骨再生医療用の吸収性多孔体バイオセラミックスの作製と血管柄付き移植による骨再建

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571894
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 宮本 洋二 徳島大学, 歯学部附属病院, 講師 (20200214)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武知 正晃 徳島大学, 歯学部, 助手 (00304535) ; 里村 一人 徳島大学, 歯学部附属病院, 講師 (80243715) ; 石川 邦夫 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (90202952) ; 藤澤 健司 徳島大学, 歯学部, 助手 (40228979) ; 今 政幸 徳島大学, 歯学部, 助手 (80116813)
• Keywords: リン酸カルシウムセラミックス / 連続気孔 / ハイドロキシアパタイト / 培養骨髄細胞

Research Abstract

生体内吸収性で骨置換することが知られているリン酸カルシウムセラミックスを用いて連続気孔体を作製し、その試料体に培養骨髄細胞を播種、骨再生の評価をin vitroおよびin vivoで行った。
気孔径が異なる軟質発泡ポリウレタンフォームをハイドロキシアパタイト(HAP)に含浸させた。遠心操作により、余剰スラリーを除去した後、乾燥、焼成した。一部の試料については含浸→乾燥→焼成プロセスを繰り返し、骨梁の太いセラミックスフォームを試作した。調整した多孔体バイオセラミックスは走査型電子顕微鏡を用いて形態観察した。その結果、含浸→乾燥→焼成を繰り返した試料体は明らかに骨梁が太くなり、気孔径は小さくなった。以上のことから、骨梁の平均直径、気孔直径、気孔率を調整できることがわかった。
ついで、近交系ラットの大腿骨から骨髄細胞を採取し、得られた細胞懸濁液を調整し、作製した多孔体バイオセラミックスに播種し、培養を行った。経時的に細胞増殖、アルカリフォスファターゼ活性、タイプIコラーゲン合成、オステオカルシン産生を測定し、細胞レベルにおける骨形成の評価を行った。その結果、細胞レベルにおける骨形成は気孔径の大きさが影響することが明らかとなった。
さらに、多孔体バイオセラミックスと骨髄細胞を1週間培養することによって、多孔体バイオセラミックス・骨髄細胞複合体を作製し、同種の近交系ラットの腹部皮下に移植を行った。移植後、4週に試料を摘出し、骨の再生を組織学的に評価した。その結果、気孔径が骨再生に影響を及ぼすことが示唆された。