Development of highly functional bone substitutes for bone regeneration

• Project/Area Number: 20390398
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: YOSHIKAWA Hideki Osaka University, 大学院・医学系研究科, 教授 (60191558)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SUGANO Nobuhiko 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 寄附講座教授 (70273620) ; MYOUI Akira 大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (10263261) ; TSUMAKI Noriyuki 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 独立准教授 (50303938)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000); Fiscal Year 2010: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2009: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2008: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
• Keywords: 骨再生 / 人工骨 / 骨形成因子 / 幹細胞 / 再生医療 / 関節軟骨 / 骨芽細胞

Research Abstract

To regenerate a defect of weight-bearing bone, we developed a composite hydroxyapatite combined with a compact (500MPa) and a porous (10MPa) parts, by adopting the "form-gel" technique. The bone substitute combined with recombinant human bone morphogenetic protein-7 (OP-1) completely repaired the cartilage and subchondral bone defect of rabbit and pig femurs, and must be a promising candidate for joint regeneration.

Research Products

• [Journal Article] Use of the volar fixed angle plate for comminuted distal radius fractures and augmentation with a hydroxyapatite bone graft substitute. (2011)
  • Author(s): Goto, A,, Murase, T., Oka, K., Yoshikawa, H.
  • Journal Title: Hand Surgery 16 Pages: 29-37
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inorganic polyphosphate differetiates human mesechymal stem cells into osteoblastic cells. (2010)
  • Author(s): Morimoto, D. Tomita, T., Kuroda, S., Higuchi, C., Kato, S., Shiba, T., Nakagami, H., Morishita,R., Yoshikawa, H.
  • Journal Title: J Bone Miner Metab 28 Pages: 418-423
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Corrective osteotomy using customized hydroxyapatite implants prepared by preoperative computer simulation. (2010)
  • Author(s): Oka, K., Murase, T., Moritomo, H., Goto, A., Sugamoto, K,Yoshikawa, H.
  • Journal Title: International J Med Robot Computer Assist Surg 6 Pages: 186-193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel fully interconnected porous hydroxyapatite ceramic in surgical treatment of benign bone tumor. (2010)
  • Author(s): Tamai, N., Myoui A., Kudawara, I., Ueda, T., Yoshikawa, H.
  • Journal Title: J Orthop Sci 15 Pages: 560-568
  • NAID: 10026704888
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 骨腫瘍に対する次世代人工骨を用いた骨再生医療、特集骨軟部腫瘍 (2010)
  • Author(s): 玉井宣行、名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: 整形外科 61 Pages: 873-880
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人工骨の開発・臨床応用と今後の課題-臨床の立場から (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹、名井陽
  • Journal Title: 日整会誌 84 Pages: 465-468
  • NAID: 10027708268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 骨の発生と再生 (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Journal Title: バイオマテリアル 28 Pages: 241-247
  • NAID: 10027645871
• [Journal Article] The influence of skeletal maturity on allogenic synovial mesenchymalstem cell-based repair of cartilage in a large animal model. (2010)
  • Author(s): Shimomura, K., Ando, W, Tateishi, K., Nansai, R., Yoshikawa, H., Nakamura, N.
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 31 Pages: 8004-8011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel fully interconnected porous hydroxyapatite ceramic in surgical treatment of benign bone tumor. (2010)
  • Author(s): Tamai, N., Myoui, A., Kudawara, I., Ueda, T., Yoshikawa, H.
  • Journal Title: Journal of Orthopaedic Science Volume: 15 Pages: 560-568
  • NAID: 10026704888
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人工骨の開発・臨床応用と今後の課題-臨床の立場から (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹、名井陽
  • Journal Title: 日整会誌 Volume: 84 Pages: 463-469
  • NAID: 10027708268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Treatment of juxta-articular intraosseous cystic lesions in rheumatoid arthritis patients with interconnected porous calcium hydroxyapatite ceramic. (2009)
  • Author(s): Kuriyama K., Hashimoto, J., Murase, T., Fujii M., Nampei, A., Hirao, M., Tsuboi H., Myoui A., Yoshikawa H.
