2017 Fiscal Year Research-status Report
骨親和性ペプチドを付与した、生体適合性骨髄止血材料の開発
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17K10729
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
伊藤 英樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (50732707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荏原 充宏 国立研究開発法人物質・材料研究機構, MANA-ナノライフ分野, 准主任研究者 (10452393)
碓氷 章彦 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (30283443)
成田 裕司 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60378221)
緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 研究員 (70718311)
蟹江 慧 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (80636407)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨髄止血 / ポリマー / ボーンワックス / 骨再生 / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨切開を伴う手術では骨切断面から多くの出血を伴うため、ボーンワックスで骨切断面にパッキングすることによる物理的な止血法が用いられている。心臓手術の胸骨正中切開においてもボーンワックスが用いられるが、ボーンワックスは非分解・吸収性であるため、残存による骨癒合阻害や術後感染等の合併症を助長する可能性がある。さらに骨癒合・再生の遅延は術後の社会復帰を妨げ、患者のQOLに著しく影響を及ぼす。従って、新たな骨切断面に用いる止血材料の開発は多くの患者に有益である。
ボーンワックスは生体温度域で柔らかくなる物性であるため、手指操作で骨切断面にパッキングしやすく手術時の操作性に優れている。一方、従来の生体吸収性高分子は、弾性率が数百MPaと硬い物質であり、操作性は不良である。 PCLの分子量、分岐数、ポリDL-乳酸（PDLLA）との共重合化などにより設計することで、融点・力学的特性・生分解性を制御し、60：40の比率が生体温度域において柔らかくなる物性特性が得られた。しかし、得られたポリマーは粘着性が高く操作性に乏しかったため、ボーンワックスと同じような「触感・練りやすさ」を再現する必要が生じた。キネティックサンドなどの塑性流体の現象を応用し、 PCL-PDLLA に対し、ハイドロキシアパタイト粉体との混合化を行った結果、ボーンワックスと同等の操作性を持つ新規ポリマー基材：PCL-PDDLAーHapの創出に成功した。
新規骨髄止血材の骨再生能を高めるため、骨分化に関るタンパクとしてBMPsのアミノ酸配列に着目し、PIASPAC法による骨再生促進ペプチドの探索を行った。骨の再生促進に必要な細胞（骨芽細胞、間葉系幹細胞）に対して選択的に増殖・骨分化を促し、再生促進を阻害する細胞（線維芽細胞）に対しては増殖を抑制する「細胞選択的な骨化促進ペプチド」として、新たなペプチド配列を発見・取得した。
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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
当初の計画通り、ボーンワックスと同等の操作性を持つ新規ポリマー基材の創出および骨再生促進ペプチドの同定に成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivoでの検討として、ウサギを用いた実験動物モデルにて、コントロール（sham）群、ボーンワックス群、P-(CL-DLLA)群、ペプチド含有P-(CL-DLLA)群の4群による比較検討を行う。また、有効性および安全性を確認したのち、前臨床研究としてイヌもしくはブタなど大動物を用い、胸骨正中切開における止血および骨再生について評価する。
計画通りに進まない時の対応として、骨再生に関する検討で有効性が低い場合には、ペプチド探索同定にフィードバックし、骨芽細胞接着や分化能がより高いペプチドをPIASPAC法にて再考する。また、In vivoにおいては経時的評価時期を4週以上にするなど可変して再考する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
旅費を予定より使用しなかったため。
（使用計画）
in vivo検討に進むため、必要な消耗品や動物購入費、飼育費に補填する。
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