三次元細胞培養法を用いたハイブリッド型人工骨の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557114
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 朝比奈 泉 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (30221039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 春日井 昇平 東京医科歯科大学, 歯学部, 助教授 (70161049) ; 大井田 新一郎 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (10114745) ; 原田 清 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (30228639)
• Keywords: ハイブリッド / 人工骨 / 骨髄細胞 / BMP / bFGF / ハイドロキシアパタイト

Research Abstract

1)骨髄細胞に対するBMP,FGFの作用
ラット大腿骨より採取した骨髄細胞の初代培養を行いOP-1(BMP-7)の作用を検討したところ100ng/ml以上の濃度で用量依存的にAlkaline Phosphatase活性を上昇させた。また、骨髄細胞は継代培養を続けるにしたがい、骨芽細胞への分化能を失うことが知られているが、3ng/mlの濃度のbFGFを培地に添加することにより、その分化能を維持できることが明らかとなり、これによって細胞数を限りなく増加することが可能になった。
2)in vitro骨組織の誘導
in vitroでの三次元的培養による骨組織誘導のための足場として、コラーゲンシート、ハニカム構造コラーゲンスポンジ、アガロースゲル、アルジネートゲル、そして多孔質ハイドロキシアパタイトを用い、骨髄細胞を繙種して2-3週間様々な因子の存在下で培養を行った。しかし、in vitroで組織学的に骨組織と認められる組織の誘導は見られなかった。そこで、in vitroでの培養後これらをラット皮下組織へと移植しin vivoでの骨誘導能を確認した。その結果、ハイドロキシアパタイト以外の材料では吸収されてしまうか線維性の結合組織で包まれるのみで骨組織の形成は認められなかったが、ハイドロキシアパタイトを足場としたものではその表面に骨組織の形成を認めた。しかし、誘導された骨組織は多孔体の深部まで侵入していなかった。今後、孔の大きさや形状、あるいは細胞の繙種法に検討を加え、また、当初計画していたPLLAとPLLAとハイドロキシアパタイトの複合材も実験に加える予定である。