2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel osteoinductive material using cell membrane nanofragments
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18K17119
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
ハラ エミリオ・サトシ 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40779443)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生体材料 / 骨再生 / 組織工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
顎顔面領域において骨再生はインプラント治療や歯周組織再生などの治療に大変重要なステップである。しかし、長期にわたる骨再生期間やコストなどの問題点が残っており、短期間、安価かつ簡便に骨再生を実現する医用材料の創製が期待されている。
我々はこれまで、生体内（マウス大腿骨骨端部）における初期骨形成過程を材料学的に検討し、興味深いことに、細胞膜断片（ナノフラグメント）から骨形成が開始することを見出した。
本研究では、ナノフラグメントを用いた早期骨再生誘導材料の開発を目的に、培養細胞からナノフラグメント作製方法の確立、ならびにナノフラグメントを用いた骨再生におけるナノフラグメント使用方法の最適化を検討した。
細胞破壊方法の検討について、超音波時間3分でより小さい（150nm以下）、均一なナノフラグメントが得られた。超音波時間30秒では、不均一なナノフラグメント（平均250nm）が得られた。Triton0.1%および1%で処理したサンプルには膜状のようなものも認められた。また、凍結乾燥させたサンプルのサイズは大きく、マイクロレベルだった。次に、超音波3分法を用いた細胞破壊を行い、Suskiら（NatProtoc,2014）の遠心分離プロトコルに基づいて、超遠心機を用いたナノフラグメントの単離法を確立した。そして、単離したナノフラグメントは僅か２日間で石灰化することを明らにした。
次に、初期石灰化誘導したナノフラグメントをハイブリッド材料として用い、マウス頭蓋骨欠損部位に移植した。その結果、2週間では、欠損部位が半分程度再生され、6週間では欠損部位全体が再生された。
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