2018 Fiscal Year Research-status Report
ドラッグリポジショニングによる骨折・骨欠損新規治療法の開発
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16K10854
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三島 健一 名古屋大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (40646519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鬼頭 浩史 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (40291174)
杉浦 洋 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (40750477) [Withdrawn]
松下 雅樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (60721115)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コンビネーションデバイス / ドラッグリポジショニング / 人工骨 / 骨欠損 / ランソプラゾール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前期まで材料に担持させてきた薬剤は不溶性のため、薬液の調製に溶媒としてDMFが必要であった。一方当該薬剤には水溶性製剤が存在するため、その骨形成促進効果をin vitroやin vivoで検討した。その結果、水溶性製剤もマウス骨髄由来間葉系細胞からの骨芽細胞分化を有意に促進することが分かった。さらに骨分化誘導開始時には、短時間の薬剤刺激の方が分化促進効果に優れていることも明らかとなった。またin vivoでの骨形成促進効果を評価するため、マウス頭蓋骨欠損モデルに同種骨髄由来培養骨芽細胞様細胞と水溶性製剤と担体を移植する実験を行った。すると薬剤添加群においてのみ、頭蓋骨欠損部の修復を確認することができた。以上の結果を踏まえ、今期は当初から使用してきた不溶性の原末に代わり、この水溶性製剤を担持させた人工骨を使用して埋植実験を行った。
３種類のランソプラゾール水溶液（2 mM, 200 µM, 20 µM）に含浸させたβ-TCP製の連通孔多孔体をウサギ脛骨近位に作製した矩形の皮質骨欠損に埋植し、４週後に検体を回収して組織学的、X線学的に材料内の骨新生や材料周囲の異物反応を定量評価した。その結果、対象群と比較して、2 mMと200 µMの材料内に有意な骨新生の増加が確認され、20 µMでも増加している傾向を認めた。不溶性の原末で認めた材料周囲を取り囲む肉芽組織の形成はなく、細胞・組織毒性は確認されなかった。今期は材料の形状変更を行ったため、前期まで認めていた材料と母床との間隙はなく一律にpress-fitされており、材料の髄腔内への落ち込みもなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
不溶性原末を使っていた前期までは、高濃度では細胞・組織毒性が顕在化し、低濃度では一貫した有効性が示されていなかったため、やや遅れている進捗状況であった。今期は水溶性製剤に変更したことで、ランソプラゾール自体が有する骨形成促進効果を確認することができたため、順調に経過していると判断した。ただ単純に水溶液に含浸して担持させた場合、材料からの薬剤溶出は指数関数的に生じるため、母床に内在する骨芽細胞系譜細胞への有効な薬剤暴露はせいぜい１～２日間と考えられる。そのため来期からは徐放期間を延長させた材料を使用した埋植実験を行うことにしている。また骨再生医療のマーケットはより短期間での骨新生を望んでいるため、薬剤のポテンシャルを探る意味でもより短期間の埋植期間で評価することも検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来期からも中型動物への埋植実験を継続し、水溶性ランソプラゾール含有人工骨のin vivoでの有効性を確認していく。まず有効性を示し、毒性を発揮しない上限の薬剤担持濃度を確認するため、材料を含浸する水溶液の濃度を上げて実験を行う。並行して薬剤の担持方法に修飾を加え、３日以上薬剤が徐放されるような材料を準備し、同じく埋植実験を行う。最後に実験期間を２～３週に短縮した実験を行い、製品化に向けて臨床的に価値を持つ有効性を見出す予定である。
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| Causes of Carryover |
今期は製剤の種類を不溶性から水溶性に変更して動物実験を行ったが、検体の硬樹脂包埋と薄切研磨切片の作製に予想外の時間が掛かったため、結局1クールのみしか完遂できなかった。また過去2年間で研究に必要な物品は揃っていたため、標本作製の外注費用しか必要としなかった。このため当初の計画よりも予算の使用額が少なくなり、次年度使用額が発生した。来期は現在よりも高濃度あるいは長期間の徐放製剤、短期間の埋植期間での動物実験を行う予定にしている。
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