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生体硬組織を標的とした薬物放出制御と骨幹細胞を用いた細胞組織工学

Research Project

Project/Area Number 12F02814
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionMusashino University

Principal Investigator

大塚 誠  武蔵野大学, 薬学研究所, 教授 (90160548)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CHOU Joshua  武蔵野大学, 薬学研究所, 外国人特別研究員
CHOU Joshua  武蔵野大学, 薬学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords生体硬組織 / 薬物放出制御 / 骨幹細胞 / 細胞組織工学 / サンゴ / 骨粗鬆症 / 骨再生 / 亜鉛 / 薬物送達システム / 人工骨 / 骨再組織工学 / インプラント / ハイドロキシアパタイト / 細胞親和性 / アパタイト / セルスキャホールド / 骨密度 / 有機無機複合体 / X線回折
Outline of Annual Research Achievements

バイオマテリアルの生体親和性を制御するために,生体の機能を十分に理解して,その機構を生体模倣(Biomimetic)することにより,新しい段階を迎えた。これらのバイオマテリアルを基盤としたドラックデリバリーシステム(DDS)は,生体機能を制御するサイトカインなどの薬剤を放出制御することから,分子レベルでのバイオマテリアルと細胞の相互作用をコントロールする上で必須の技術である.一方、高度に複合化されたDDS技術はさらにES細胞や肝細胞などの細胞増殖能が、その細胞の培養環境に影響されることが示され、細胞スキャホールドと活性制御技術の関係が明らかとなり、新しい再生医療への積極的な展開を加速している.本研究は,骨再生医療を目的としたインテリジェントマテリアルとして完全連通孔を持つサンゴ由来アパタイトを用いたDDSで3次元セルスキャホールドに有機無機コーティングを形成し、亜鉛を薬物として薬物放出制御機能を付加したDDS機能を有する担体を調製し,骨生成の高い人工骨を創生した。これらの人工骨に骨細胞を培養し、骨組織を病態動物に再移植する再生医療としての人工骨の調製を可能とした.
1.星の砂からなる炭酸カルシウムから亜鉛含有β-TCPを生成した。
2.骨粗鬆症マウスにおける亜鉛リン酸三カルシウムからの局所亜鉛放出制御を確認した
3.ラット脛骨欠損修復における海洋性材料由来亜鉛リン酸三カルシウムの治療効果を確認した.
4.ラット頭蓋冠欠損部への亜鉛リン酸三カルシウムの適用し,骨密度増加を確認した.
5.亜鉛リン酸三カルシウムの薬物送達システムによる骨粗鬆症ラットの長期全身治療効果を確認した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Bone regeneration of calvarial defect using marine calcareous-derived beta-tricalcium phosphate macrosphere2014

    • Author(s)
      Chou J, Hao J, Shinji K, Ben-Nissan B, Milthorpe B, Otsuka M
    • Journal Title

      Journal of Tissue Engineering

      Volume: 5 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1177/2041731414523441

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Antibiotic delivery potential of nano and microporous marine structure2014

    • Author(s)
      J. Chou , S. Valenzuela, D. W Green, L. Kohan , B. Milthorpe, M. Otsuka, B. Ben-Nissan,
    • Journal Title

      Nanomedicine

      Volume: 9 Issue: 8 Pages: 1131-1139

    • DOI

      10.2217/nnm.13.116

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Strontium- and magnesium-enriched biomimetic β-TCP macrospheres2014

    • Author(s)
      J. Chou, S. M. Valenzuela, J. Santos, D. Bishop, B. Milthorpe, D. W. Green, M. Otsuka, B. Ben-Nissan,
    • Journal Title

      J. Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      Volume: 8 Issue: 10 Pages: 771-778

    • DOI

      10.1002/term.1576

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of biomimetic zinc-containing tricalcium phosphate (Zn—TCP) on the growth and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells2014

    • Author(s)
      Chou J, Hao J, Hatoyama H, Ben-Nissan B, Milthorpe B, Otsuka M
    • Journal Title

      J Tissue Engineering & Regenerative Medicine

      Volume: 9(7) Issue: 7 Pages: 852-858

    • DOI

      10.1002/term.1901

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The therapeutic effect on bone mineral formation from biomimetic zinc containing tricalcium phosphate (ZnTCP) in zinc-deficient osteoporotic mice2014

    • Author(s)
      Chou J, Hao J, Hatoyama H, Ben-Nissan B, Milthorpe B, Otsuka M
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8(8) Issue: 8 Pages: e71821-e71821

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0071821

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bone regeneration of rat tibial defect by zinc-tricalcium phosphate (Zn-TCP) from porous Foraminifera carbonate macrospheres2013

    • Author(s)
      Chou J, Hao J, Kuroda S, Ben-Nissan B. Milthorpe B, Otsuka M
    • Journal Title

      Marine Drugs

      Volume: 11 Pages: 5148-5158

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled Release of Simvastatin from Biomimeticβ-TCP Drug Delivery System,2013

    • Author(s)
      J. Chou, T. Ito, D. Bishop, M. Otsuka, B. Ben-Nissan, B. Milthorpe,
    • Journal Title

      Plos One

      Volume: 8

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多孔性亜鉛リン酸三カルシウム球形粒子の有用性の検証2014

    • Author(s)
      鳩山 宏一,Joshua Chou, 服部祐介, 大塚 誠
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-11-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Biomimetic Zinc Tricalcium Phosphate (Zn-TCP) Derived from Coral for Bone Formation and Repair2013

    • Author(s)
      J Chou, J Hao, H Mori, B Ben-Nissan, B Milthorpe, M Otsuka
    • Organizer
      25th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine
    • Place of Presentation
      Bucharest市 Romania
    • Year and Date
      2013-07-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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