2003 Fiscal Year Annual Research Report
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
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14571403
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| Research Institution | KEIO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
松本 守雄 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (40209656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相澤 守 明治大学, 理工学部, 助教授 (10255713)
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| Keywords | ハイドロキシアパタイト / 脊椎固定術 / 幹細胞 / 骨再生 / rhBMP-2 / ラット / ヌードマウス |
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| Research Abstract |
ハイドロキシアパタイトファイバーシート(HAシート)は,気孔率,気孔径の調節が自在にでき,細胞の三次元培養が可能であると同時に,その高い生体親和性から,蛋白の担体としても利用可能と考えられる.平成15年度は,(1)recombinant human bone morphogenetic protein-2(rhBMP-2)を付加したHAシートをrhBMP-2のcarrierとして利用し,脊椎固定術に応用可能かどうか(2)骨芽細胞を内部で培養したHAシートが骨再生のscaffoldとして利用可能かどうか,移植実験動物モデルへの移植を行い評価した.
実験(1):ラット脊椎固定術モデルに対し,異なる量のrhBMP-2(5,10,15μg)を付加したHAシートを移植骨として用い,第5〜6腰椎間両側後側方固定術を施行した.術後腰椎を一塊として摘出,骨癒合の有無を評価した.
実験(2):1日齢ラット頭蓋骨由来の骨芽細胞様細胞を培養シャーレで培養後,トリプシン処理で細胞懸濁液を作成した.これを気孔率と気孔径が95%,5μm(SO),99%,250μm(S2000)の2種類のHAシートに5×10^6個の細胞数で播種し,2週間培養した.それらをヌードマウス皮下に移植し,1〜4週目に試料を摘出,光顕による観察を行った.
実験結果(1):10,15μg付加群の全例で移植後4週以内に骨癒合を得た.実験結果(2):移植後早期には,S2000の方がより多くの細胞がシート内部に三次元的に付着,増殖していた.しかし移植後4週目以降は,S2000では元の約半分の大きさに縮小,内部の細胞も減少したが,力学的強度で勝るSOでは内部に軟骨細胞様細胞が充満し,旺盛な内軟骨性骨化を認めた.よってHAシートは,骨再生における骨芽細胞のscaffoldとしても使用可能であるだけでなく,rhBMP-2の担体として有用であり,脊椎固定術へも応用可能と考えられた.
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[Publications] M.Aizawa, M.Matsumoto, Y Toyama, et al.: "Development and Biological Evaluation of Apatite Fiber Scaffolds with Large Pore Size and High Porosity for Bone Regeneration"Key Engineering Materials. 240-242. 647-650 (2003)
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[Publications] J.Nozaki, M.Aizawa, M.Matsumoto, Y Toyama, et al.: "Biocompatibility of Hydroxyapatite Films Formed on Ti Metal by a Symple Urea and Urease Treatment."Key Engineering Materials. 240-242. 603-607 (2003)
