マイクロプレシジョン・ハニカムスキャフォールドによる機能的歯周組織再生法

• Project/Area Number: 21659451
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dental engineering/Regenerative dentistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石幡 浩志 東北大学, 病院, 助教 (40261523)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: ハニカム / フィルム / 歯周病 / スキャフォールド / 細胞接着 / 生体親和性 / 歯根膜 / 細胞培養

Research Abstract

本研究では歯周病により失われた歯周組織の再生のため、細胞オーダーの高精細微小ハニカム構造を有するハニカムフィルムによる培養細胞グラフトを構築する.今年度はその実用性を高め臨床応用へ近づくために、ハニカムフィルムの特性である均一なマイクロサイズの小孔のサイズおよびその材質の違いによる、歯根膜由来細胞培養の様相の変化を観察、歯周組織再生にふさわしい培養細胞グラフト形成の条件を検討した。まずハニカム孔径について検討したところ、孔径5μmでは細胞はフィルムの立体構造内に進入することなく、専らフィルム上にて進展し、若干の重層化を伴い所々で小細胞塊(スフェロイド)が認められた。一方、孔径10および15μmでは細胞群がフィルムの内外に進展して増殖、重層化するとともに、ネスト状に組織化した。次にハニカムフィルム素材の違いについて検討したところ、まず生分解性ポリマーであるポリカプロラクトンでは、細胞増殖の初期においてハニカムフィルムのピラー構造に偽足を伸ばし進展したのに対し、非吸収性のポリスチレンを素材では細胞体は著しい樹状形態を伴いながら細胞体を線維状に進展させその長さは時には100μmに達していた。また双方の素材上にて細胞は旺盛に増殖した後、2週間後においてポリスチレン製ハニカムフィルム上では硬組織代謝マーカーであるOsteopontinおよびOsteocalcinの発現が明らかに更新した。これらの素材の違いはポリマー材の微小堅さと化学的安定性に有ると見られるが、特に素材表面の化学的安定性が歯根膜由来細胞の増殖および分化に優位に作用したものと見られ、ハニカムフィルムの持つ特有のトポグラフィーとそのポアサイズおよび素材の物理的、化学的物性が培養細胞のprolifelationとdifferentiationに対して明らかな影響を与える事が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] In vitro dentin permeability after application of Glum(R) desensitizer as aqueous solution or aqueous fumed silica dispersion. (2011)
  • Author(s): H.Ishihata, WJ.Finger, M.Kanehira, H.Shimauchi, M.Komatsu
  • Journal Title: Journal of Applied Oral Science. Volume: 19 Pages: 147-153
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of glutaraldehyde HEMA, and Gluma Desensitizer on in vitro dentin permeability. (2010)
  • Author(s): H.Ishihata, M.Kanehira, WJ.Finger, H.Shimauchi, Masashi Komatsu
  • Journal Title: International Journal of Contemporary Dentistry Volume: 2 Pages: 3-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proliferation of Periodontal Ligament Cells on Biodegradable Honeycomb Film Scaffold with Unified Micropore Organization. (2010)
  • Author(s): Hiroshi ISHIHATA, Masaru TANAKA, Nagayoshi IWAMA, Masahiro ARA, Mitsuru SHIMONISHI, Masaru NAGAM INE, Noriaki MURAKAMI, Sousuke KANAYA, Eiji NEMOTO, Hidetoshi SHIMAUCHI, Masatsugu SHIMOMURA
  • Journal Title: Journal of Biomechanical Science and Engineering 5 Pages: 252-261
  • NAID: 130000252223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rationale behind the design and comparative evaluation of an all-in-one self-etch model adhesive. (2009)
  • Author(s): Kanehira M, Finger WJ, Ishihata H, Hoffmann M, Manabe A, Shimauchi H, Komatsu M
  • Journal Title: Journal of Dentistry 37 Pages: 432-439
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of desensitizing agents on dentin permeability. (2009)
  • Author(s): Ishihata H, Kanehira M, Nagai T, Finger WJ, Shimauchi H, Komatsu M
  • Journal Title: American Journal of Dentistry 22 Pages: 143-146
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マイクロプレシジョンハニカムスキャフォールドにより生成される歯根膜培養細胞グラフトを用いた歯周組織再生 (2010)
  • Author(s): 石幡浩志, 岩間張良, 下西充, 下村政嗣, 島内英俊
  • Organizer: 日本機械学会2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学、名古屋市
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] Behavior of Human Periodontal Ligament Cells Cultured on Micro arrayed Honeycomb-Patterned Film. (2010)
  • Author(s): N.Iwama, H.Ishihata, H.Shimauchi, M.Shimomura
