2020 Fiscal Year Annual Research Report
分子運動性超分子の異方性スキャホールドによる歯根の安定保持可能な歯周組織の再生
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16H01852
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
由井 伸彦 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70182665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井関 祥子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (80251544)
山口 聰 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 非常勤講師 (00280628)
田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80631150)
有坂 慶紀 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70590115)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ポリロタキサン / 分子運動性 / 歯根膜細胞 / スキャホールド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリロタキサンは線状高分子が多数の環状分子の空洞部を貫通した超分子集合体であり、その構造特性として線状高分子鎖に沿って可動する環状分子の分子運動性が期待される。本研究課題ではこの分子運動性を賦与した3次元ポリロタキサン細胞接着足場を構築し、硬組織と軟組織とから構成される歯周組織の再生を目的としている。2020年度は、ポリロタキサンの分子運動性による細胞機能操作の適応をさらに拡大することに成功した。具体的には、ポリロタキサンを基盤とした材料の分子運動性調節によって骨芽細胞―血管内皮細胞の細胞間コミュニケーションを促進し、石灰化を加速させることに成功した。ほかにもポリロタキサンにアニオン性官能基を導入することによって間葉系幹細胞の骨芽分化ならびに脂肪分化の両方に有用な足場を構築することに成功した。このような材料設計は、歯周組織のような複合組織を修復するための新たな概念の確立に繋がる。さらに、ポリロタサン材料の分子運動性が上皮細胞の細胞-細胞間結合の形成を促進する働きがあることを見出した。これは細菌感染に対する上皮細胞の物理バリアを強化する材料としてポリロタキサンが有用であることを示唆している。これらのポリロタキサンの分子運動性を活用した細胞機能操作を実装可能な足場としていくつかの機能性ポリロタキサンハイドロゲルを新たに設計した。特にコラーゲンゲルと二層化したポリロタキサンゲルは組織接着性と細胞機能操作性の両方を兼ね備えた構造体であり、in vivo実験では短時間で強力な組織接着を実現した。すでにマウス頭蓋骨欠損モデルにおいてポリロタキサンの分子運動性が骨形成速度の調整に寄与することを前年度までに明らかにしてきたが、2020年度における新たな知見はポリロタキサンによる歯周組織再生をさらに加速する基盤技術となり得る。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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