  • Journal Title: Modern Rheumatol 19 Pages: 180-186
  • NAID: 10025112584
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Use of hydroxyapatite ceramics for treatment of nonunited osseous defect after open fracture of lower limbs. (2009)
  • Author(s): Nakase, T., Fujii M., Myoui A., Tamai, N., Hayaishi, Y., Ueda, T., Hamada, M., Kawai, H., Yoshikawa, H.
  • Journal Title: Arch Orthop Trauma Surg 129 Pages: 1539-1547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic alginate is a carrier of OP-1 for bone induction. (2009)
  • Author(s): Nanno, K., Sugiyasu, K., Daimon, T., Yoshikawa H., Myoui A.
  • Journal Title: Clinical Orthop 467 Pages: 3149-3155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A comparative assessment of synthetic ceramic bone substitutes with different composition and microstructure in rabbit femoral condyle model. (2009)
  • Author(s): Yamasaki, N., Hirao, M., Nanno, K., Sugiyasu, K., Tamai, N., Hashimoto, N., Yoshikawa H., Myoui A.
  • Journal Title: J Biomed Mater Res 91B Pages: 788-798
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interconnected porous hydroxyapatite ceramics for bone tissue engineering. (2009)
  • Author(s): Yoshikawa H., Tamai, N., Murase, T., Myoui A.
  • Journal Title: J Royal Soc Interface 6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stimulation of ectopic bone foramation in response to BMP-2 by Rho kinase inhibitor : A pilot study. (2009)
  • Author(s): Yoshikawa H., Yoshioka, K., Nakase, T., Itoh, K.
  • Journal Title: Clinical Orthop 467
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 連通多孔体ハイドロキシアパタイト人工骨の開発と臨床応用 (2009)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Journal Title: バイオマテリアル 27 Pages: 17-23
  • NAID: 10024786209
• [Journal Article] 人工骨によるリウマチ・関節外科治療 (2009)
  • Author(s): 橋本淳、南平昭豪、坪井秀規、栗山幸治、藤井昌一、村瀬剛、名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: 臨床整形外科 44 Pages: 25-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interconnected porous hydroxyapatite ceramics for bone tissue engineering. (2009)
  • Author(s): Yoshikawa, H., Tamai, N., Murase, T., Myoui, A.
  • Journal Title: Journal of Royal Society Interface 6 Pages: 341-348
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A comparative assessment of synthetic ceramic bone substitutes with different composition and microstructure in rabbit femoral condyle model. (2009)
  • Author(s): Yamasaki, N., Hirao, M., Nanno, K., Sugiyasu, K., Tamai, N., Hashimoto, N., Yoshikawa, H., Myoui, A.
  • Journal Title: Journal of Biomedical Material Research 91B Pages: 788-798
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 骨と軟骨のティッシュエンジニアリング (2008)
  • Author(s): 武靖浩、中村憲正、名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: 分子細胞治療 4 Pages: 135-139
• [Journal Article] 骨再生、バイオセラミックスからティッシュエンジニアリングへ (2008)
  • Author(s): 名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: 治療 90 Pages: 1815-1820
• [Journal Article] 人工骨による骨・関節疾患の治療 (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹、玉井宣行、名井陽
  • Journal Title: 日本医事新報 4403 Pages: 53-56
• [Journal Article] 腫瘍による骨欠損に対する再生医療 (2008)
  • Author(s): 名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: Clinical Calcium 18 Pages: 1769-1773
• [Journal Article] 人工生体材料(人工骨) (2008)
  • Author(s): 玉井宣行、名井陽、吉川秀樹
  • Journal Title: 臨床リハ 17 Pages: 260-265
• [Journal Article] IGF-I secreted by osteoblasts acts as a potent chemotactic factor forosteoblasts. (2008)
  • Author(s): Nakasaki, M., Yoshioka, K., Miyamoto, Y., Sasaki, T., Yoshikawa, H., Itoh, K.
