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2021 Fiscal Year Research-status Report

Application of self-setting beta-tricalcium phosphate granular cement for bone regeneration and bone augmentation by controlling interconnected pores

Research Project

Project/Area Number 21K17091
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

福田 直志  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Keywordsβ-TCP / 自己硬化性 / 顆粒セメント / α-TCP / 垂直的骨造成 / 骨再建
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、研究代表者が開発した自己硬化型β型リン酸三カルシウム顆粒セメント(β-TCPGC)を改良することで、連通気孔径を拡大制御し材料内部へ骨関連細胞や微小血管が早期侵入できるシステムを構築することを目的としている。本年度は、まず、β-TCPGCへ添加する気孔形成材料(ポロジェン)の候補であるα型リン酸三カルシウム(α-TCP)と硫酸カルシウム単独の生体内挙動を確認するために、実験動物を用いて予備的観察を行った。いずれも組織為害性は認めなかったが、硫酸カルシウムは生体内での溶解速度が速く、十分な移植ボリュームが維持できないものと考えられ、以降の検討についてはα-TCPをポロジェンとして採用することとした。次いで、ポロジェン添加β-TCPGC(p-β-TCPGC)の組成を最適化するために、粒径300~600 μmのα-TCP顆粒およびβ-TCP顆粒を6種類の重量比(α:β=0:10、2:8、4:6、6:4、8:2、10:0)になるように混合した。各々の重量比で混合した顆粒と練和液であるリン酸水素カルシウム飽和20 mmol/Lリン酸を反応させて硬化反応を観察したが、いずれも過不足なく硬化した。硬化後の試料はX線回折を行い、いずれの試料も新たに析出したリン酸水素カルシウム(DCPD)で硬化することが確認された。また、添加するα-TCPの量が増加するにつれて内部に形成されるDCPD量は減少し、硬化後の試料は脆くなる傾向を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度の研究で6種類のp-β-TCPGCが調製された。今後、強度試験や溶解試験等を行ったうえで候補を3種類程度に絞って以降の細胞実験や動物実験を行う予定である。しかしながら、昨今のCOVID-19の影響により出張あるいは日常業務にも制限がかかっている状況で、研究自体の進行速度は遅れている。動物実験についても施設から可能な限り縮小するよう指示があり、十分に準備が進んでいない。

Strategy for Future Research Activity

まず、p-β-TCPGCの各種物性評価が急務の課題である。次年度で十分な成果を得るために強度試験や細孔分布分析、溶解度試験については外部委託を検討している。細胞実験は生体内環境を完全に再現しておらず、本材料の有効性検証は動物実験が優先と考え、細胞実験は時間的余裕が確保される場合に実施する予定である。動物実験については、開始が遅れると予想されるが実施は可能であるので準備が出来次第併行して行う。予定の術後期間をおいて実験試料の摘出を行い、μCTによる形態学的な観察を行うとともに、病理組織切片を作製し組織学的観点からp-β-TCP GCの気孔変化における細胞・血管の侵入程度、骨伝導性、骨置換性の差を探索する。

Causes of Carryover

昨今のCOVID-19の影響により研究自体の進行が遅れているため次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した研究費と合わせて、外部委託を予定している強度試験や細孔分布分析、溶解度試験の委託試験料に使用し、また、実験動物購入、組織標本作製費用に使用する予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Alveolar ridge preservation in beagle dogs using carbonate apatite bone substitute2022

    • Author(s)
      Fukuda Naoyuki、Ishikawa Kunio、Miyamoto Youji
    • Journal Title

      Ceramics International

      Volume: 48 Pages: 1796~1804

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2021.09.260

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association of PD-L1 and ZEB-1 expression patterns with clinicopathological characteristics and prognosis in oral squamous cell carcinoma2022

    • Author(s)
      Takamaru Natsumi、Fukuda Naoyuki、Akita Kazuya、Kudoh Keiko、Miyamoto Youji
    • Journal Title

      Oncology Letters

      Volume: 23 Pages: -

    • DOI

      10.3892/ol.2022.13195

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Staged Sinus Floor Elevation Using Novel Low-Crystalline Carbonate Apatite Granules: Prospective Results after 3-Year Functional Loading2021

