Evaluation of implant capability from the aspect of cellular morphology regulation by surface topography and osteoimmunology

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10054
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 荻野 洋一郎 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (50380431)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古谷野 潔 九州大学, 歯学研究院, 特別教員 (50195872) ; 高橋 良 九州大学, 歯学研究院, 助教 (60637924)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: インプラント / 表面形状 / 骨芽細胞 / 破骨細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、インプラント体（チタンディスク）と生体の要素（細胞種）を複数条件設定し、それぞれの条件下における細胞の挙動を検証することを目的としている。
破骨細胞用細胞の形成において、細胞種を新規購入した分で研究を行った。細胞の形成についてはreceptor activator of nuclear factor-kappa B ligand（RANKL）とtumor necrosis factor-alpha （TNF-α）とし、RANKLのみの誘導とRNAKL＋TNF-alphaの2種類を用いた誘導とした。この条件では、後者の方が誘導能が高かったが、両者の条件下での実験を行うこととした。また、骨芽細胞関連因子として、bone morphogenetic protein（BMP)を追加して培養を行った。上記の条件下でBMPについてはBMP-2と-3を用いて培養を行ったところ、破骨細胞様細胞（tartrate-resistant acid phosphatase＝TRAP陽性多角細胞）の数は変わらなかったが、細胞面積はBMP-3の添加により減少し、細胞の融合能に影響を与えていることが考えられた。
またトランスウェルを用いた細胞の遊走能の評価については、チタン上でRAW細胞を培養すると、マウス胚細胞由来間葉系幹細胞株 C3H10T1/2 細胞の遊走は促進されることがわかり、チタンによってRAW細胞が刺激され、走化性因子の産生促進が考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究協力者の退職によるマンパワー不足が主な要因である。

Strategy for Future Research Activity

今後は、チタン上のRAW細胞が産生している走化性因子の同定を目標に行う。また、チタンの表面性状によって引き起こされる変化と、破骨細胞様細胞の分化の違いによって走化性がどのように変化するか、経時的な観点からの変化も検証したいと考えている。

Causes of Carryover

本来は、2023年度までの残額は、国内、国外で開催される出張旅費として確保していた予算であったがコロナ禍で学会出張はほとんどなじゃったために計上できなかった金額である。新年度以降も当初の購入予定物品は現在のところ確保できており、必要に応じて物品の購入を行う予定であり、今後も当該研究に関わる出張を行う場合は、旅費として計上する予定である。