Enhancement of fracture healing usin HAp/Col composite

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10958
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 早乙女 進一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (20401391)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大川 淳 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30251507) ; 吉井 俊貴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (50583754)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 多孔質HAp/Col / ガンマ線 / 漿液腫 / BMP

Outline of Annual Research Achievements

昨年までの研究で、多孔質HAp/Col作成過程においてガンマ線照射と加熱架橋の順序を入れ替えることでガンマ線照射による影響を軽減できることが確認された。本年度は、架橋温度を変えることでコラーゲンの架橋密度を高めることでガンマ線照射の影響を軽減できるか検討を行った。既存の多孔質HAp/Colは140℃で架橋を行っている。今回は架橋温度を160℃、180℃、200℃と高くした条件で架橋を行い比較を行った。なお、架橋後は35kGyのガンマ線照射を行った。架橋温度を高くすると180℃、200℃で架橋を行った多孔質HAp/Colは褐色への変色が確認された。架橋温度が高くなるにつれて圧縮強度の向上が確認できた。しかしながら180℃以上では脆さがでてしまい、インプラントとして使用するには操作性に問題があると考えられた。続いて140℃と160℃の架橋温度の多孔質HAp/Colをラット筋肉内に移植し筋肉内での崩壊、漿液腫形成などに関して評価を行った。140℃で架橋したものは、これまで行った検討の結果と同様にインプラントの崩壊、漿液腫形成が認められたが、160℃で架橋したものは、インプラントの崩壊や漿液腫形成は認めらずガンマ線照射による影響を軽減できていることが確認された。
続いて、ウサギを用いて漿液腫形成のメカニズムの解析とBMP担体としての有用性に関する評価を行った。漿液腫形成が多孔質HAp/Colが力学的ストレスにより圧壊し炎症を惹起するのか確認するためにケージ内に封入して移植を行った。その結果、力学的に崩壊することは漿液腫の形成とは無関係であることが確認された。
さらにBMP担体としての評価を行うと、架橋とガンマ線照射の順番を入れ替えたものでは良好な骨形成が確認されたのに対し、既存の順序で処理したものでは骨形成はわずかであった。