2024 Fiscal Year Research-status Report
骨補填材兼GBR用スペーサー機能をもつ炭酸アパタイト／魚コラーゲンシートの開発
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23K09372
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
工藤 景子 徳島大学, 病院, 講師 (70380029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 洋二 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 特命教授 (20200214) [Withdrawn]
福田 直志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156)
秋田 和也 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (70876028)
工藤 隆治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10263865)
高丸 菜都美 徳島大学, 病院, 講師 (40513031)
栗尾 奈愛 徳島大学, 病院, 講師 (80622141)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 炭酸アパタイト / 魚うろこコラーゲン / 顎骨再建 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）炭酸基含有量と異なる炭酸アパタイト顆粒の作製：硫酸カルシウムを出発原料とし、炭酸化、リン酸化を経て作製した。本実験では、リン酸源は0.4mol/Lのリン酸水素ナトリウムに固定し、炭酸源を3種類の炭酸水素ナトリウム（0.2、0.4、0.8 mol/L）と変えることで異なる炭酸基含有量を有する試料を調製した。炭酸基含有量はX線回折、フーリエ赤外分光光度分析、元素分析（CHN分析）で測定し、評価した。1.9%、6.1%、10.9%の3種類の炭酸含有量の炭酸アパタイト顆粒が作製できた。尚、作製した顆粒は、ふるいわけと蒸留水による洗浄・乾燥を実施し、300-600μmのサイズのものを以下の実験に用いた。
２）炭酸アパタイト顆粒と魚うろこコラーゲンとの複合体を作製：１）で作製した3種類の炭酸基含有量の炭酸アパタイト顆粒と魚うろこコラーゲン（CellcampusFD08G (Taki Chemical, Hyogo, Japan)）,の複合体を作製し、直径9mm、厚さ1mmの円柱状とした。魚うろこコラーゲンの濃度は、過去の研究結果より3%とし、魚うろこコラーゲンに対する炭酸アパタイト顆粒量は40w%とした。
３）in vitroでの検証：3種類の試料を24穴培養プレートに留置し、以下の実験を行った。１）細胞接着性の評価：近交系ラット大腿骨より初代培養した骨髄幹細胞混濁液（1x10^4個/50μL）を滴下⇒24時間培養後に、MTT assayとヘキスト33342染色で細胞接着性を評価した。炭酸基量の異なる3種類の試料において、細胞接着性に明らかな有意差はなかった。２）化誘導能（骨形性能）の評価：１）と同様に近交系ラット骨髄幹細胞混濁液を播種し、経時的に細胞増殖とアルカリホスファターゼ、タイプＩコラーゲン、オステオカルシンの遺伝子発現をリアルタイムPCRにて測定し、骨形性能として評価した。炭酸基量の異なる3種類の試料において、炭酸基量が多い試料がタイプＩコラーゲンの発現量が多い傾向があったが、明らかな有意差はなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
作製した炭酸アパタイト（3種類の炭酸含有量）と魚うろこコラーゲン複合体を用いて、in vitroとin vivoの検証まで実施予定だったが、2024年度は、初年度に引き続いての試料作製の他、in vitroまで実施したが、有意差が得られず、複数回検証を行ったため、in vitro検証の途中までしか進行していない。そのため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は作製した炭酸アパタイト（3種類の炭酸含有量）と魚うろこコラーゲン複合体を用いて、in vitro（2024年度の続き）とin vivoの検証を行う予定である。
１．in vitroでの検証（2024年度の続き）：破骨細胞による吸収性の評価：近交系ラット骨髄幹細胞をM-CSFとRANKLの存在下で破骨細胞へと分化誘導する。この細胞を複合体試料上で培養し、Pit formation assayを用いて吸収性を評価する。
２．in vivoでの検証：3種類の試料（1.9%、6.1%、10.9%の3種類の炭酸含有量の炭酸アパタイト顆粒）をWister系ラット（雄性、12週齢）の頭蓋骨にトレフィンバーで作製した直径9mmの骨欠損に移植する（ラットの場合、クリティカルサイズは9mm）。移植4、8、12、24週後に試料を摘出し、組織標本（HE染色、VG染色）やμCTを用いて、試料の吸収量、新生骨量を測定することで骨伝導能、骨置換能の検証を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）予定していた動物実験（in vivo実験）が次年度に持ち越しになったため。
（使用計画）次年度は、物品費として動物実験用の使用が多くなると予想している。
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