骨形成におけるROSの影響とそれを抑制するインプラント表面の設計

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10228
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 尾立 哲郎 長崎大学, 病院(歯学系), 講師 (70513167)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤瀬 隆 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (80253681) ; バラネザハド アリレザ 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (00608870)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: インプラント / ROS

Outline of Annual Research Achievements

近年、生体材料が周囲組織・細胞に及ぼす以外作用と細胞に加わる酸化ストレスとの関連性が指摘されている。酸化ストレスとは、細胞内の活性酸素種 (ROS)レベルの上昇に伴い、superoxide dismutase, catalase, glutathione perosidaseなどの細胞内ROS消去システムが破綻した結果、細胞活性や機能の喪失、アポトーシスやオートファジーなどの細胞死を誘導する。細胞内ROSは紫外線や電離放射線、化学物質などの外部からの物理的刺激によって過剰に発生する。また、酸化ストレスは生体材料に対する細胞の反応においても観察され、生体親和性が高いとされるチタン表面においても、細胞内ROSレベルの上昇が報告されているが、現時点で骨芽細胞の分化や骨形成に対する酸化ストレスの影響についての報告はない。
本研究では骨芽細胞の分化、1.骨形成におけるROSの影響を検討し、2.ROSの影響を阻害する、または回復させる基質を検索し、3.インプラント表面をROSの観点から設計することを目的としている。
前年度光析出法を用いてチタン表面にSiを担持させようとしたが、EDSおよびXPSで測定した結果、期待したほどのSiの残留が認められなかった。今年度においては、光源として高出力の紫外線照射器を購入し、再度光析出法を試しているところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでの研究によりSiイオンが抗酸化遺伝子発現を亢進差焦ることが示されている。
光析出法を用いて、チタン表面にSiを担持させることを試みており、光源の強度および波長について検討しているところである。

Strategy for Future Research Activity

Siを担持させたチタンディスク上で、骨芽細胞用細胞を培養し、RNAを回収して遺伝子発現の検索を行う予定としている。

Causes of Carryover

細胞培養まで行う予定であったが、試料の作成に時間がかかっているため。
実施予定であったrt-PCRを次年度に行う予定であり、実験に必要な消耗品の購入に使用する。