骨形成蛋白(BMP)/合成ポリマーの局所投与による腱の骨化-腱・骨付着部の再生

• Project/Area Number: 15790787
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 村上 成道 信州大学, 医学部付属病院, 助手 (50334892)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2003: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 骨形成タンパク / サイトカイン / 生体分解性ポリマー / 靱帯付着部 / 再生医療

Research Abstract

BMPを使用することで骨内に移植された腱・靱帯を骨化させ、腱・靱帯-骨付着部を再生することが本研究の目的である。日本白色家兎のアキレス腱を使用し、BMPによる腱骨化モデルを作成した。BMPを効果的に使用するに当たり、生体分解性ポリマーであるポリ乳酸パラジオキサノンポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を使用した。このポリマーを使用し腱内の骨化を確認することができた。しかし、腱周囲は筋組織など軟部組織が少なく、これに伴い周囲血流量も少ない。骨化した腱がその環境下にとどまるには条件が悪いことが判明した。すなわち、形成された腱内骨化が永続的でなく、時間とともに吸収される方向に働くということである。これを持続させるためには腱周囲を、骨化した組織に適する環境下におくことが重要と考えられた。具体的には、周囲血流量を増加させ効果を促進させる方法を検討した。我々は骨髄単核球に着目した。骨髄単核球細胞移植はすでにASOやBuerger病の治療として臨床上行われている。虚血部位に骨髄単核球細胞を移植すると新生血管が生じ、血流が増すことが臨床上も確認されている。骨髄単核球とBMPを併用することで、腱組織のように血流が乏しい環境下でもBMPの効果が持続することを期待し、以下の実験を行った。我々は、マウス骨髄血を採取、単核球細胞を単離し、これをBMP/担体複合体の移植時に周囲に投与する方法を検討した。この併用両方により、BMPによる骨形成が促進されるという方向性を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Synthetic biodegradable polymers as drug delivery systems for bone morphogenetic proteins. (2005)
  • Author(s): Saito N, Murakami N, Takahashi J, Horiuchi H.Ota H.Kato H.Okada T
  • Journal Title: Adv Drug Deliver Rev (in press)
• [Journal Article] Atrophy of the deltoid muscle following rotator cuff surgery. (2004)
  • Author(s): Hata Y, Saitoh S, Murakami N, Kobayashi H.Takaoka K.
  • Journal Title: J Bone Joint Surg Am. 86 Pages: 1414-1419
• [Book] New synthetic biodegradable polymers for bone morphogenetic protein delivery systems. In : Tissue engineering and novel delivery systems. (2004)
  • Author(s): Saito N, Horiuchi H, Murakami N, Takahashi J, Okada T, et al.
  • Publisher: Marcel Dekker inc., New York. (Yaszemski MJ, Trantolo DJ, Lewandrowski KU, Hasirci V, Altobelli DE, Wise DL (eds))
• [Publications] Murakami N, et al.: "Repair of a proximal femoral bone defect in dogs using a porous surfaced prosthesis in combination with recombinant BMP-2 and a synthetis polymer carrier."Biomaterials. 24. 2287-2293 (2003)
• [Publications] Saito N, Okada T, Horiuchi H, Ota H, Takahashi J, Murakami N, et al.: "Local bone formation by injection of recombinant human bone morphogenetic prtein-2 contained in polymer carriers."Bone. 32. 381-386 (2003)
• [Publications] Saito N, Horiuchi H, Murakami N, et al.: "New synthetic biodegradable polymers for bone morphogenetic protein delivery systems. In : Tissue engineering and novel delivery sysyems.(Yaszemski MJ, Trantolo DJ, Lewandorowski KU, Hasirci V, Altobelli DE, Wise DL(eds))"Marcel Dekker inc., New York.. 475-482 (2004)