  • Organizer: [AsiaNANO 2010 Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology Joint Conference with RIKEN-Asian Research Network Symposium
  • Place of Presentation: 日本未来館 東京都江東区
  • Year and Date: 2010-09-01
• [Presentation] Microtopographic Effect of Honeycomb Film on the Periodontal Ligament Cells. (2010)
  • Author(s): N.Iwama, H.Ishihata, M.Ara, Shimonishi, M.Shimomura, H.Shimauchi
  • Organizer: IADR General Session, 2010 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, SPAIN
  • Year and Date: 2010-07-16
• [Presentation] Dentin Permeability Reduction following Application of Glutaraldehyde Containing Desensitizer Formulations. (2010)
  • Author(s): H.Ishihata, M.Kanehira, WJ.Finger, H.Shimauchi, M.Komatsu
  • Organizer: IADR General Session, 2010 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, SPAIN
  • Year and Date: 2010-07-16
• [Presentation] Effect of morphological surface motifs as intercellular flask in biocompatible honeycomb pored film on periodontal regeneration. (2010)
  • Author(s): 岩間張良, 石幡浩志, 下西充, 荒雅浩, 島内英俊, 下村政嗣
  • Organizer: Tenth International Symposium on Biomimetic Materials Processing(BMMP-10)
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 2010-01-29
• [Presentation] 生体親和性高分子ハニカムフィルムを利用したティッシュエンジニアリングによる歯周組織再生法の創生 (2010)
  • Author(s): 石幡浩志, 下村政嗣, 島内英俊
  • Organizer: 平成21年度第26回歯科医学を中心とした研究を推進する集い
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-01-09
• [Presentation] 培養歯根膜由来線維芽細胞を用いたハニカムフィルムの多孔質スキャフォールドとしての評価 (2009)
  • Author(s): 石幡浩志, 岩間張良, 下西充, 兼平正史, 小松正志, 島内英俊
  • Organizer: 2009年第52回秋季日本歯周病学会学術大会
  • Place of Presentation: 宮崎市
  • Year and Date: 2009-10-11
• [Presentation] 多孔質ハニカムフィルムの歯周組織再生療法への応用に関する研究 (2009)
  • Author(s): 岩間張良, 石幡浩志, 下西充, 村上宜央, 金谷聡介, 根本英二, 島内英俊, 田中賢, 荒雅浩, 下村政嗣, 長峰勝
  • Organizer: 2009年 第58回高分子討論会
  • Place of Presentation: 熊本市
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] A newly developed honeycomb pored film as a 3D scaffold for periodontal regeneration. (2009)
  • Author(s): 島内英俊, 田中賢, 岩間張良, 石幡浩志, 荒雅浩, 村上宜央, 根本英二, 下村政嗣
  • Organizer: American Academy of Periodontology(AAP)2009 annual meeting
  • Place of Presentation: ボストン市,米国
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] ハニカムパターン化スキャフォールド上における歯周組織由来線維芽細胞の3次元接着挙動 (2009)
  • Author(s): 岩間張良, 田中賢, 荒雅浩, 下村政嗣, 石幡浩志, 下西充, 村上宜央, 根本英二, 島内英俊, 長峰勝
  • Organizer: 2009年 第38回医用高分子シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-27
• [Presentation] Effect of pore size of honeycomb films on the morphology, adhesion and proliferation of human periodontal ligament cells. (2009)
  • Author(s): 岩間張良, 田中賢, 石幡浩志, 荒雅浩, 下西充, 長峰勝, 村上宜央, 金谷聡介, 根本英二, 島内英俊, 下村政嗣
  • Organizer: Annual meeting 2009 of The Tissue & Cell Engineering Society
  • Place of Presentation: グラスゴー,連合王国
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] Proliferation of periodontal ligament cells on the unified topographic pattern of the honeycomb pored scaffold. (2009)
  • Author(s): 岩間張良, 田中賢, 石幡浩志, 荒雅浩, 下西充, 長峰勝, 村上宜央, 金谷聡介, 根本英二, 島内英俊, 下村政嗣
  • Organizer: JSPS Colloquim(日本学術振興会主催)
  • Place of Presentation: ストックホルム,スウェーデン王国
  • Year and Date: 2009-06-10
• [Presentation] 多孔質ハニカムフィルムの歯周組織再生療法への応用に関する研究 (2009)
  • Author(s): 岩間張良, 石幡浩志, 下西充, 村上宜央, 金谷聡介, 根本英二, 島内英俊, 田中賢, 荒雅浩, 下村政嗣
  • Organizer: 第58回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: (神戸市):新型インフルエンザ流行に伴い大会中止,抄録のみ
  • Year and Date: 2009-05-27