與裸露牙髓依各組別分別以(1)有磁性的降溫與(2)無磁性降溫處理。解凍後以(1)組織切片(H & E staining): 觀察牙髓組織牙冠端(閉口)與牙根端(開口)的形態與(2)外植片體活性分析法評估牙髓的牙冠端、中間與牙根端活性。結果顯示，外植片體活性分析法中，不論是整顆牙齒冷凍組或牙髓裸露組在磁性冷凍下，可有效降低DMSO濃度至5%，且浸泡時間僅需15分鐘，即可達到最佳的解凍後活性。以磁場破壞水分子間的氫鍵有助於降低冰晶的形成，減少DMSO使用濃度與浸泡時間，在組織切片分析中發現磁性冷凍法有效減少組織形態的破壞。不論是外植片體活性分析法或組織切片形態觀察下，以0.3 M海藻醣添加劑對牙髓組織冷凍保存沒有幫助。據此，磁性冷凍下，增加冷凍保護劑接觸面積時，可降低DMSO濃度與縮短浸泡時間，而能有效提升整顆牙齒冷凍解凍後牙髓活性與組織形態的完整。此一結果可作為日後牙齒冷凍儲存的重要參考。