骨伝導性を有する各種生体材料が骨芽細胞の分化に及ぼす影響

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13771221
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 湯浅 哲也 徳島大学, 歯学部・附属病院, 助手 (70332822)
• Keywords: 骨芽細胞 / 骨伝導性 / 生体材料 / ハイドロキシアパタイト / リン酸カルシウム

Research Abstract

骨伝導性を有する生体材料がなぜ骨伝導性を示すのか、また骨添加を生ずるようになっていくのか、その詳細なメカニズムについて現在のところ明確にはされていない。しかし、これらのメカニズムを解明することは、新規の生体材料を開発していく上で必要不可欠であると考えられる。そこで今回、骨伝導性のメカニズムを解明することを目的に、数種類の骨伝導性を有する生体材料上で、ヒト骨芽細胞を培養し、生体材料が骨芽細胞の増殖および分化に及ぼす影響を生化学的、分子生物学的手法で解析することにより骨伝導性を客観的、数量的に解析し検討を行った。
まず、各種生体材料(金属系材料は純チタン、リン酸カルシウム系材料はハイドロキシアパタイトおよびリン酸三カルシウム、ガラス系材料は生体活性ガラス、プラスチック系材料はculture plastic dish)の表面粗さを非接触型表面粗さ測定機にて測定した。その結果、多孔体を有するリン酸カルシウム系材料が平均表面荒さが大きかった。まず、試料表面を均一な荒さにするため試料の作製および調整を行った。
ついで、調整した各種生体材料上でヒト骨芽細胞を培養し、細胞増殖および分化に及ぼす影響について検討した。その結果、細胞増殖率はculture plastic dishが番大きかった。また、リン酸カルシウム系材料では骨芽細胞の分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性において高い値を示した。一方、純チタンにおいては、最も骨芽細胞の増殖率が小さく、アルカリフォスファターゼ活性、オステオカルシン量が比較的少なかった。
今後、各試料から培養液中に溶出する成分分析とその成分が骨芽細胞の増殖・分化における影響、および各試料に付着するタンパクの同定を行う予定である。