Examination of bone regeneration in cleft palate using RANKL binding peptide

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K20419
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: KATO Genki 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (00770231)
• Research Collaborator: AOKI Kazuhiro
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 非侵襲的骨再生 / RANKL結合ペプチド / BMP-2 / ゼラチンハイドロゲル / 粒子状担体 / 注射

Outline of Final Research Achievements

We investigated the time-course study after the injection of bone formation materials toward the application of a bone-reconstruction method to the cleft-palate patients. The gelatin hydrogel, the carrier of bone formation materials, was provided from the department of regeneration science and engineering of biomaterials, Institute for frontier medical sciences, Kyoto University. The thickness of the maxilla bone in 8-week-old male mice did not increase by an injection of BMP-2 incorporated with the carrier, but it increased by BMP-2 with RANKL-binding peptide. The bone mineral density was increased gradually in 7 weeks after the injections even when we used granule type of carrier whose diameter was less than 20 μm. The bone mineral density of basal bone (mouse maxilla) after the injection of bone-forming material was significantly higher when compared to the non-injection case.

Free Research Field

硬組織薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は日々の歯科医療に必要な骨造成法の開発であり、特に幼い頃から何度も観血処置をしなければならない口蓋裂患者の非侵襲的な骨造成法の開発につながる研究でもある。本研究により、手術をせずに注射で骨を増やす方法が発展した。経時的な骨の成熟度合いが明らかとなったことにより、注射法の臨床応用に期待が高まった。また、局所の骨形成促進剤であるBMP-2では不可能であった足場材料よりも厚みのある骨を造成することをRANKL分子に結合するペプチドの添加により可能にした。そのペプチドの骨形成促進メカニズムは、我々が2018年にNatureに掲載された新たな骨形成メカニズムにより説明でき、学術的にも意義がある。