Basic research on the development of periodontal tissue regenerative implants using titanium-binding proteins and cytokines
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22K10027
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
山越 康雄 鶴見大学, 歯学部, 教授 (20182470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 竜司 鶴見大学, 歯学部, 講師 (20410053)
唐木田 丈夫 鶴見大学, 歯学部, 准教授 (40367305)
大熊 理紗子 鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50804887)
斉藤 まり 鶴見大学, 歯学部, 助教 (60739332)
小沼 一雄 鶴見大学, 歯学部, 非常勤講師 (70356731)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | インプラント / サイトカイン / チタン / ジルコニア / 歯根膜 / 歯周組織 |
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| Outline of Research at the Start |
骨基質中のプレイオトロフィン（PTN）をコーティングさせたチタン（Ti）及びジルコニア（Zr）インプラント体表面上の歯根膜細胞の分化能に及ぼすサイトカインの効果を解析する。計画している主な研究計画は、①下顎骨からPTNを分離精製し、Ti及びZrディスクへのコーティングを行った後、PTNコーティングしたTi(Ti-PTN)及びZr(Zr-PTN)ディスクとインプラント上にヒト歯根膜由来培養細胞(HPDL細胞)を結合させ、PTN及びサイトカインの効果を調べる。③ラットを用いたディスク及びインプラント移植実験を行い、Ti-PTN-HPDL、Zr-PTN-HPDLに対するサイトカインの効果を調べる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終的目標はオッセオインテグレーション型インプラント体に代わる歯周組織再生型インプラント体の開発である。プレイオトロフィン（PTN）をコーティングしたチタン（Ti）およびジルコニア（Zr）ディスクまたはインプラント上の歯根膜細胞の動態に及ぼすサイトカインの効果を調べることは、歯周組織再生型インプラント体の開発に繋がると考え、本研究の研究期間内での到達目標をTi-PTNおよびZr-PTN表面－硬組織(セメント質)－軟組織(歯根膜)－硬組織(歯槽骨)の組織複合体形成に及ぼすサイトカインの効果を調べ、動物移植実験を展開して歯周組織再生型インプラント体の開発に向けた基盤となる所見を得ることとした。この目標を達成するための基礎研究として、骨基質中のプレイオトロフィン(PTN)を結合させたチタン(Ti)およびジルコニア(Zr)インプラント体表面上の歯根膜細胞の分化能に及ぼすサイトカインの効果を解析することで、PTNとサイトカインの併用が歯周組織再生型インプラント体開発への臨床応用に使用可能かどうかを検証することを目的とした。
本年度は第一段階の実験として、骨基質中からPTNの大量精製を可能とする抽出方法を確立した。さらに精製したPTNがTi基板に結合することを免疫組織化学的に確認後、PTN中のTi結合に関与する構造ドメインを解析した。その結果、塩基性アミノ酸を多く含む配列がPTNのN末端およびC末端領域に存在し、それら領域は一定の立体構造を有さないDisorder領域であることより、Tiとの結合に重要であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、骨基質中からPTNの大量精製を可能とする抽出方法を確立するためにチタン量を増加させてクロマトグラフィーを行い、回収量を増大することに成功した。この過程では当初の予定時間を大幅に節約できたと言える。次に精製したPTNがTi基板に結合することを確認するためにTi基板の作成を行ったが、この過程で多少の時間を要してしまったが、結合実験ではPTN抗体が容易に入手できたこともあり、免疫組織化学手技も順調に進んだと言える。さらにPTN中のTi結合に関与する構造ドメイン解析もコンピューターソフトを使用して問題なく解析できた。以上より、現在までの進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、ディスクを用いた実験を実践し、Ti-PTNおよびZr-PTNディスク表面にHPDL細胞を接着後TGF-β、BMP、FGFをそれぞれ添加し、石灰化細胞への増殖能、分化能、石灰化誘導能をMTSアッセイ、アルカリホスファターゼ(ALP)活性測定、ALP染色、リアルタイムPCRでのマーカー遺伝子の検出などを行い調べること、ディスク上の石灰化沈着物をＸ線解析や電子線マイクロアナライザーを用いて特定する。結晶観察は走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡を用いて行うこと、石灰化が始まったものをディスクまたはインプラントごとラットの皮下へ移植し、経過を観察する。サイトカインの効果を調べるためには、TGF-β、BMP、FGFを添加したコラーゲンスポンジやコラーゲン溶液等の担体を利用して行う。定期的にアリザリンレッドもしくはカルセインを投与し、新生石灰化物にマーカーが入るようにしておく。結果の検討はＣＴ、レジン包埋での切片作成などを行い、形態学的検討を行う予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
