骨内微小環境の再現を基盤とした新規頭蓋骨組織再建法の確立

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K20309
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 渡邊 敏之 岡山大学, 大学病院, 医員 (30379804)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ハニカムβTCP垂直孔構造 / ハニカムβTCP水平構造 / 頭蓋骨組織置換

Outline of Annual Research Achievements

本年度研究では、申請者らの開発した骨内微小環境を再現可能なハニカムβTCPを用いて、頭蓋骨組織置換に適した形状の検討を行った。８週齢雄性ラットの頭蓋骨欠損モデルを用いて検討を行った。ラット頭蓋骨をダイヤモンドバーを用いて切削し、骨膜と硬膜を温存して直径５×５㎜の骨組織欠損を左右２つ作成した。作成した骨欠損部位に、４×４㎜大の直径300μｍの貫通孔を有するハニカムβＴＣＰを、垂直貫通孔と水平貫通孔の２種類埋入した。垂直貫通孔は骨膜から硬膜へ貫通孔が連絡し、水平貫通孔は頭蓋骨板間層に貫通孔が連絡している。埋入した試料は、処置後4週で摘出し、H.E標本を作成して組織学的に検討した。
頭蓋骨に対して垂直貫通孔のハニカムβTCP（以下ハニカムβＴＣＰ垂直孔とする）では、骨膜から硬膜への貫通孔内に多数の細胞侵入が認められた。さらに、硬膜側からハニカムβTCP垂直孔内壁に添加するように骨膜側に向かって骨組織の形成が認められ、良好な骨組織が形成されていた。頭蓋骨に対して水平貫通孔を有するハニカムβTCP（以下ハニカムβＴＣＰ水平孔）では、骨組織は硬膜側に認めるのみであり、骨膜側の孔内には骨組織の形成を認めなかった。
細胞分化因子添加のハニカムβTCP垂直孔では、添加無しと比較して、細胞侵入が有意に多く、骨組織の形成がより効率的に生じることが示唆されたが、ハニカムβＴＣＰ水平孔の細胞侵入は、細胞進入は優位に増加しなかった。
以上のことから、硬膜と骨膜を連絡するハニカムβTCP垂直孔は、骨組織形成にかかわる幹細胞の遊走にとって重要であり、ハニカムβＴＣＰ水平孔より効率的に骨組織形成に働くことが示唆された。ハニカムβＴＣＰ垂直孔は、頭蓋骨再建に用いる新規生体材料として、非常にすぐれた材料となることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成28年度は、平成27年度で得られた結果から、組織由来幹細胞の有用性に関する検討をおこなった。また、細胞分化因子添加に関する検討として、ハニカムβTCP垂直孔と水平孔にBMPを添加し、効率的に骨組織形成が生じることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度のハニカムβTCPの形状に関する検討と、平成28年度の細胞分化因子添加に関する検討から、優れた材料となる可能性がさらに示唆された。平成29年度は、長期的に骨組織リモデリングを生じる頭蓋骨の作成が可能であるかを、動物実験、生化学的解析、細胞生物学的解析、組織学的解析など多角的に検討し、ハニカムβTCPが欠損頭蓋骨新規再建生体材料として、特性を有しているのかを総合的に評価できる予定である。

Causes of Carryover

平成28年度追加購入予定であった試薬などは、ハニカムβTCP長期経過後の評価に使用する予定であったため、平成29年の購入に繰り越したため、繰越金が生じた。
以下の計画については、予定通り進行しており、ハニカムβTCPによる骨組織再生に関する学会聴講のため、旅費を申請した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

試薬等の購入は、平成29年度に追加購入予定となっており、繰越金を使用する予定である。その他については、計画通り進行する予定である。