  • Journal Title: Bone 43 Pages: 869-879
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circulating bone marrow-derived osteoblast progenitor cells arerecruited to the bone-forming site by CχCR4/SDF-1 pathway・ (2008)
  • Author(s): Otsuru, S., Tamai, K., Yamazaki, T., Yoshikawa, H., Kaneda, Y
  • Journal Title: Stem Cells 26 Pages: 223-234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人工骨による骨・関節疾患の治療 (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹, 玉井宣行, 名井陽
  • Journal Title: 日本医事新報 4403 Pages: 53-56
• [Journal Article] 腫瘍による骨欠損に対する再生医療 (2008)
  • Author(s): 名井陽, 吉川秀樹
  • Journal Title: Clinical Calcium 18 Pages: 1769-1773
• [Presentation] OP-1/ハイドロキシアパタイトセラッミックス・コンポジットによる関節軟骨再生 (2010)
  • Author(s): 杉安謙仁朗、南野勝彦、吉川秀樹、名井陽
  • Organizer: 第30回整形外科バイオマテリアル研究会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] OP-1/ハイドロキシアパタイトセラッミックス・コンポジットを用いた骨再生 (2010)
  • Author(s): 南野勝彦、杉安謙仁朗、橋本伸之、吉川秀樹、名井陽
  • Organizer: 第30回整形外科バイオマテリアル研究会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] 骨・軟骨の再生-基礎研究から臨床応用へ (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第21回日本小児整形外科学術集会
  • Place of Presentation: 徳島(招待講演)
  • Year and Date: 2010-11-27
• [Presentation] 次世代人工骨・人工関節の開発 (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第49回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 大阪(招待講演)
  • Year and Date: 2010-06-27
• [Presentation] 骨・軟骨の再生-基礎研究から臨床応用へ (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第21回日本小児整形外科学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] 幹細胞を用いた骨再生医療技術開発の現状と展望 (2010)
  • Author(s): 名井陽、吉川秀樹
  • Organizer: 第25回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] OP-1担体としての連通多孔体ハイドロキシアパタイトの有用性-イヌ腰椎後側方固定モデルによる検証 (2010)
  • Author(s): 南野勝彦、杉安謙仁朗、橋本伸之、吉川秀樹、名井陽
  • Organizer: 第25回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] BMP-7と連通多孔体ハイドロキシアパタイトの組合わせによるウサギ膝骨軟骨全層欠損モデルにおける軟骨再生実験 (2010)
  • Author(s): 杉安謙仁朗、南野勝彦、吉川秀樹、名井陽
  • Organizer: 第25回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 次世代人工骨・人工関節の開発 (2010)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第49回日本生体医工学会大会(シンポジウム:人工臓器の次世代への展開〕
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] OP-1担体としての連通多孔体ハイドロキシアパタイトの有用性-イヌ腰椎後側方固定モデルによる検証 (2010)
  • Author(s): 南野勝彦、杉安謙仁朗、橋本伸之、吉川秀樹、名井陽
  • Organizer: 第9回日本再生医療学会
  • Place of Presentation: 広島
• [Presentation] 整形外科における医工連携研究とその実用化 (2009)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 連通多孔体研究会
  • Place of Presentation: 大阪(特別講演)
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Presentation] 骨・軟骨の再生-基礎研究から臨床応用へ (2009)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第6回新適塾(進化する再生医学)
  • Place of Presentation: 豊中
  • Year and Date: 2009-05-28
• [Presentation] OP-1担体としてのアルギン酸の有用性について (2009)
  • Author(s): 南野勝彦、名井陽、杉安謙仁朗、玉井宣行、橋本伸之、吉川秀樹
  • Organizer: 第3回骨軟部吸収性材料フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-02-20
• [Presentation] The development of novel NF-kB decoy ODN coated interconnected porous hydroxyapatite. (2009)
  • Author(s): Morimoto D., Kunugiza, Y., Tomita T., Yoshikawa H.
