高機能化カーボンナノホーンを応用した新たなGBR法の開発

• Project/Area Number: 16K11579
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Prosthodontics/ Dental materials science and
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小松原 浩実 北海道大学, 大学病院, 助教 (50221247)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627) ; 山本 悟 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10344524)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: カーボンナノホーン / GBR法 / 骨誘導因子 / 線維芽細胞成長因子 / インプラント周囲炎 / 歯科補綴学 / デンタルインプラント

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、GBR法に骨誘導因子（rhBMP）や線維芽細胞成長因子（rhFGF-2）を担持した高機能化カーボンナノホーン(CNHs)を応用を目指している。本年度はCNHsに担持させるrhBMPとrhFGF-2の重量比を変化させたGBR膜の作製および動物実験によるGBR膜の骨誘導能の確認を行った。
GBR膜の作製：①CNHｓ分散液にhBMPとFGF-2を加えた後、吸引濾過によりPTFE膜に固着させ、骨誘導能を有するGBR膜を作製した。
動物実験：ペントバルビタールによる全身麻酔下でラット腹腔内にGBR膜を埋入した。埋入後２週、４週でラットを屠殺し、骨欠損部GBR膜を含む組織を摘出し軟X線写真により解析を行った。また、同組織より脱灰組織標本を作製し、光学顕微鏡にて観察した。それらの結果、ラット腹腔内での異所性骨誘導に関して、rhBMPとrhFGF-2の重量比の違いによるによる明確な差異は認められず、有効な重量比の算出につながる新たな実験の必要性が示された。
来年度は、CNHsに担持させるrhBMPとrhFGF-2の重量比を変化させたGBR膜を作製し、GBR膜状での細胞培養（未分化間葉系細胞の培養を行い、それらの細胞の分化程度に関して形態学的、生化学的な検索を行う）等のin vitroでの実験により有効な重量比の算出する。その上で、再度ラットを用いた動物実験を行い、骨誘導能を有するGBR膜のインプラント周囲炎に伴う骨欠損部位への応用につなげる。それによりインプラント周囲炎で失われた骨組織のより確実な再生術が確立できる。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

動物実験（ラット腹腔内へのGBR膜の埋入）の結果、ラット腹腔内での異所性骨誘導に関して、rhBMPとrhFGF-2の重量比の違いによるによる明確な差異は認められず、有効な重量比の算出につながる新たな実験の必要性が示された。
そのため、GBR膜状での細胞培養等のin vitroでの追加実験を行う等、大幅な実験計画変更が不可欠となったため、進捗状況としては「遅れている」状態となってしまった。

Strategy for Future Research Activity

CNHsに担持させるrhBMPとrhFGF-2の重量比を変化させたGBR膜を作製し、そのGBR膜上で未分化間葉系細胞の培養を行い、それらの細胞の分化程度に関して形態学的、生化学的な検索を行う。
さらに、ラット腹腔内および頭頂骨へのGBR膜の埋入実験を行う。
上記実験により、骨誘導因子（rhBMP）や線維芽細胞成長因子（rhFGF-2）を担持した高機能化カーボンナノホーン(CNHs)を応用することにより開発した骨誘導能を有するGBR膜の骨再生能を明らかにする。