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DNゲルを用いた関節軟骨自然再生誘導を制御する物理・生物学的因子の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 24300169
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

北村 信人  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80447044)

研究分担者 安田 和則  北海道大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (20166507)
グン 剣萍  北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 教授 (20250417)
黒川 孝幸  北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 准教授 (40451439)
近藤 英司  北海道大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (60374724)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード生体機能材料 / 再生医学 / 骨・軟骨代謝学 / 軟骨再生
研究成果の概要

DNゲルを用いた関節軟骨自然再生治療戦略を確立するために、臨床治療用インプラントの開発とこの現象を制御する物理・生物学的因子を解明した。(1)厚さ0.5mmの膜型DNゲルインプラントを開発した。(2)DNゲルは厚さに関わらず生体内軟骨再生誘導能を有するが家兎モデルでは厚さ1.0mm以上で良好な再生を認めた。(3)DNゲルは埋植部位に関わらず、良好な軟骨再生を示した。(4)DNゲルは欠損の大きさに関わらず軟骨再生を誘導した。(5)大動物(羊)モデルにおいてもDN ゲルは良好な生体内軟骨再生を誘導した。(6)DNゲルによる軟骨再生においてヒアルロン酸は促進因子として有用であることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Proteoglycans and glycosaminoglycans improve toughness of biocompatible double network hydrogels2014

    • 著者名/発表者名
      Zhao Y, Nakajima T, Yang JJ, Kurokawa T, Liu J, Lu J, Mizumoto S, Sugahara K, Kitamura N, Yasuda K, Daniels AU, Gong JP
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 22 号: 3 ページ: 436-42

    • DOI

      10.1002/adma.201303387

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra-articular administration of hyaluronic acid increases the volume of the hyaline cartilage regenerated in a large osteochondral defect by implantation of a double-network gel2014

    • 著者名/発表者名
      Fukui T, Kitamura N, Kurokawa T, Yokota M, Kondo E, Gong JP, Yasuda K
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science-Materials in Medicine

      巻: 25 号: 4 ページ: 1173-82

    • DOI

      10.1007/s10856-013-5139-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyaluronic acid enhances the effect of the PAMPS/PDMAAm double-network hydrogel on chondrogenic differentiation of ATDC5 cells2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuto Kitamura, Takayuki Kurokawa, Takaaki Fukui, Jian Ping Gong, Kazunori Yasuda
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 15 号: 1 ページ: 222-222

    • DOI

      10.1186/1471-2474-15-222

    • NAID

      120005468150

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Significant Increase in the Young's Modulus of ATDC5 Cells during Chondrogenic Differentiation Induced by PAMPS/PDMAAm Double-Network Gel: Comparison with Induction by Insulin2014

    • 著者名/発表者名
      Eijiro Maeda, Takehiro Tsutsumi, Nobuto Kitamura, Takayuki Kurokawa, Jian Ping Gong, Kazunori Yasuda, Toshiro Ohashi
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 47 号: 13 ページ: 3408-3414

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2014.07.021

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomechanical comparisons of the adhesion strength of polymethylmethacrylate cement to the zirconia ceramic componentand the cobalt-chromium alloy component in total knee arthroplasty2014

    • 著者名/発表者名
      Kumahashi N, Uchio Y, Kitamura N, Satake S, Iwamoto Y, Yasuda K.
    • 雑誌名

      J Orthop Sci

      巻: 19 号: 6 ページ: 940-947

    • DOI

      10.1007/s00776-014-0639-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Culture on the PAMPS/PDMAAm Double–Network Gel on Chondrogenic Differentiation of Mouse C3H10T1/2 Cells: In Vitro Experimental Study2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Inagaki, Nobuto Kitamura, Takayuki Kurokawa, Yasuhito Tanaka, Jian Ping Gong, Kazunori Yasuda, Harukazu Tohyama
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 15 号: 1 ページ: 320-320

