サイトカイン光固定化によるチタンインプラントの高機能化と細胞接着・増殖・分化制御

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18390513
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 吉田 靖弘 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (90281162)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 一臣 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (30050058) ; 山本 敏男 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (30107776) ; 長岡 紀幸 岡山大学, 歯学部, 教務員 (70304326) ; 伊藤 嘉浩 独立行政法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 研究員 (40192497)
• Keywords: インプラント / チタン / サイトカイン / 固定 / 光反応 / 細胞接着 / 増殖 / 分化

Research Abstract

本研究では,研究代表者らが開発したチタン表面への生体分子の固定法をもとに,(1)成長因子などのサイトカインをインプラント表面に必要な期間,活性を維持したまま光固定する技術を確立するとともに,(2)生理活性の異なる複数のサイトカインを共固定することにより,インプラントの周囲組織再生に関わる各種細胞の接着や増殖,分化の制御を試みる。本年度は,以下の項目について検討した。
1)表面分析法による光反応性ゼラチン固定の確認
エキシマUV照射器にて表面の有機物による汚染を可及的に除去したチタン表面ならびに光反応性ゼラチンによる処理面について,接触角計,XPSおよびTOF-SIMSを用いて化学的に分析した。接触角測定から,チタン表面へのゼラチン固定により接触角に変化が認められた。XPS測定より,ゼラチン固定化表面には窒素が検出されたが,チタンは検出されず,表面が完全にゼラチンで覆われていることが示唆された。さらにTOF-SIMSから,光マスクを用いた試料ではゼラチンがマイクロパターン状に固定化されているのが観測された。
2)細胞実験
光反応性ゼラチンを光マスク存在下で硬化させた試料について,水洗および70%エタノール滅菌を行った後,マウス繊維芽細胞STO,アフリカミドリザル腎臓細胞COS-7,マウス間葉系細胞C3H10T1/2を播種し,5%CO_2存在下,37℃で培養を行った。調製したサンプル坂上への細胞接着特性は光学顕微鏡にて形態学的に観察することにより評価した。その結果,ゼラチン固定化領域でのみ細胞接着が起こり,非固定化領域には細胞が接着しにくいことが明らかとなった。また,C3H10T1/2については,光反応性ゼラチン固定のみでは細胞の接着部位を制御することはできなかったが,BMP-2を併用することにより細胞接着を制御できる可能性があることが示唆された。