2021 Fiscal Year Research-status Report
軟骨・骨組織誘導性ハイブリッド生体材料開発による新規関節軟骨再建法構築と臨床応用
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19K19159
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
高畠 清文 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (70736537)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハニカムTCP / 軟骨組織再生 / 骨組織再生 / 人工生体材料 / 幾何学的構造 / 軟骨・骨組織連続誘導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在までに申請者らは、骨組織誘導能・生体親和性に優れているリン酸三カルシウム（Tricalcium phosphate:TCP）に直線的貫通孔をハニカム状に配列させた新規生体材料ハニカムTCPを開発し、その幾何学的構造（直線的貫通孔の孔径）を変化させることにより、骨組織と軟骨組織を特異的に誘導することに成功している。そこで、本研究では変形性膝関節症等の疾患に対して、既存膝関節の軟骨組織相当部に軟骨組織を、骨組織相当部に骨組織を同時かつシームレスに組織が連続した状態で誘導可能な新規生体材料を開発することを目的をした基礎研究を行なっている。2020年度までにおいて、ウサギ膝関節でハニカムTCPにより、既存骨組織相当部に旺盛な骨組織形成、軟骨組織相当部にわずかに軟骨組織形成を誘導することに成功している。そこで、2021年度はハニカムTCPで軟骨組織を特異的に誘導する最適条件の検討に取り組んだ。その結果、孔径300μmの直線的貫通孔を有するハニカムTCPに軟骨組織誘導因子として報告されているGDF-5やTGF-βをBMP-2とともに添加することにより、より旺盛な軟骨組織形成がウサギ膝関節軟骨相当部に認めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規生体材料ハニカムTCPをウサギ膝関節欠損モデルに移植することで、既存骨組織相当部に骨組織を、軟骨相当部に軟骨組織を誘導することに成功しており、概ね順調に進展している。現在誘導した硬組織が経時的にどのように形態・組織変化するのか、または生理的に機能するかの検討が今後必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、ハニカムTCPをウサギ膝関節欠損モデル移植後１ヶ月で摘出、組織学的検討を行なっているが、３、６ヶ月の長期経過観察が必要と考えられる。また更なる最適条件として、添加する成長因子の濃度や種類についても検討が必要である。
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| Causes of Carryover |
本年度はウサギを用いた動物実験において、ハニカムTCPを用いて膝関節に旺盛な軟骨組織再生する最適条件（ハニカムTCPの直線的貫通孔の孔径、成長因子（BMP-2,GDF-5, TGF-β）の含有量）の決定を検討していた。軟骨組織形成に適した条件の検討はおおむね順調であった。しかし、統計学的検討するための個体数が達していないため、次年度使用額が生じた。2022年度も引き続き直線的貫通孔の孔径、成長因子（BMP-2,GDF-5, TGF-β）の含有量）の条件設定および統計学的検討可能な個体数を得るための動物実験を行う予定である。
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