| Project/Area Number |
23K09237
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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 | Health Sciences University of Hokkaido |
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Principal Investigator |
油井 知雄 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (80548438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 隆史 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (40265070)
伊藤 修一 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (50382495)
松田 康裕 北海道医療大学, 歯学部, 准教授 (50431317)
渋井 徹 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (80453265)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | バイオミネラル / 歯髄創傷被覆剤 / キトサン添加型アルギン酸ゲル / ハイドロゲル / ドラッグデリバリーシステム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の概要
本研究を遂行するにあたって、既に我々は以下を見出した。
①既存薬である逆流性食炎のプロトンポンプ阻害薬の低分子薬剤 lpzから新たにhDPSCsの分化亢進を見出した。
②アルギン酸（以下Alg）とホタテ貝殻由来のバイオミネラル S-CaCO3を炭酸水で架橋したアルギン酸カルシウムゲルを創出した。そこで本研究では、①を②で修飾したハイドロゲルを担体とし、これに成長因子のゼラチン、キトサンで修飾したハイドロゲルをドラッグデリバリーシステムとして次代の歯髄創傷治療を担うトランスレーショナルリサーチを実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯髄の喪失は、知覚と代謝能の喪失から脆弱化が進み、歯根破折のリスクを高まる。つまり歯髄保存を可能とする歯髄創傷治療の開発は歯の寿命を延長し、ひいては健康寿命の延伸へと繋がる。アルギン酸カリウムは天然由来のポリマーであり、ハイドロゲルの形成に適している。またキトサン（Cs）は、高分子に対する親和性から細胞成長に適している。この両者の複合化は、アルギン酸ゲル（Gel）の空隙率の減少、薬物徐放の制御、治癒過程の促進などが期待できる。我々はバイオミネラル由来の Scallop-CaCO3（S-CaCO3）を基盤とし、キトサン添加型アルギン酸ゲル（S-CaCO3/Cs-Gel）を創出した。
そこで本研究では、象牙質/歯髄複合体の潜在的な自己修復・再生能の賦活化を課題とし、キトサン添加型アルギン酸ゲル（S-CaCO3/Cs-Gel）の歯髄創傷被覆剤への応用可能性について検討した。
蛍光X線分析装置から S-CaCO3/Cs-Gel の構成元素が C,O を主体とし、K,Ca に由来する元素のピークであることが判明した。また S-CaCO3/Cs-Gel の物性評価として pH 、膨潤率、固化に要するゲル化時間およびCaイオン徐放量を測定した。S-CaCO3/Cs-Gel は、キトサン非添加群と比較して、弱アルカリ性（pH 9.5）、高い膨潤率（181.7%）、有意なゲル化時間の短縮（66s）と Ca イオンの徐放性を示した。加えて30 vol％ の S-CaCO3/Cs-Gel 溶出液は、有意にヒト歯髄幹細胞の細胞生存率を亢進することが判明した。これらの結果から S-CaCO3/Cs-Gel は、ゲル化時間の短縮、膨潤率の増加、細胞親和性に加え、Ca イオンの存在から歯髄創傷被覆に有用であることが考えられた。
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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
S-CaCO3/Cs-Gel の基礎性状に対する分析は、概ね順調に進行しており、歯髄創傷被覆剤の基材になりうることが期待できる。一方、歯髄創傷被覆剤から徐放し、歯髄組織の分化促進に応用する予定の低分子薬剤 lansoprazole（lpz）の歯髄幹細胞に対する機序の解明は、現在進行中である。よって今後は、歯髄組織に対する lpz の分化誘導に適する条件の見直しが必要である。なお lpz に期待されている効果の BMP/TGF-β を介した Runx2 活性化の検証実験が思わしくない結果となった場合は、他の低分子薬剤に変更することも念頭に研究を遂行していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、S-CaCO3/Cs-Gel の基礎性状の解析として薬物徐放性、抗菌性および細胞増殖や分化発現調整に関わるカスケードについて更なる検討を加えてゆく。これによりS-CaCO3/Cs-Gel を DDS 製剤の基本骨格としてリビジョンアップさせていく予定である。同時に DDS 製剤に内包させる生理活性物質として応用予定である低分子薬剤 の lpz に対する分化機序の解析を加えていく予定である。
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