複合コラーゲン線維膜を用いた歯周組織の生物学的再建

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04557078
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 久保木 芳徳 北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 滝田 裕子 北海道大学, 歯学部, 教務職員 (30125330) ; 藤沢 隆一 北海道大学, 歯学部, 助手 (40190029) ; 水野 守道 北海道大学, 歯学部, 助手 (10125354) ; 川浪 雅光 北海道大学, 歯学部, 助教授 (10133761) ; 加藤 熈 北海道大学, 歯学部, 教授 (60001020)
• Keywords: 骨形成タンパク質 / コラーゲン複合線維膜 / 人工歯根膜 / 不溶性骨基質 / BMP / ハイドロキシアパタイト / 歯周組織 / 生物学的再建

Research Abstract

人類の高齢化に伴い歯周疾患による骨の欠損が大きな問題となっているが、本研究は複合コラーゲン線維膜を用いて歯槽骨を中心とした歯周組織の生物学的再建を目的とする。我々は既に強化コラーゲン線維膜に歯槽骨の形成が促進されることを見いだし、さらに精製した骨形成タンパク質(BMP)の局所投与によって既存骨上にも、また軟組織内にも骨を形成できることを確認してきた。本年度はこの結果をふまえて下記について検討した。
1.骨形成タンパク質(BMP)の迅速精製法.BMPは新鮮牛骨から3段階の大型クロマトグラフィーにより部分精製した。収量および活性に再現性があり、効率よく大量にBMPを抽出することができた。
2.in vivoにおけるBMP・コラーゲン複合線維膜による骨形成.コラーゲン線維膜とBMPを複合させてラットの背部皮下に埋植し、生化学的に分析すると従来用いられてきた支持体(不溶性骨基質)よりも効率よく未分化間葉細胞を分化させ骨形成へと誘導させることがわかった。この膜による骨形成の特徴は線維束の表面から直接骨形成を生ずる点である。in vitroにおいてはBMPとコラーゲンを複合した素材上での骨芽細胞の増殖、分化について実験中である。
3.BMP・ハイドロキシアパタイト複合体による骨形成.多孔質アパタイトをBMPと共に埋植すると、孔内に1-2週目に線維性の組織が、2-3週目には骨組織が満たされ、一部に血行を確保していた。
4.今後の展望.強化コラーゲン線維膜にBMPを配合した後、未配合の線維膜を片面に構成して二重膜構造を調製する。動物の皮下組織および歯周組織にこの二重膜構造物ならびにBMP・ハイドロキシアパタイト複合体を埋植して、骨組織と連結したコラーゲン線維(人工歯根膜)の再建の諸条件を検討しその後、臨床応用を開始することを計画している。

Research Products

• [Publications] Yoshinori Kuboki,Masumi Okuguchi et al.: "Amino-Terminal Location of Pyridinoline in Dentin Collagen" Connective Tissue Research. 29. 87-98 (1993)
• [Publications] Yasuyuki Sasano,Yoshinori Kuboki et al.: "BMPs induce direct bone formation in ectopic sites independent of the endochondral ossification in vivo" Anatomical Record in press. (1993)
• [Publications] Morimichi Mizuno,Yoshinori Kuboki et al.: "An Osteonectin-Like Protein in the Matrix of Cultured Osteogenic Cell-Line MC3T3-E1,Which is Associated with Calcification" Calcif Tissue Int. 51. 156-161 (1992)
• [Publications] R.Fujisawa,Y.Kuboki: "Affinity of Bone Sialoprotein and Several Other BOne and Dentin Acidic Proteins to Collagen Fibrils" Calcif Tissue Int. 51. 438-442 (1992)
• [Publications] Ichiro Ono,Yoshinori Kuboki et al.: "A Study on Bone Induction in Hydroxyapatite Combined with Bone Morphogenetic Protein" Plastic and Reconstructive Surgery. 90. 870-879 (1992)
• [Publications] Yoshinori Kuboki,Akira Kudo et al.: "Time-Dependent Changes of Collagen Cross-Links and their Precursors in the Culture of Osteogenic Cells" Calcif Tissue Int. 50. 473-480 (1992)
• [Publications] Yoshinori Kuboki,Hiroko Takita,Mariko Tazaki,Morimichi Mizuno et al.: "Apatite" Japanese Association of Apatite Science, 536 (1992)