ハイドロキシアパタイト上での骨髄幹細胞培養による骨再生および脊椎固定術への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571403
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 松本 守雄 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (40209656)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 相澤 守 明治大学, 理工学部, 助教授 (10255713)
• Keywords: 培養骨 / ハイドロキシアパタイト / 骨芽細胞 / BMP / 骨再生 / ラット

Research Abstract

昨年度は、アパタイトファイバースキャフォルドと骨髄細胞の石灰化から構築した骨状組織(培養骨)の臨床応用を目指し、実験動物モデルの検索を行ない、ラット及びヌードマウス背部皮下インプラントによる生体内反応を調査した。具体的には、1.細胞成長因子であるrh-BMP2を5μgしみこませたHAシートを7週齢ラット背部皮下に移植した。2.6×10^6個の骨芽細胞様細胞をHAシートに播種し、2週間培養後、シートを4分割し、そのうちのひとつをヌードマウス背部皮下に移植した。これらを移植後2週目〜8週目に試料を取り出し、レントゲン撮影、光顕にて観察を行った。その結果、1.2.のどちらの実験においても細胞成長因子(rh-BMP2)付アパタイトファイバーおよび培養細胞付アパタイトファイバーは移植後2週以降で骨化を呈した。よって、アパタイトファイバーは生体内において骨芽細胞、BMPの担体として適していることが確認できた。今年度は、再生培養骨の作製条件、すなわち、アパタイトシートの気孔率、播種細胞数、細胞成長因子(主にBMP-2)の添加量、培養期間をそれぞれ系統的に変化させ、種々の再生培養骨を作製した後、ヌードマウスおよびラット皮下に移植して生体内反応を検討する。骨形成の状態を光学顕微鏡おび電子顕微鏡により観察し、骨芽細胞に特異的なオステオカルシンなどの発現をRT-PCR法により測定し、骨形成に最適な再生培養骨を決定する。臨床応用を指向して、ラット頭蓋骨、脊椎骨欠損モデルにも再生培養骨の移植を行ない、その有効性につき同様な手法で評価する。

Research Products

• [Publications] Nozaki J, Aizawa M, Matsumoto M, et al.: "Biocompatibility of hydroxyapatite films formed on Ti metal by a simple urea and urease treatment"Key Engineering Materials. Vol.15. 603-606 (2003)
• [Publications] Aiawa M, Matsumoto M, et al.: "Development and biological evaluation of apatite fibre scaffolds with large pore size and high porosity for bone regeneration"Key Engineering Materials. Vol.15. 647-650 (2003)