    • Author(s)
      Ogino Yoichiro、Ayukawa Yasunori、Tachikawa Noriko、Shimogishi Masahiro、Miyamoto Youji、Kudoh Keiko、Fukuda Naoyuki、Ishikawa Kunio、Koyano Kiyoshi
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 14 Pages: 5760~5760

    • DOI

      10.3390/ma14195760

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 骨補填材としての炭酸アパタイトの現状と今後の展開2021

    • Author(s)
      宮本洋二,福田直志,秋田和也,工藤景子,栗尾奈愛
    • Journal Title

      日本顎顔面インプラント学会誌

      Volume: 20 Pages: 88~95

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A clinical study on malignant lymphomas arising in the oral region2021

    • Author(s)
      Yamamura Yoshiko、Mano Takamitsu、Kamada Kumiko、Yokota Miho、Fukuda Naoyuki、Takamaru Natsumi、Kudoh Keiko、Kurio Naito、Miyamoto Youji
    • Journal Title

      Journal of Japanese Society of Oral Oncology

      Volume: 33 Pages: 35~40

    • DOI

      10.5843/jsot.33.35

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 炭酸アパタイト顆粒(サイトランスグラニュール)の歯槽骨造成術およびソケットプリザベーションへの応用2022

    • Author(s)
      秋田和也,福田直志,髙丸菜都美,工藤隆治,工藤景子,栗尾奈愛,高橋章,宮本洋二
    • Organizer
      第50回 日本口腔外科学会中国四国支部学術集会
  • [Presentation] 歯性感染症により発症した側頭部ガス壊疽の1例2022

    • Author(s)
      鎌田 久美子, 栗尾 奈愛, 上杉 篤史, 横田 美保, 秋田 和也, 福田 直志, 山村 佳子, 工藤 隆治, 髙丸 菜都美, 工藤 景子, 高橋 章, 宮本 洋二
    • Organizer
      第50回 日本口腔外科学会 中国四国支部学術集会
  • [Presentation] 嚢胞摘出後の骨欠損を炭酸アパタイト製骨補填材で即時再建した1例2021

    • Author(s)
      福田直志,髙丸菜都美,秋田和也,椋本修平,工藤景子,宮本洋二
    • Organizer
      第66回 日本口腔外科学会総会・学術大会
  • [Presentation] 炭酸アパタイトハニカムブロックを用いたベニアグラフトの実験的検討2021

    • Author(s)
      福田直志,秋田和也,髙丸菜都美,工藤景子,宮本洋二
    • Organizer
      第25回公益社団法人日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
  • [Presentation] 炭酸アパタイト製骨補填材による広範囲骨欠損の即時再建2021

    • Author(s)
      福田直志,秋田和也,椋本修平,髙丸菜都美,工藤景子,宮本洋二
    • Organizer
      第51回 公益財団法人日本口腔インプラント学会学術大会
  • [Presentation] マイクロファイバーを用いた多孔質炭酸アパタイトの開発とウサギ頭蓋骨における組織学的評価2021

    • Author(s)
      秋田和也,福田直志,椋本修平,鎌田久美子,髙丸菜都美,工藤景子,栗尾奈愛,宮本洋二
    • Organizer
      第75回 NPO法人日本口腔科学会学術集会
  • [Presentation] 炭酸アパタイト顆粒(サイトランスグラニュール)を用いて歯槽骨造成を行った2例2021

    • Author(s)
      秋田和也,福田直志,鎌田久美子,上杉篤史,山村佳子,工藤隆治,髙丸菜都美,工藤景子,栗尾奈愛,高橋章,宮本洋二
    • Organizer
      第68回 NPO法人日本口腔科学会中国・四国地方部会
  • [Presentation] 炭酸含有量の異なる多孔質炭酸アパタイト顆粒の開発2021

    • Author(s)
      秋田和也,福田直志,椋本修平,髙丸菜都美,工藤景子,都留寛治,石川邦夫,宮本洋二
    • Organizer
      第51回 公益財団法人日本口腔インプラント学会学術大会
  • [Presentation] 炭酸アパタイト顆粒と魚うろこコラーゲンの複合化による新規骨補填材の開発2021

    • Author(s)
      工藤景子,福田直志,秋田和也,工藤隆治,椋本修平、髙丸菜都美、栗尾奈愛,鎌田久美子,宮本洋二
    • Organizer
      第66回 日本口腔外科学会総会・学術大会

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Published: 2022-12-28  

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