    • DOI

      10.1186/1471-2474-15-320

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A quantitative technique to create a femoral tunnel at the averaged center of the anteromedial bundle attachment in anatomic double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction2013

    • 著者名/発表者名
      Kai S, Kondo E, Kitamura N, Kawaguchi Y, Inoue M, Amis AA, Yasuda K
    • 雑誌名

      BMC Musculoskelet Disord

      巻: 14 号: 1 ページ: 189-189

    • DOI

      10.1186/1471-2474-14-189

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a salmon-derived crosslinked atelocollagen sponge disc containing osteogenic protein-1 for articular cartilage regeneration: in vivo evaluations with rabbits.2013

    • 著者名/発表者名
      Mori H, Kondo E, Kawaguchi Y, Kitamura N, Nagai N, Iida H, Yasuda K
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 14 号: 1 ページ: 174-174

    • DOI

      10.1186/1471-2474-14-174

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒアルロン酸合成ハイドロゲルがATDC5細胞に対して有する軟骨分化誘導効果をin vitroで促進する2013

    • 著者名/発表者名
      吉川勝久、北村信人、安田和則、黒川孝之、グン剣萍、野原裕
    • 雑誌名

      日本関節病学会誌

      巻: 32 ページ: 9-15

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the gel thickness on in vivo hyaline cartilage regeneration induced by double-network gel implanted at the bottom of a large osteochondral defect : Short-term results2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuda H, Kitamura N (2 番), Yasuda K (最後), 他 4 名
    • 雑誌名

      BMC Musculoskelet Disord

      巻: 14 号: 1 ページ: 50-59

    • DOI

      10.1186/1471-2474-14-50

    • NAID

      120005228371

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyaluronic acid affects the in vitro induction effects of synthetic PAMPS and PDMAAm hydrogels on chondrogenic differentiation of ATDC5 cells, depending on the level of con- centration2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa K, Kitamura N (2 番), Yasuda K (最後), 他 6 名
    • 雑誌名

      BMC Musculoskelet Disord

      巻: 14 号: 1 ページ: 56-63

    • DOI

      10.1186/1471-2474-14-56

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Poly (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) gel induces articular cartilage regeneration in vivo: Comparisons of the induction ability between single- and double-network gels.2012

    • 著者名/発表者名
      Ogawa M
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res A

      巻: Sep 100 (9) 号: 9 ページ: 2244-2251

    • DOI

      10.1002/jbm.a.34165

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biomechanical Evaluations Of A Novel Hydroxyapatite-coated PAMPS/PDMAAm Double-network Hydrogel As A Potential Artificial Cartilage Having Adhesive Ability To The Bone2015

    • 著者名/発表者名
      Wada S, Kitamura N, Nonoyama T, Semba S, Onodera J, Kawaguchi Y, Yokota M, Higa K, Kiyama R, Kurokawa T, Gong JP, Yasuda K
    • 学会等名
      The 61st Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      MGM Grand, Las Vegas, USA
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic PAMPS gel activates TGF-beta/BMP signaling pathway during the chondrogenic differentiation of ATDC5 cells2015

    • 著者名/発表者名
      Goto K, Kitamura N, Kimura T, Semba S, Kurokawa T, Gong JP, Tanaka S, Yasuda K
    • 学会等名
      The 61st Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      MGM Grand, Las Vegas, USA
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PAMSゲルによるATDC5細胞のインスリン非依存性軟骨分化誘導シグナルの解明2015

    • 著者名/発表者名
      後藤佳子、北村信人、和田進、安田和則、木村太一、津田真寿美、田中伸哉、仙葉慎吾、黒川孝幸、グンチェンピン
    • 学会等名
      第128回北海道整形災害外科学会
    • 発表場所
      札幌医科大学臨床教育研究棟(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-01-31 – 2015-02-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ATDC5細胞におけるPAMSゲル誘導軟骨分化特異的シグナル伝達経路の解明2014

