| Project/Area Number |
22K12796
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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 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
野口 裕史 筑波大学, 医学医療系, 講師 (90783150)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 正志 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50281712)
國府田 正雄 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50361449)
船山 徹 筑波大学, 医学医療系, 講師 (20780620)
高橋 宏 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80597047)
辰村 正紀 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (40733639)
三浦 紘世 筑波大学, 医学医療系, 講師 (40818051)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脊椎ケージ / 線維芽細胞増殖因子-2 / 生体活性コーティング / 表面コーティング |
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| Outline of Research at the Start |
高齢者に対する脊椎固定手術を安全に実施するために、骨固定性能に優れた脊椎ケージが
現場で求められている。患者自体の骨形成能自体も骨癒合率に影響しているはずであり、Ap-FGF技術を用いて成長因子を患部に直接届けることで、更なる性能の向上が期待できるのではないかと着想した。
骨と化学的に結合することで骨固定力を増加させるハイドロキシアパタイト(HA)を低温でコーティングし、更に骨形成のシグナル物質である線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)を添付する技術(Ap-FGFコーティング)を用いて、脊javascript:onSave();椎ケージの骨固定性能を向上させるか検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎固定手術における最大の問題点は術後の“内固定材料の弛み・骨癒合不全”である。
本研究の目標は、骨と化学的に結合することで骨固定力を増加させるアパタイト(Ap)を低温でコーティングし、線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)を付与する「Ap-FGFコーティング」を脊椎ケージへ施すことで、腰椎椎体間固定術における椎体間骨癒合を向上できるか検証することである。本提案では、①チタンコートPEEKケージに対するAp-FGFコーティングの検討、②Ap-FGFコーティング チタンコートPEEKケージにおけるγ線滅菌の影響評価 ③Ap-FGFコーティング チタンコートPEEKケージの骨癒合に関する検証（動物実験）を検討している。
2023年度は、前年度に構築した、PEEK円板にチタンメッシュシートを加熱融着する手法によるチタンコートPEEKケージを模擬した試験体を作製して動物実験を開始した。研究予定より遅延していることを踏まえて、動物種・埋植期間・コーティング条件の割り付けを変更し、ラット尾椎による創外固定器を用いた椎体間固定手術モデルにて実施した。手技に慣れるために、コーティングなしの対照群から開始し、術後8週の検体を採取して組織標本を作製中である。
Ap-FGFコーティングした試験体について、チタンメッシュにより溶液への浸漬時に気泡を生じることで従来のコーティング手法で上手く担持出来なかったが、年度末に解決法を見出した。最終年度は、Ap-FGFコーティング群を作成し、コーティングの品質評価を行うと共に、動物実験によるコーティングによる骨形成促進効果を放射線学的・組織学的に評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
PEEKとチタンメッシュを再現性を持って融着する手法の構築、溶液への浸漬時にチタンメッシュにより生じた気泡への対処等、研究計画時には想定していなかった課題が生じた。これらによって、Ap-FGFコーティングを施すための試験体作成に想定よりも時間を要したため、当初の計画よりもやや遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
EEKとチタンメッシュを再現性を持って融着する手法の構築、溶液への浸漬時にチタンメッシュにより生じた気泡への対処等、研究計画時には想定していなかった課題が生じた。
今年度までに上記課題は概ね解決に至り、前述の通り、研究計画に変更を加えて、本提案の主要な検証実験であるAp-FGFコーティング チタンコートPEEKケージの骨癒合に関する動物実験を2024年度中に終える準備が整った。
研究グループとして研究を推進するマンパワーを確保したため、今年度および次年度は十分な進捗が見込める。
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