2004 Fiscal Year Annual Research Report

再生医療技術を応用した人工関節の固着性に関する実験的研究

Research Project

Project/Area Number	14571399
Research Institution	Nara Medical University
Principal Investigator	高倉義典奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40094578)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中康仁奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (30316070) 川手健次奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (70275329) 吉川隆章奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (90275347) 大串始ティッシュエンジニアリングセンター, 研究室長 (80213669)
Keywords	再生医療 / 間葉系幹細胞 / 人工関節 / アルテミナセラミック / 骨芽細胞
Research Abstract	このテーマの科学研究費の補助により、これまでに確立できた実験モデルを用いて、引き続きアルミナセラミックと骨との固着性に関する実験を行った。アルミナセラミックの両面をビーズ加工された15×10×2mmの試験片を用いた。10羽の家兎から骨髄を採取し、間葉系細胞を増殖させた後に、細胞濃度を1×10^6個/mlの至適細胞濃度に調節し、試験片の片方の面で二次培養し、骨芽細胞コーティングを行った。対側の面には培養を行わずコントロールとして用いた。家兎の脛骨の内外側から骨孔を作成し、試験片の両面が前後方向になるように挿入した。左右の脛骨で、試験片の前後を逆にして挿入し、両方を検討することにより設置部位による相違を相殺した。移植後3週間にて脛骨を含めて試験片を取り出し、マイクロCTを用いた検討を行った。細胞搭載群では、ビーズ間に石灰様沈着部を認め、3羽でマイクロCTと同時に組織学的検討を行った結果、石灰沈着様にみえた部分は骨形成であることが確認された。また、7羽で引っ張り試験を行い、引き剥がし強度も石灰沈着部が多いほど大きいことが分かった。更に、材料により骨との固着性がどのように変わるかを検討するために、チタン性試験片を作成した。この試験片上での至適細胞濃度を検討した結果、アルミナと同様に1×10^6個/mlであることが分かった。臨床応用を考え、引き続きヒト骨髄幹細胞を用いてアルミナディスク上での骨形成能を検討した。35症例の骨髄を用いて単結晶アルミナ上での骨形成能を観察した。ヒト細胞を用いてもアルミナ上で高レベルのALP活性、オステオカルシンの発現ならびにカルシウム沈着が起こることが証明できた。