サイトカイン徐放型アパタイトScaffoldの作製と骨再建の検討

• Project/Area Number: 17791464
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Surgical dentistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 舘原 誠晃 徳島大学, 医学部・歯学部附属病院, 助手 (90380089)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: アパタイトセメント / アルギン酸ナトリウム / 再生療法 / 生体材料 / 骨形成

Research Abstract

再生医療による組織の再生には、その構成成分の主体である細胞だけでなく、細胞の足場となる材料(scaffold)が重要である。骨再建用のscaffoldとしては多孔体ハイドロキシアパタイトが有用なことが知られている。最近、アパタイトと骨髄細胞を用いた骨再生が優れた方法として注目されている。しかし、従来の方法では、完全な骨の再生までに長時間を要するという欠点がある。そのため、骨再生期間の短縮化に対する研究が非常に重要であり、これを解決するために、骨芽細胞の増殖を促進させるサイトカイン徐放型アパタイトのscaffoldが有効であると考えている。そこでは、本研究で臨床応用可能なサイトカイン徐放型アパタイトscaffoldを開発することを目的とした。
我々は、これまでアパタイトセメントに薬物徐放性のあるアルギン酸ナトリウムを混合して、サイトカインを安定させた状態で持続的に徐放するscaffoldを作製し、その特性を検討してきた。作製したScaffoldを走査型電子顕微鏡にて観察すると、細胞増殖に最適と考えられている大きさのporeが確認できた。また、機械的強度においても、アルギン酸ナトリウムのみで作製したscaffoldと比較して優れた強度を有することも確認した。このことから、臨床応用に耐える機械的強度があると予想された。本年度においては、作製したscaffoldをラットの皮下に埋入し組織反応を検討したところ、炎症反応も少なく優れた組織反応を示した。また、骨欠損内へ埋入したところ、骨再生は良好であった。これらの結果からこのscaffoldは骨組織再建に有用であることが予想された。現在、培養骨髄間質細胞および実験動物を用いて、細胞の増殖、分化への影響について検討中である。