ナノレベルの線維配向性を有するスキャフォールドを用いた新たな半月板治療の確立

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H06264
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 下村 和範 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (40755998)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 整形外科 / 半月板 / 再生医療 / スキャフォールド / エレクトロスピニング法 / 間葉系幹細胞 / 家兎

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、前年度に引き続き、家兎膝関節内側半月板欠損モデルを用いたスキャフォールドの移植実験を行った。スキャフォールドは、エレクトロスピニング法にてε-カプロラクトン及びポリエチレンオキサイドをハイブリッドさせ作成し、細胞は膝関節内の滑膜組織より間葉系幹細胞を採取し、３～５回程度継代したものを用いた。当初、細胞播種法として細胞懸濁液をスキャフォールド上に乗せ、24時間インキュベーターで培養したものを用いたが、in vitroでの解析で、細胞接着率が低く、播種効率が悪かったため、我々が独自に開発した間葉系幹細胞由来人工組織（高密度培養にて、培養細胞よりマトリックスの産生を促し、シート状の細胞・マトリックス複合体を作成したもの）を作成、スキャフォールドへ被覆したものを用いた。これにより細胞播種効率が高まった。
また実験計画に従い内側半月板へ欠損を作成し、コントロール群（未治療群）、スキャフォールド群（損傷部をスキャフォールドで被覆・固定）、細胞・スキャフォールド群（滑膜由来間葉系幹細胞を播種したスキャフォールドを損傷部へ被覆・固定）の手術を行った。術後、1, 2, 3ヶ月で組織学的解析を行った。コントロール群、スキャフォールド群では、関節軟骨の変性が促進したが、一方で、細胞・スキャフォールド群では、術後3ヶ月まで関節軟骨保護作用がみられ、また修復半月板は半月板様組織で修復されていた。以上より、家兎膝関節内側半月板欠損モデルにて、細胞を播種した本スキャフォールドの有用性を示した。
さらに次年度の大動物実験に先立ち、ブタ屍体膝を用いた手術のシミュレーションを開始しており、次年度前半も引き続き行う予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね予定通り進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

H30年度の前半に、ブタ屍体膝を用いた手術方法の検討およびミニブタ半月板欠損モデルの作成をおこなう予定である。また、モデルの決定後、スキャフォールドのミニブタ移植実験をおこない、半月板損傷に対する有用性を検討する予定である。