| Project/Area Number |
21H03121
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱井 瞭 東北大学, 歯学研究科, 助教 (00824004)
森 優 東北大学, 大学病院, 講師 (70634541)
塩飽 由香利 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (80736190)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
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| Keywords | 骨再生 / 骨補填材 / 力学的性質 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，gelatin（Gel）分子が再線維化して弾性化が期待できるペプチド分子を導入し，リン酸八カルシウム（OCP）のクラスターを合成して，高弾性かつ骨再生能を持つOCP骨補填材の創製を目指す．天然骨はcollagen（Col）とハイドロキシアパタイト（HA）ナノ結晶の絡み合いにより優れた力学特性を獲得している．天然骨の海綿骨にアプローチする高弾性を示すOCP骨補填材を得るために，OCPの不均一核生成を誘起可能なGel分子を基材に用い，Gelの再線維化およびOCPクラスター核生成を誘導し，その上で溶液過飽和度調節法による結晶間の成長・絡み合いを実現することで，OCP骨補填材の高弾性化が可能となるか実証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，Gel分子のモデルCol分子による線維化の検討へ向け，調製水溶液中のGel用量が及ぼす成型材料の物性および生体材料としての性質を検索した．Gel用量に依存して生体応答性，特に材料の分解挙動が影響することが分かった．また，線維化Gel結合生分子上でのOCP核生成促進の基礎情報を得るために，モデルタンパク質分子の水溶液中における旋光度評価を継続した．一連のリン酸カルシウム材料が生理的環境の水溶液中下に存在する場合はそれぞれのリン酸カルシウム結晶相に依存して一定期間内に飽和して平衡になる傾向がある（Dent Mater J 35:216-24, 2016）．これらの検討から，結晶成長と結晶相およびモデルタンパク質の存在状態を関連づけできる可能性が示唆された．本年度の成果をもとに次年度から，Gel分子の線維化とリン酸カルシウム材料の調製，ならびに生体親和性の検討を行い，材料設計指針作成の検討を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Gel分子のモデルCol分子による線維化の測定における条件設定に時間を要した．測定条件を絞れたことから，解析を加速している状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，さらにリン酸カルシウム存在下あるいは非存在下におけるモデルタンパク質の存在状態について定量的な関連づけを行う．また，モデルCol分子によるGel分子線維化の生体材料として効果を評価する．そのため対照材料となるGelのディスク状材料をラット骨欠損埋入向けに調製する．Gel原料を低濃度から高濃度となるように水溶液を調製し，凍結乾燥および架橋を行い，骨欠損の形状に合わせインプラント体として成型する．これらの材料作製プロセスの妥当性を材料学の観点から確認し，モデルCol分子の共存による線維化の効果，また，線維化Gel結合分子上でのOCP核生成促進による生体材料としての効果について物性面と関連づける．さらに，ラット脛骨へ規格化骨欠損のモデル作製を行い，上述の一連の材料の生体親和性の確認，および未分化間葉系細胞を用いた細胞親和性の確認を行う．以上の解析を通じ，Gel分子線維化による生体材料としての評価と材料設計指針を取り纏める．
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
