生体吸収性・良操作性・骨再生能を持つ多機能骨髄止血材の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09124
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 伊藤 英樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (50732707)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荏原 充宏 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (10452393) ; 宇都 甲一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (30597034) ; 加藤 竜司 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884) ; 成田 裕司 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (60378221) ; 緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70718311) ; 蟹江 慧 近畿大学, 工学部, 准教授 (80636407)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ボーンワックス / 生体吸収性 / ポリマー / ペプチド / ECM

Outline of Annual Research Achievements

骨切開を伴う手術では骨切断面から多くの出血を伴うため、一般的にはボーンワックスで骨切断面にパッキングする物理的な止血法が用いられている。しかし ボーンワックスは非分解・非吸収性であるため、残存による骨癒合・治癒阻害や術後感染等の合併症を助長する可能性がある。さらに骨癒合・再生の遅延は術後 の社会復帰を妨げ、患者のQOLに影響を及ぼす。従って、これらが解決できる新たな骨切断面に用いる止血材料の開発は多くの患者に有益である。研究代表者らは、独自技術で開発したポリカプロラクトン(PCL)をベースとした生体吸収性ポリマーと骨再生誘導ペプチドによる新規骨髄止血材料を創出してきた。しかし、 ポリマーやペプチドの設計条件によって操作性や骨再生能に影響を及ぼすことが判明した。本研究では、材料の質的向上を図るため、各設計条件を見直す基礎研究を行い、さらに前臨床研究も含めた動物実験にて有用性を検証する。本年度では、bone wax材料表面のペプチド被覆のための条件検討と、被覆量の定量化技術の開発を行った。この結果、改良BCA法によって被覆ペプチドを定量化する条件を見出すことに成功した。しかし、DOPAによるペプチド被覆技術では配列によってポリDOPA化が生じやすく、また、ペプチド配列によってはペプチドの積層化が生じてしまうことが判明したため、、積層化が少ない「安定被覆が可能な配列」を新たに見出すことが求められた。そこで、生体内タンパク質に存在しうる3残基配列を探索するため、高可溶性かつECMプロテインにも存在比の多い配列約80種類をin silicoで絞り込んだのち、in vitroスクリーニングを行ったところ、骨芽細胞の増殖と分化能を向上させるペプチド配列とその組合せを2種類発見した。