2004 Fiscal Year Annual Research Report
生体内でのマイクロ・ナノ構造制御による運動系器官の再建
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15086206
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
高久田 和夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70108223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗田 大 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50190864)
伊藤 聰一郎 東京医科歯科大学, 疾患遺伝子実験センター, 助教授 (10242190)
今井 庸二 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 名誉教授 (50013975)
堀江 三喜男 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (00126327)
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| Keywords | 生体力学 / 生体材料 / 力学的刺激 / 組織工学 / 運動系器官 / マイクロ構造 |
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| Research Abstract |
これまでの再生医工学では,細胞を生分解性のスカフォールドとともに移植して再生しようとしているが,運動器系の組織では再生組織が成熟せずスカフォールドの分解とともに再生組織が崩壊するので実用化は困難である.そこで本研究では生体内で適切な力学的環境を実現することにより,力学的に機能しえる組織の再建を目指す.
本年度は細胞接着性および力学的環境制御下における細胞・組織の分化成熟とリモデリングを調べるためにラット背部皮下モデルを応用し,ポリエステル製スカフォールドを移植して荷重状態を変化させてスカフォールドへの細胞侵入および強度変化を調べた.その結果,表面無処理で無荷重状態では細胞侵入は遅いが,接着性表面で動的な荷重負荷があると細胞が侵入し組織の強度が顕著に増加することが分かった.また材料周囲の結合組織であるカプセル組織の性状が材料表面のマイクロ構造と力学的な環境にどう影響されるかを調べるために,種々の太さの繊維を種々のピッチで編んだメッシュをラット背部皮下に移植して,引張荷重の有無とコラーゲン線維の走行の関連を調べた.その結果,一定のピッチ間隔で引張応力が負荷される状況においては,コラーゲン線維がメッシュ内に侵入し大きな接合強度を実現できることがわかった.このことを利用してインプラント表面のマイクロ構造を設計すると接合強度を制御できる可能性がある.また生体吸収性材料を利用して,末梢神経再建の実験を行った.接着性材料の併用により神経再生は加速化され,移植グラフトの最適化と組み合わせると,大きな欠損部での神経再生が可能になると思われた.
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