  • Organizer: Bone Tec 2008
  • Place of Presentation: Hanover
• [Presentation] 多孔体人工骨の微細構造と骨再生 (2009)
  • Author(s): 名井陽、吉川秀樹
  • Organizer: 第27回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 骨再生:基礎研究から臨床応用へ (2009)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第15回日本遺伝子治療学会
  • Place of Presentation: 吹田
• [Presentation] 人工骨の開発・臨床応用と今後の課題、臨床の立場から (2009)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 第82回日本整形外科学会学術総会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 再生医療の実現化、骨再生医療の臨床応用の現状 (2009)
  • Author(s): 名井陽
  • Organizer: 第25回日本医工学治療学会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] NFkB decoy溶出型新規高機能付加型人工骨の開発 (2009)
  • Author(s): 森本大樹、冨田哲也、吉川秀樹
  • Organizer: 第25回日本医工学治療学会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] The development of novel NF-kB decoy oligodeoxynucleotides interconnected porous calcium hydroxyapatite. (2009)
  • Author(s): Morimoto D., Tomita T., Kuroda, S., Kunugiza, Y., Morishita, R., Yoshikawa H.
  • Organizer: 55^<th> annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
  • Place of Presentation: Las Vegas
• [Presentation] Alginate is a potent carrier of OP-1 for ectopic bone formation. (2009)
  • Author(s): Nanno, K., Myoui A., Sugiyasu K., Tamai N., Hashimoto J., Yoshikawa H.
  • Organizer: 2^<nd> Tissue Engineering and Regenerative Medicine World Congress
  • Place of Presentation: Seoul
• [Presentation] 培養細胞導入カスタム形状人工骨を用いた新たな治療法 (2008)
  • Author(s): 三宅潤一、名井陽、村瀬剛、岡久仁洋、吉川秀樹
  • Organizer: 第28回整形外科セラミックインプラント研究会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-12-06
• [Presentation] 骨関節の再生医療-基礎研究とリハビリテーション (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 大阪保健医療大学開学記念シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Presentation] 骨関節の再生医療一基礎研究とリハビリテーション (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 大阪保健医療大学開学記念シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Presentation] 骨粗鬆症に対する全身治療と局所治療 (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 骨粗鬆症フォーラムin Osaka
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-10-04
• [Presentation] 整形外科の歴史と最先端治療 (2008)
  • Author(s): 吉川秀樹
  • Organizer: 釧路市整形外科医会学術講演会
  • Place of Presentation: 釧路
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] NFkB decoy溶出型新規高機能付加型人工骨の開発 (2008)
  • Author(s): 森本大樹、冨田哲也、吉川秀樹
  • Organizer: 第26回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] NFkB decoy溶出型新規高機能付加型人工骨の開発と検討 (2008)
  • Author(s): 森本大樹、冨田哲也、吉川秀樹
  • Organizer: 第23回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] NFkB decoy溶出型新規高機能付加型人工骨の開発と検討 (2008)
  • Author(s): 森本大樹、冨田哲也、吉川秀樹
  • Organizer: 第29回日本炎症再生医学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Book] Bone biology(Development and regeneration mechanisms in physiological and pathological conditions. In. Strategies in Regenerative Medicine)New York (2009)
  • Author(s): Yoshikawa, H., Tsumaki, N., Myoui, A.
  • Publisher: Springer
• [Book] Bone biology : Development and regeneration mechanisms in physiological and pathological conditions. In. Strategies in Regenerative Medicine (2009)
  • Author(s): Yoshikawa, H., Tsumaki, N., Myoui, A.
  • Publisher: Springer, New York