Fabrication and evaluation of film-like biomaterials for outward bone induction

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04689
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 鵜沼 英郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30273303)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 新生骨形成 / 生体活性材料 / 骨誘導

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、リン酸カルシウムコートPETと紙状アパタイトを用いて、通常の骨格よりも外側に骨を誘導させる、外方性骨誘導を誘起する方法について研究した。具体的には、弾力性のある膜状材料（生体親和性あり、または、なし）を、骨膜と母床骨との間に挿入し、骨膜を母床骨から引き離すような応力をかけ続けると同時に、母床骨側からの自然な骨再生によって骨を外側に成長させようというものである。
リン酸カルシウムコートPETは、次の条件を満たす時にのみ、外方性骨誘導を可能にすることが示唆された。すなわち、骨膜を母床骨から離すような応力を十分に持続できるような形状、曲率、厚さを持つ時である。
ビーグル犬の歯槽骨の幅を造成しようとする場合、PETの曲率を小さくして歯槽骨と同じ曲線になるように埋入した場合には骨幅が増大しなかったが、PETの曲率を大きくして骨膜に引っ張り応力をかけ続けた場合には骨幅が増大した。また、ウサギの頭蓋冠の骨膜と母床骨との間にPETを設置した場合にも、骨膜と母床骨との間に新生骨形成が認められた。　今後は、新生骨の形成速度、新生骨がどの程度持続するか等について調査する必要がある。
一方、紙状アパタイトは、形状保持力が不足しており、これだけでの外方性骨誘導はできなかったが、幹細胞を担持させるためのよいキャリアであることがわかった。このことを利用して、紙状アパタイトは、組織再生工学用の細胞キャリアとして利用できる可能性を見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

候補とした二つの材料のうち、片方で外方性骨誘導が行えることを示唆する結果が得られたため。

Strategy for Future Research Activity

外方性骨誘導を誘引するためのメンブレンの形状・力学的性質・部位等の条件をつめていく。

Causes of Carryover

打ち合わせのための旅費が余ったが、2019年度4月に繰り延べになったためである。