| Project/Area Number |
22K16735
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
江川 聡 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 助教 (90934943)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 人工骨 / コラーゲン複合体 / ハイドロキシアパタイト / 骨形成促進薬 |
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| Outline of Research at the Start |
整形外科における骨に対する手術の多くは癒合を図っているが、その癒合自体は受動的な自然治癒に頼っているのが現状であり、能動的な骨形成促進薬の登場が望まれる。私たちは非常に強力な骨形成能を有する化合物の同定・合成に成功した。本研究では臨床応用の実現に向けて更なる工夫を加えてより効率的な構造や剤形の工夫を目的とする。本化合物と高分子化合物との複合体を作成し、ラットや兎を用いた臨床用途に近い大腿骨偽関節モデルや腰椎後方固定モデルにてそれらの有効性を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず化合物Xとコラーゲンの複合体を作成した。既存のハイドロキシアパタイト/コラーゲンの製法に則り、水溶性コラーゲンに化合物Aとハイドロキシアパタイトを懸濁させ、コラーゲンを析出させることでコラーゲンとの複合体を得た。化合物Aはハイドロキシアパタイト比で25%, 50%と割合を振った。できあがった複合体はスポンジ状で弾力があり、臨床使用においても取り回しの良さを感じさせる物であった。
まずマウス、ラット大腿骨を対象とした。皮膚を切開し大腿四頭筋などを剥離して大腿骨を露出し、大腿骨の横に接するように本複合体を留置し、コントロールとして化合物Aを含まないハイドロキシアパタイト/コラーゲン複合体とした。6週まで観察し屠殺した。移植部位に皮質骨からの骨増生を認めたが、コントロール群でもある程度の骨増生を認めていることから、より配合比の高いものが理想と考えられた。興味深いことに化合物Aを配合した方が吸収が早くなっており、これは化合物Aがマクロファージに貪食されやすく、さらに引き続く破骨細胞の分化増殖によると考えられ、骨形成に有利に働くと考えられた。
マウス脊椎後方固定モデルにて骨誘導能を評価した。マウス椎弓後方の傍脊柱筋を剥離し、露出された椎弓後面に作成した複合体を移植した。術後6週で屠殺し、micro CTにて骨形成を確認した。複合体はいずれのマウスでも消失していた。化合物A含有率25%よりも50%の複合体を移植した個体で骨形成が高い傾向を認めたが、椎弓間の骨癒合までは得られていなかった。
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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
コラーゲンとの複合体は順調に作成でき、スポンジ状の複合体が得られた。形状や混合比などの合成条件は的に渡るため、その最適化には相応の時間を要する見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずはコラーゲン複合体を作成し、脊椎固定モデルにて評価することができたが、より大きな骨形成効果を得るためには複合体合成のさらなる工夫が必要と考えている。具体的には混合比をより上げることや、またコラーゲンの架橋による吸収速度の調整も検討している。脊椎固定モデルで骨形成能が確認され次第、他のモデルにおいても有効性を確認する予定である。
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