    • 著者名/発表者名
      後藤佳子、北村信人、木村太一、仙波慎吾、黒川孝幸、Ping Gong、田中伸哉、安田和則
    • 学会等名
      第29回日本整形外科学基礎学術集会
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Deficiency of Macrophage Migration Inhibitory Factor Gene Delays Bone Tendon Healing: A Biomechanical and Biological Study2014

    • 著者名/発表者名
      Onodera J, Kondo E, Kawaguchi Y, Kitamura N, Yasuda K
    • 学会等名
      The 60th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      Hyatt Regency New Orleans, New Orleans, Louisiana
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Biomechanical Characterization of Rapid Chondrogenic Differentiation of ATDC5 Cells Cultured on PAMPS/PDMAAm Double-Network Gel2014

    • 著者名/発表者名
      Maeda E, Tsutsumi T, Kurokawa T, Kitamura N, Gong JP, Yasuda K, Ohashi T
    • 学会等名
      The 60th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      Hyatt Regency New Orleans, New Orleans, Louisiana
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Hyaluronic Acid Enhances In Vitro Induction Effects of Synthetic PAMPS And PDMA Am Hydrogels on Chondrogenic Differentiation of ATDC5 Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa K, Kitamura N, Kurokawa T, Nohara Y, Gong JP, Yasuda K
    • 学会等名
      The 9th Biennial International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine
    • 発表場所
      Metro Toronto Convention Centre, Toronto, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PAMPS/PDMAAmダブルネットワークゲルが誘導する関節軟骨自然再生に対してヒアルロン酸ナトリウムの関節内投与が与える効果2013

    • 著者名/発表者名
      福井孝明、北村信人、黒川孝幸、横田正司、ぐん剣萍、安田和則
    • 学会等名
      第28回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場、幕張
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNゲルによるATDC5細胞の軟骨分化誘導に関する力学的機序の解明-1細胞の力学的特性の変化とアクチン修飾タンパク質発現との関連-2013

    • 著者名/発表者名
      前田英次郎、提健博、黒川孝幸、北村信人、Jian Ping Gong、安田和則、大橋俊朗
    • 学会等名
      第28回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場、幕張
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PAMPS/PDMAAmダブルネットワークゲルが誘導するATDC5細胞の軟骨分化過程における細胞力学特性解析2013

    • 著者名/発表者名
      前田英次郎、堤健博、黒川孝幸、北村信人、グン剣萍、安田和則、大橋俊朗
    • 学会等名
      第42回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場、神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Hyaluronic Acid Enhances In Vitro Induction Effects of Synthetic PAMPS and PDMAAm Hydrogels on Chondrogenic Differentiation of ATDC5 Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa K, Kitamura N, Kurokawa T, Nohara Y, Gone TP,
    • 学会等名
      The 59th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] In Vivo Effects of Intra-Articular Hyaluronic Acid Administration on Hyaline Cartilage Regeneration Induced by PAMPS-PDMAAm Double-Network Hydrogel.2013

    • 著者名/発表者名
      Fukui T, Kitamura N, Kurokawa T, Kondo E, Yokota M, Gong TP.
    • 学会等名
      The 59th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Implantation of a thin double-network gel sheet can induce spontaneous articular cartilage regeneration in vivo in a large osteochondral defect.2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura N, Matsuda H, Kurokawa T, Arakaki K, Gong
    • 学会等名
      The 10th World Congress of the International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      Fairmont - The Queen Elizabeth Hotel (Canada)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Gene expression profiles of the regenerated cartilage tissue induced by implantation of a novel double-network hydrogel : comparisons with the immature articular2012

    • 著者名/発表者名
      Imabuchi R, Ohmiya Y, Kwon HJ, Onodera S, Kitamura N,
    • 学会等名
      The 10th World Congress of the International Cartilage Repair Society
    • 発表場所
      Fairmont - The Queen Elizabeth Hotel (Canada)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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