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2009 Fiscal Year Annual Research Report

高機能人工骨の創製

Research Project

Project/Area Number 20240043
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鄭 雄一  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (30345053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 酒井 崇匡  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (70456151)
Keywords生体材料 / トランスレーショナル・リサーチ / 再生医学 / 生理活性
Research Abstract

1.リン酸カルシウム造形法の研究
平成20年度に引き続き、オーダーメード型人工骨の形状、操作性、分解吸収性、強度の向上に関する研究、及びテトラポッド型微小人工骨の強度と分解吸収性の向上に関する研究を行った。具体的には、平成20年度の結果を再確認するとともに、細かいパラメーターの最適化を行った。
2.生理活性物質の同定と付与方法の研究
20年度に引き続き、バイオセンサーによる骨形成性生理活性物質同定と作用機序の分子生物学的解析、及びリン酸カルシウムに付与する際の最適な送達制御法の解明を行った。具体的には、平成20年度に同定された生理活性物質(特に低分子化合物)に関してより詳細な作用機序を明らかにするとともに、送達方法を最適化した。また、バイオセンサーによるスクリーニングを継続した。
3.動物実験での検証
高機能人工骨の試作:上記1,2の成果を総合して、高機能人工骨の作製に着手した。具体的には、インクジェットプリンターを用いて、生理活性物質であるFGF2およびBMPシグナルとRunx2シグナルを活性化するプラスミドを内包するナノミセルを望みの位置に望みの量噴霧することを試みた。
動物実験による安全性・有効性の証明:C57BL/6マウス頭蓋骨臨界骨欠損(直径5mm)に埋植し、その骨誘導性、生体親和性、免疫反応について血液生化学的、組織学的、放射線学的に評価する。埋植1、2、3週後、1、2、4、6ヶ月後に安楽殺し、血液生化学的検討と埋入部の肉眼的及び放射線学的(X線、CT)評価とともに、組織切片(脱灰及び非脱灰)を作製してHE染色、von Kossa染色、I型コラーゲン・オステオカルシン免疫染色などで骨再生を評価した。マウスでは、FGF2を用いた場合でも、プラスミドを内包するナノミセルを用いた場合でも良好な結果が得られた。これを受けて、ビーグル犬の頭蓋骨欠損(径2cm)に埋植する実験の準備を行った。

  • Research Products

    (15 results)

All 2009 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Maxillofacial reconstruction using custom-made artificial bones fabricated by inkjet printing technology2009

    • Author(s)
      Saijo H, Kanno Y, Igawa K, Mori Y, Kondo K, Shimizu K, Suzuki S, Chikazu D, Iino M, Sasaki N, Anzai M, Chung U, Takato T.
    • Journal Title

      J Artif Organs 12

      Pages: 200-205

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bone Regeneration Using Collagen Type I Vitrigel with Bone Morphogenetic Protein-2009

    • Author(s)
      Zhao J, Shinkai M, Takezawa T, Ohba S, Chung U, Nagamune T.
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng 107

      Pages: 318-323

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Haematopoietic stem cells depend on Gas-mediated signalling to engraft bone marrov2009

    • Author(s)
      Adams GB, Alley IR, Chung U, Chabner KT, Marsters ES, Chen M, Weinstein LS, Kronenberg HM, Scadden DT.
    • Journal Title

      Nature 459

      Pages: 103-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bone regeneration within a tailor-made tricalcium phosphate bone implant with both horizontal and vertical cylindrical holes transplanted into the skull of dogs.2009

    • Author(s)
      Choi SJ, Lee JI, Igawa K, Sugimori O, Suzuki S, Mochizuki M, Nishimura R, Chung UI, Sasaki N.
    • Journal Title

      J Artif Organs 12

      Pages: 274-277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tissue engineering of bone and cartilage.2009

    • Author(s)
      Ohba S, Yano F, Chung U.
    • Journal Title

      IBMS Bone KEy 6

      Pages: 405-419

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Manufacturing of artificial bones using 3D inkjet printing technology.2009

    • Author(s)
      Chung U.
    • Journal Title

      Int J Automation Technology 3

      Pages: 509-513

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selection of highly osteogenic and chondrogenic cells form bone marrow stromal cells in biocompatible polymer-coated plates.2009

    • Author(s)
      Liu G, Ogasawara T, Watanabe J, Ishihara K, Asawa K, Chung U, Moro T, Takatori T, Takato T, Nakamura K, Kawaguchi H, Hoshi K.
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res A 92A

      Pages: 1273-1282

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3D spheroid culture system on micropatterned substrates for improved differentiation efficiency of multipotent mesenchymal stem cells.2009

    • Author(s)
      Wang W, Itaka K, Ohba S, Nishiyama N, Chung U, Yamasaki Y, Kataoka K.
    • Journal Title

      Biomaterials 30

      Pages: 2705-2715

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temporal and spatial changes in element distribution in bone and cartilage.2009

    • Author(s)
      Yamamoto K, Igawa K, Ueno H, Yano F, Chung U, Koshima I.
    • Journal Title

      J Orthop Sci 14

      Pages: 190-203

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of the core element responsive to Runx2 in the promoter of human type X collagen gene.2009

    • Author(s)
      Higashikawa A, Saito T, Ikeda T, Kamekura S, Kawamura N, Kan A, Oshima Y, Ohba S, Ogata N, Nakamura K, Chung U, Kawaguchi H.
    • Journal Title

      Arthritis Rheum 60

      Pages: 166-178

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] C/EBPss promotes transition from proliferation to hypertrophic differentiation of chondrocytes through transactivation of p57Kip2.2009

    • Author(s)
      Hirata M, Kugimiya F, Ohba S, Kawamura N, Ogasawara T, Kawasaki Y, Fukai A, Ikeda T, Nakamura K, Chung UI, Kawaguchi H.
    • Journal Title

      PLoS ONE 4

      Pages: e4543

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 三次元造形技術を用いた人工骨の開発2009

    • Author(s)
      鄭雄一
    • Organizer
      第18回日本コンピューター外科学会
    • Place of Presentation
      東京大学鉄門記念講堂(東京都)
    • Year and Date
      2009-11-22
  • [Presentation] Signaling factors coordinating chondrogenesis and osteogenesis in endochondral bone development.2009

    • Author(s)
      Chung U.
    • Organizer
      The 26th Naito Conference on Osteobiology
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-11-04
  • [Remarks]

    • URL

      www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工骨構成ユニット及び人工骨構成システム2009

    • Inventor(s)
      鄭雄一, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Number
      2009-171665
    • Filing Date
      2009-07-22

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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