2019 Fiscal Year Annual Research Report
Induction of novel antioxidant capability on titanium implant
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16K11646
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
上野 剛史 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (30359674)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| Keywords | インプラント / 活性酸素種 / 酸化ストレス / 抗酸化 / 骨芽細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、生体材料表面に培養された細胞について、細胞内の活性酸素種（ROS)という観点から、その親和性を評価した研究は少ない。本研究では、チタンインインプラントの生体親和性を、ROSから評価することを第一の目的とした。チタンは元々生体親和性の高い材料であることが知られているが、実際の骨-チタン接触率は、長期の治癒時間を待っても30-60％程度であることが報告されており、この生体の反応に幅があることについての要因を提示した研究は少ない。本研究ではまず、骨を形成する主要な細胞である骨芽細胞を用いて、これをチタン表面に培養し、培養初期の4時間と24時間経過後において、細胞内ROSの定量を行った。その結果、生体親和性が高いはずのチタン表面に培養した細胞においても、ROSが発生することを示した。このことにより、チタン表面における細胞の挙動は、ROSの影響を受けることが示唆され、ROSの発生レベルによっては酸化ストレスにより細胞の活動が抑制されることも示唆された。
次に、この細胞内に発生したROSによるDNAの酸化損傷レベルと、アポトーシスレベルの評価を行った。その結果、DNA損傷については、通常のポリスチレンプレートに培養した細胞のものと比べて、チタン上に培養した細胞核に明瞭な発現が認められた。一方、アポトーシスはそれほど認められなかった。つまり、チタン上に培養した細胞内ROSのレベルは、DNAに酸化ストレスを与え、細胞の基本的な機能に対して抑制的な影響をおよぼす可能性があることが考えられるが、細胞死を誘導するほどのレベルではないということが考察された。
以上の結果をふまえると、骨芽細胞内のROS発生量を減少させ、骨形成の活性を増加させるために、チタン表面の物理化学的特性を変化させることにより、生体親和性の最適化を行うことが、今後の重要な因子になることが示唆された。
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Research Products
(1 results)
