力学的刺激負荷システムによる自家幹細胞からの軟骨再生

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380401
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高木 睦 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助教授 (20263212)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 脇谷 滋之 信州大学, 医学部・整形外科, 講師 (70243243)
• Keywords: 軟骨 / 三次元培養 / コラーゲンゲル / アグリカン / 圧力負荷 / 培養装置 / 力学的刺激 / 生体吸収性ポリマー

Research Abstract

ブタ軟骨細胞の三次元培養法として、細胞包埋ゲルを含有したPLGAメッシュ約65μlに対して培地を1,800μl重層する方法を開発した。すなわち、軟骨細胞包埋ゲルを含有したPLGAメッシュに対して重層する培地を260μlから1,800μlに増やすことにより、細胞によるグルコース消費速度が約2倍に増大し、アグリカン蓄積量も増加する傾向があることが明らかとなった。この原因は、重層培地が多い方がPLGA分解物がゲル内に蓄積しにくいことであると考えられた。また、包埋する軟骨細胞密度を1.0×10^7cells/mlゲルから1.0×10^8cells/mlゲルへ上げたり、培養期間を2週間から4週間に延ばすことによっても、アグリカン蓄積量が増加する傾向が認められた。
体内の関節軟骨は周期的な力学的負荷を受けており、これが軟骨組織の発達に重要といわれている。本研究では力学的負荷の軟骨組織構築への利用を目指し、試作した任意の圧力、偏差、周期などで圧力を負荷できる装置を用いて、上記で開発した軟骨細胞の三次元培養物に圧力を負荷しながら培養することを試みた。その結果、圧力の負荷に伴い細胞数が減少する傾向が認められた。