最適空間理論に基づく「ランダム・トンネル型」骨形成スカフォールドの開発
| Project/Area Number |
21659450
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Dental engineering/Regenerative dentistry
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
久保木 芳徳 北海道大学, 名誉教授 (00014001)
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| Project Period (FY) |
2009 – 2010
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2010: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 骨形成 / スカフォールド / 幾何構造 / βTCP / ハニカム構造 / トンネル効果 / パイプ顆粒 / ランダムトンネル / スフォールド |
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| Research Abstract |
我々は欠損した骨の再建方法の確立を目指し、既に「人工マトリックスの幾何学」の原理を提案し、それに基づいて「ハニカム型βTCP」を含む多数のスカフォールドを開発し、これによって小規模の骨再建が可能であることを示してきた。平成21～22年度においては、「ハニカム型βTCP」の個々のトンネル構造を発展させて、ランダム方向に走る幾何構造体、すなわち「ランダム・トンネル型βTCP」(略称RT)を開発・製造しその有効性を動物実験と細胞培養法によって実証した。すなわち、内径0.3mm、外径0.5mmのβ-TCP製パイプを長さ1-2mmに切断し、顆粒状(これをパイプ顆粒と呼んだ)として成形し、トンネルが全方向を向くような構造体を創製することに成功した。「ランダム・トンネル型βTCP」(以下RTと呼ぶ)は、パイプ顆粒の成型体を1000℃以上に加熱して焼結することによって製造されるが、その後、パイプ顆粒をコラーゲン線維によって包摂して成型することによっても製作できた。これらのRT成型体を1辺が5-10mm、厚さ2mmのブロック状にして、12週齢WKAH系雄ラットの頭蓋骨の骨膜下にOn-lay埋植した。6週後、摘出物を脱灰し、組織学的分析を行った。その結果、埋植後6週にしてトンネル内に、血管と骨が入り込み、同時にパイプ顆粒の間隙にも骨が成長することが分かった。培養実験用にはディスク型RT(2x12mm)を用い、骨原細胞MC3T3E1を播種し、動力学的刺激を加えて培養し結果、静置培養よりも、はるかに高いアルカリフォスファターゼ活性を得ることができた。RTは、その全方向性のトンネルによって骨を必要な方向に増殖させ、しかも顆粒間の空隙が最適の骨形成空間を与えることで、骨形成の効率を最大限に増大できる人工マトリックス(スカフォールド)として極めて有用であることが証明された。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Biodistribution imaging of magnetic particles in mice : X-ray scanning analytical microscopy and magnetic resonance imaging2009
Author(s)
Abe S, Kida I, Esaki M, Akasaka T, Uo M, Hosono T, Sato Y, Jeyadevan B, Kuboki Y, Morita M, Tohji K, Watari F
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Journal Title
Biomed Mater Eng. 19
Pages: 213-220
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Yoshinori Kuboki, Shouhei Iku', Ryota Yoshimoto, Tohru Kaku, Hiroko Takita, Dong Li, Yasuo Kokai, Shunji Yunoki, Rachel L.Sammons, Kazuhide Ozeki, Teruo Miyata
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Journal Title
Nano Biomedicine 1
Pages: 85-94
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Author(s)
Kuboki, Y., Fujisawa, R., Watari, F., Sammons, R.L.
Publisher
Taylor & Francis Group, USA(印刷中,印刷中)
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