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Development of woven structural scaffold materials for tailor-made cleft lip and palate treatment.

Research Project

Project/Area Number 20K10240
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research InstitutionOsaka Dental University

Principal Investigator

MATSUMOTO Naoyuki  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (70199884)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 橋本 典也  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (20228430)
本津 茂樹  近畿大学, 生物理工学部, 名誉教授 (40157102)
本田 義知  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (90547259)
陳 麗吉  大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (20966816)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsアパタイト / ハイドロキシアパタイト / Er:YAGパルスレーザー / Er:YAGレーザー / Er:YAG;PLD法 / 吸収性足場材料
Outline of Research at the Start

骨伝導性を有するオーダーメイド吸収性足場材料の開発を行う。CTデータを元に円盤状の吸収性足場材料を作製する。Er:YAG;PLD法でアパタイトコーティングを行い、薄膜の組成分析、成膜時の足場材料の温度上昇制御、膜とインプラント体の固着強度の評価・生体適合性の評価をin vitroで行う。次年度以降は先天性ラット顎裂モデルに適合したオーダーメイドの新規足場材料を製作し、トランスレーショナル研究を行い、臨床応用可能かどうかを包括的に明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to prepare polycaprolactone porous scaffolds (HAp-PCL) coated with hydroxyapatite (HAp) by Er:YAG pulsed laser deposition (PLD) and to evaluate their physical properties, biocompatibility and osteogenic potential in vivo and in vitro.The Er:YAG-PLD method confirmed the coating of HAp on the PCL porous scaffolds.In vivo experiments showed that HAp coating promoted bone formation and that the amount of new bone in the HAp-PCL group was significantly higher than in the PCL group at all time points. This may be due to the superior bone regenerative capacity of HAp as well as the improved water wettability of the scaffold surface.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

顎裂を伴う唇顎口蓋裂は、顎裂部への二次的新鮮自家腸骨海綿骨移植が行われてきた。一方で、臨床の現場で自家骨は早期に吸収してしまい長期効果がみられないとの報告もある。また、唇顎口蓋裂のような複雑な裂形態では高い靭性と骨伝導性を有する足場材料が望ましい。ポリ乳酸等の吸収性高分子を紡糸し、CTデータを元にして織ることで任意の3次元形状へと整形する特殊技術を保持している。さらに、歯科用レーザーを用いて手術サイドで骨伝導性を持たせることを考案した。CTデータを元にしたオーダーメイドの吸収性足場材料の骨造成のメカニズム解明と骨造成能の定量的評価が可能であれば大きな顎裂を伴う唇顎口蓋裂の治療につながる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Effect of Er:YAG Pulsed Laser-Deposited Hydroxyapatite Film on Titanium Implants on M2 Macrophage Polarization In Vitro and Osteogenesis In Vivo2023

    • Author(s)
      Ma Lin、Li Min、Komasa Satoshi、Hontsu Shigeki、Hashimoto Yoshiya、Okazaki Joji、Maekawa Kenji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 25 Issue: 1 Pages: 349-349

    • DOI

      10.3390/ijms25010349

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Hydroxyapatite Coating by Er: YAG Pulsed Laser Deposition on the Bone Formation Efficacy by Polycaprolactone Porous Scaffold2022

    • Author(s)
      Zhang Ye、Jo Jun-Ichiro、Chen Liji、Hontsu Shigeki、Hashimoto Yoshiya
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 16 Pages: 9048-9048

    • DOI

      10.3390/ijms23169048

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of Hydroxyapatite Film Obtained by Er:YAG Pulsed Laser Deposition on Sandblasted Titanium: An In Vitro Study2022

    • Author(s)
      Ma Lin、Li Min、Komasa Satoshi、Yan Sifan、Yang Yuanyuan、Nishizaki Mariko、Chen Liji、Zeng Yuhao、Wang Xin、Yamamoto Ei、Hontsu Shigeki、Hashimoto Yoshiya、Okazaki Joji
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 2306-2306

    • DOI

      10.3390/ma15062306

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hydroxyapatite Film Coating by Er:YAG Pulsed Laser Deposition Method for the Repair of Enamel Defects2021

    • Author(s)
      Chen Liji、Hontsu Shigeki、Komasa Satoshi、Yamamoto Ei、Hashimoto Yoshiya、Matsumoto Naoyuki
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 14 Issue: 23 Pages: 7475-7475

    • DOI

      10.3390/ma14237475

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of Osteogenic Potentials of Dental Pulp and Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Using the New Cell Transplantation Platform, CellSaic, in a Rat Congenital Cleft-Jaw Model2021

    • Author(s)
      Lyu Jinzhao、Hashimoto Yoshiya、Honda Yoshitomo、Matsumoto Naoyuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 17 Pages: 9478-9478

    • DOI

      10.3390/ijms22179478

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bioactivity Evaluation of Biphasic Hydroxyapatite Bone Substitutes Immersed and Grown with Supersaturated Calcium Phosphate Solution2021

    • Author(s)
      Yamaguchi Yusuke、Matsuno Tomonori、Miyazawa Atsuko、Hashimoto Yoshiya、Satomi Takafumi
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 14 Issue: 18 Pages: 5143-5143

    • DOI

      10.3390/ma14185143

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] チタンインプラント上に Er:YAG レーザーデポジション法によって成膜されたハイドロキシアパタイト膜が M2型マクロファージの分極化と骨形成に与える影響2023

    • Author(s)
      馬 琳, 李 敏, 小正  聡, 本津 茂樹, 橋本 典也, 岡崎 定司, 前川 賢治
    • Organizer
      令和5年度 日本歯科理工学会近畿・中国地方会セミナ
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Er:YAGレーザーデポジション法でアパタイトを成膜した純チタン金属の生体適合性評価2023

    • Author(s)
      馬 琳, 小正  聡, 王 欣, 壺内 治光, 李 敏, 本津 茂樹, 橋本 典也, 前川 賢治
    • Organizer
      公益社団法人日本補綴歯科学会第132回学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Hydroxyapatite Coating by Er: YAG Pulsed Laser Deposition on the Bone Formation Efficacy by Polycaprolactone Porous Scaffold2022

    • Author(s)
      Zhang Ye、Jo Jun-Ichiro、Chen Liji、Hontsu Shigeki、Hashimoto Yoshiya
    • Organizer
      国際歯科材料会議 2022 第80回 学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] エナメル質欠損修復のためのEr:YAGパルスレーザーディポジション法によるハイドロキシアパタイト成膜2021

    • Author(s)
      陳麗吉 ,本津茂樹,小正聡 ,山本 衛,橋本典也,松本尚之
    • Organizer
      日本歯科理工学会 第78回 秋期学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Er:YAGレーザーアブレーション法によるエナメル質上へのアパタイト膜の直接形成2021

    • Author(s)
      陳麗吉 ,本津茂樹,小正聡 ,橋本典也,松本尚之
    • Organizer
      日本歯科理工学会 近畿・中四国地方会 令和2年度冬期セミナー
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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