2018 Fiscal Year Research-status Report
培養骨膜による血管誘導を応用した垂直方向への骨再生
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17K11810
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
佐藤 秀一 日本大学, 歯学部, 教授 (50225942)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨再生 / 垂直方向 / 骨膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯周病などによって失われた歯槽骨を垂直方向に再生させることは臨床的に非常に困難である。その原因の一つに垂直方向では,骨再生に必要な血液や幹細胞などの因子が供給されないためと考えた。そこで，円柱状のプラスチックキャップ(キャップ）をラットの頭頂骨に設置し，キャップ内に再生した垂直方向の骨再生を観察する動物モデルを用いて研究を行った。具体的には，キャップ天井部に穴を開け，骨膜からの再生因子を供給させた場合においての骨再生を観察した。その結果,キャップ天井部の遮蔽膜に適切な遮断性と透過性の両方が必要なことがわかった。
昨年度は，当初の予定を変更しキャップ内に足場（骨補填剤）を充填し，より垂直方向の骨再生が起こりやすい環境下での検討を加えた。これまでの研究と同様，垂直方向の骨再生を検討するための動物モデルを用いた。方法は，キャップ天井部に完全な穴を空けた（OP）群，穴を空けた天井部をコラーゲン膜で被覆した（BG）群の2群に分け，それぞれのキャップ内に骨補填剤を充填した。手術日を0週とし，実験動物用 3Dマイクロ X線 CTを用いて，12週まで撮影し，キャップ内に増生した新生骨様組織を定量分析した。さらに，パラフィン包埋切片とレジン包埋切片を12週後に作製し組織学的観察と分析を行った。
マイクロ CT観察の結果，両群で経時的な新生骨様組織形成が認められた。さらに，組織学的観察から12週後の両群で骨補填剤周囲に新生骨形成が認められた。また，OP群はBG群に比較してキャップ上部に線維性結合組織の侵入が多く認められた。
したがって，骨補填材を用いた場合においてもキャップ天井部の透過性を亢進させるとキャップ上部からの軟組織侵入量が増加することがわかった。しかし，両群とも新生骨形成は認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでの研究結果から垂直方向の骨再生に骨膜を応用させることが有効なことが明らかとなった。この方法を用いたさらなる効果的な骨再生を検討するために，当初の予定を変更し，骨再生させる空間（キャップ内）に骨補填剤を用いた追加検討を行った。その結果，骨補填材を用いた場合においてもキャップ天井部の遮蔽膜に適切な遮断性と透過性の両方が必要なことがわかった。これは今後の研究の方向性を決定する上で非常に意義ある結果であった。
今後は，当初の予定どおり，適切な遮断性と透過性の両方を確立させるための詳細な条件を検討するために，チタンメッシュ膜を用いた検討を行う予定である。この追加実験のために全体の進捗状況がやや遅れている結果となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までの研究結果から垂直方向の効果的な骨再生における骨膜利用には，骨再生させるための空間に細胞や栄養を供給するための適切な遮断性と透過性の両方を確立させる必要があることがわかった。そのため，適切な遮断性と透過性を両立させる遮蔽膜を検討するための実験を行う。これには，すでに臨床で広く利用されている，チタンメッシュを用いることが適当だと考えている。具体的には，これまでのラットモデルを用いてキャップ天井部を除去し，遮断性や透過性の異なるチタンメッシュ膜をそれぞれ設置する。また，キャップ内に骨補填材を充填した場合についての検討も同時に行う。それらの条件においてのキャップ内の骨再生量や骨質（骨成熟度）を詳細に検討する。さらに，垂直方向の骨再生における骨膜応用の適切な条件を決定する。その後，骨膜に血管新生を促進させる成長因子を添加し，さらに，骨膜応用の可能性を検討する。
また，人工骨膜の開発のための培養条件についても同時に検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額については予定通り経費を使用したところ，端数が生じた。
次年度使用額と平成31年度助成金と併せて計画どおりに使用する予定である。今後の使用計画は，具体的には実験動物の購入，研究試薬の購入，組織切片分析のためのタブレット購入などの消耗品費，論文投稿のための英文翻訳・校閲料または投稿料，成果報告のための学会参加費，さらに，研究打ち合わせのための旅費など，計画書の記載に従い，変更なく予算を使用する予定である。
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