2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of new porous absorbent bone substitute material using photopolymerizable crosslinkable vinyl ester
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17K11748
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
原 哲也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (60238160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田仲 持郎 昭和大学, 歯学部, 講師 (40171764)
皆木 省吾 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (80190693)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨補填 / 光重合 / ビニルエステル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ジビニルエステルモノマー（VE）としてアジピン酸ジビニル（DVA），重合開始には光増感剤としてカンファーキノン，重合を促進する還元剤としてⅢ級アミンを用いた。光重合用DVAは電子天秤を用いてこれらを重合開始剤が５％となるように用事調整した。多孔性を有する材料としてコラーゲンスポンジを用いた。
生物学的特性について検討する試料はコラーゲンスポンジをφ8mm厚さ2mmに切断した円盤状試料とし，減圧下においてDVAに浸漬させた後，遠心分離によって余剰なDVAを除去した。遠心分離機の回転数ならびに回転時間とDVA残量との関係をグラフ化して，コラーゲンスポンジに残るDVA量の条件設定を行った。表層に未重合モノマーが残留しないように重合時には嫌気培養酸素吸収剤を用いて光重合器によって180秒重合した。細胞培養プレートにPDVA/Col試料を入れ，骨芽様細胞株（MC3T3-E1）を播種し，72時間培養しMTS 細胞増殖アッセイを行った。呈色反応後、プレートリーダーで吸光度を測定し円板なしの well で細胞を培養したものを対照とし，対照の平均値に対する相対吸光度率を算出し各試料群の細胞増殖能を観察した。その結果，コラーゲンスポンジ単体と比べてPDVA/Col試料は有意な細胞親和性の低下を示さなかった。
物性計測用としてコラーゲンスポンジを2×2×25mmに切断し，DVAを重合したPDVA/Col試料を作製した。また，動物埋入用として，コラーゲンスポンジをφ8mm厚さ2mmに切断し，DVAのみとBMPを溶解させたDVAによって表面コーティングした試料を作製した。
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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
平成29年度の研究計画では，アジピン酸ジビニル（DVA）を用いて，（１）生物学的特性（細胞増殖能，骨分化能）の観察と（２）PDVA/Col（poly DVA/Collagen）試料の作製を予定していた。
（１）についてはDVAを光重合してφ8mm厚さ2mmの円盤状試料（PDVA）を作製し，骨芽様細胞株（MC3T3-E1）を播種し，72時間培養して細胞毒性試験を行った。その結果コラーゲンスポンジ単体と比べてPDVA/Col試料は有意な細胞増殖性の低下を示さないという結果を得ている。
（２）については物性計測用としてコラーゲンスポンジを2×2×25mmに切断し，DVAを重合したPDVA/Col試料を作製し，動物埋入用としてコラーゲンスポンジをφ8mm厚さ2mmに切断し，DVAのみとBMPを溶解させたDVAによって表面コーティングした試料の作製を完了した。
これらのことからおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は物性計測として3点曲げ試験を行う。また，新規骨補填材料の動物埋入実験を行う。８週齢のウィスター系雄性ラット 45 匹を用い，無作為に3群に分ける。骨補填手術はペントバルビタール50mg/kg腹腔内投与による深麻酔下で行う。コラーゲン群（15 匹）：コラーゲンスポンジを頭蓋骨上に埋入する。 PDVA/Col群（15 匹）：PDVA処理を行ったコラーゲンスポンジを頭蓋骨上に埋入する。BMP含有PDVA/Col群（15 匹）： BMP-2を500ng/mlの濃度で溶解したDVAを用いてPDVA処理したコラーゲンスポンジを頭蓋骨上に埋入する。
術後4，8，12週後に5匹ずつに対してペントバルビタール100mg/kgを腹腔内投与後瀉血して安楽死させ頭蓋骨を採取しパラフィン包埋あるいは樹脂包埋する。病理組織学的観察としてパラフィン切片からHE染色を施し病理組織学的変化し，骨形態学的観察として研磨標本を作製し，画像解析ソフトを用いて骨量／総骨量，骨形成面，類骨幅，骨形成率などの骨形態計測学的観察を行う。得られたデータは一元配置分散分析 （ANOVA）および多重比較検定を用いて解析する。
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| Causes of Carryover |
研究分担者がH29年度内に予定していた成果発表について、H30年度開催の学会にて行うこととしたため次年度使用額が生じた。
日本歯科理工学会第71回春期学術講演会（平成30年4月14～15日）のための出張費として使用する。
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