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骨粗鬆症の悪環境を逆手に取って治療するハニカム人工骨の開発

Research Project

Project/Area Number 23K18593
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

林 幸壱朗  九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)

Project Period (FY) 2023-06-30 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsDDS / 骨粗鬆症 / ハニカム / 顆粒 / バイオセラミックス
Outline of Research at the Start

世界的な高齢化に伴い、骨粗鬆症の患者が急増している。骨粗鬆症になると、骨の量と強度が減少し、転倒やくしゃみといった僅かな衝撃でも骨折してしまう。さらに、骨粗鬆症による骨折が原因で寝たきりになり、認知症につながることも知られている。骨粗鬆症の治療では、毎日や毎週の服薬を数年間継続する必要があり、患者の5割は、1年後には処方通りの服薬ができていない。このため、多くの患者において症状が改善せず、背骨や大腿骨の骨折や圧潰が繰り返し生じ、歩行困難や寝たきり、要介護となる。この問題を解決するために、本研究では、服薬を必要としない革新的治療を導く新規材料を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

世界的な高齢化に伴い、骨粗鬆症の患者が急増している(日本では1000万人以上)。骨粗鬆症になると、転倒やくしゃみといった僅かな衝撃でも骨折する。さらに、骨粗鬆症による骨折が原因で寝たきりになり、認知症にもつながる。骨粗鬆症の治療では、毎日や毎週の服薬を数年間継続する必要があり、患者の5割は、1年後には処方通りの服薬ができていない。このため、多くの患者において症状が改善せず、背骨や大腿骨の骨折や圧潰が繰り返し生じ、歩行困難や寝たきり、要介護となる。この問題を解決するために、本研究では、服薬を必要としない革新的治療を創出する新規材料の開発を目的とする。
本年度は、骨粗鬆症モデル動物の作製を行うことを計画していた。ウサギの卵巣摘出により、骨粗鬆症モデル動物を作製することを試みた。卵巣摘出後10カ月経過すると、血中エストロゲン濃度が低下することを確認した。また、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨密度が低下していることをμCT解析により明らかにした。さらに、組織学的解析により、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨量が正常ウサギに比べて少なく、骨小腔中に骨細胞が存在しない割合が高いことが明らかになった。以上のことから、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨粗鬆症モデル動物として使用できることを確認した。
2023年度の研究により、動物実験の準備が整った。よって、2024年度は研究代表者が開発した材料の骨粗鬆症治療の有効性を評価することを計画している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通りに研究を遂行できたため、概ね順調に研究が進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は薬剤の担体となる炭酸アパタイトハニカム顆粒を作製する。この材料の物理化学的性質の評価を行う。さらに、炭酸アパタイトハニカム顆粒への薬剤担持方法の確立と担持量の定量を行う。また、炭酸アパタイトハニカム顆粒からの薬剤放出挙動を調査する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Roles of Pore Architecture of Artificial Bone Grafts in Invasion Competition between Bone and Fibrous Tissue and Orientation of Regenerated Bone2024

    • Author(s)
      Shibahara Keigo, Hayashi Koichiro, Nakashima Yasuharu, Ishikawa Kunio
    • Journal Title

      International Journal of Bioprinting

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transformable Carbonate Apatite Chains as a Novel Type of Bone Graft2024

    • Author(s)
      Hayashi Koichiro、Kishida Ryo、Tsuchiya Akira、Ishikawa Kunio
    • Journal Title

      Advanced Healthcare Materials

      Volume: - Issue: 12

    • DOI

      10.1002/adhm.202303245

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lamellar Septa-like Structured Carbonate Apatite Scaffolds with Layer-by-Layer Fracture Behavior for Bone Regeneration2024

    • Author(s)
      Taleb Alashkar Ahmad Nazir、Hayashi Koichiro、Ishikawa Kunio
    • Journal Title

      Biomimetics

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 112-112

    • DOI

      10.3390/biomimetics9020112

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Osseointegration enhancement by controlling dispersion state of carbonate apatite in polylactic acid implant2023

    • Author(s)
      Zhang Cheng、Hayashi Koichiro、Ishikawa Kunio
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 232 Pages: 113588-113588

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2023.113588

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Space Dimensionality within Scaffold for Bone Regeneration with Large and Oriented Blood Vessels2023

    • Author(s)
      Hayashi Koichiro、Kishida Ryo、Tsuchiya Akira、Ishikawa Kunio
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 16 Issue: 24 Pages: 7518-7518

    • DOI

      10.3390/ma16247518

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 炭酸アパタイト人工骨の構造・形状制御による骨再生増強と新機能発現2023

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Organizer
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 形状可変性炭酸アパタイトチェーンの創製と骨再生への応用2023

    • Author(s)
      林幸壱朗, 岸田良, 土谷享, 石川邦夫
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第36回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 人工造血幹細胞ニッチとして働く炭酸アパタイトハニカム材料の開発と造血への応用2023

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Organizer
      MIMS 研究集会 「広い意味での防災にまつわる実験数理融合アプローチの新展開」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 抗菌性ハニカム人工骨の開発2023

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Organizer
      第42回整形外科バイオマテリアル研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 医用材料及びその製造方法2024

    • Inventor(s)
      林幸壱朗
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-051980
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 医用可変性骨補填材及びその製造方法2024

    • Inventor(s)
      林幸壱朗
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Overseas

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Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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