リン酸化ペプチドを応用したチタンインプラントの生物学的表面改質

• Project/Area Number: 17791391
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 補綴理工系歯学
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 竹内 真帆 広島大学, 病院, 医員 (00397944)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2005: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 表面改質 / インプラント / 純チタン / リン酸化ペプチド

Research Abstract

埋入したインプラントに負荷を与える時期は,オッセオインテグレーションが成立する埋入約3〜6ヵ月後とされているが,治療期間短縮に対する患者側からの要求は強い。そこで,新しい分子生物学的視点からのインプラント表面改質がきわめて重要であるが,その基礎となるインプラント・骨界面の分子レベルの結合様相は明らかになっていない。本研究では確実な早期骨芽細胞接着が可能となる分子生物学的表面改質法を新たに開発することを目的とし,リン酸化ペプチドの構造決定・精製後,同ペプチドがチタン表面に結合するか否かに加え,改質したチタン表面への細胞接着能について検討し,以下の結果を得た。
1.リン酸化ペプチドとして,RGDS(PO_3H_2)PAおよびRGDVXXXXXS(PO_3H_2)PA(X=MiniPEG)の精製が可能であった。
2.チタン表面の前処理として,10N塩酸中にて30分間超音波洗浄後,超純水中にて30分間超音波洗浄を行った場合が最も効果的であった。
3.前処理後のチタン表面に対するリン酸化ペプチド(RGDS(PO_3H_2)PAおよびRGDVXXXXXS(PO_3H_2)PA(X=MiniPEG))の化学結合状態をX線光電子分光法(ESCA)にて分析したところ,チタン表面に結合していることが確認された。
4.リン酸化ペプチド(RGDS(PO_3H_2)PAおよびRGDVXXXXXS(PO_3H_2)PA(X=MiniPEG))を結合させ,たチタン表面は未処理のものと比較して骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)の初期細胞接着率が高い傾向がみられた。
以上より,リン酸化ペプチドを応用したチタンインプラントの生物学的表面改質が有用である可能性が示唆された。今後はリン酸化ペプチドをより多く精製し,同ペプチドを用いて改質したチタン表面に対する骨芽細胞動態をさらに検討する必要があると考えている。