2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ周期構造を利用した間葉系幹細胞自己生成組織の線維強化と軟組織修復の高度化
| Project/Area Number |
25282134
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
藤江 裕道 首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (20199300)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 憲正 大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 招へい教授 (50273719)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | バイオメカニクス / 間葉系幹細胞 / 自己生成組織 / ナノ加工 / 軟組織修復 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成２５年度の検討結果を受けて，チタンにおけるナノ加工条件の最適化を図った．その結果，MSCの伸展度合いを最適にする条件は，パルス時間幅190 fs，レーザフルエンス0.5 J/cm2，走査速度1200 mm/minであることが分かった．
力学試験機および解析手法に改良を加えるとともに，ナノ加工や細胞培養の条件等の見直しを行った．PDMS状のナノ溝周期構造を加工してNano-scSATの生成を行い，原子間力顕微鏡，レーザー顕微鏡，力学試験装置を用いてscSATの形態特性と力学特性を調べた．また，ナノ構造上でのscSAT生成とは別に，コラーゲンシート状でscSATを培養し，scSAT/コラーゲン複合体を作成し，上記と同様に培養条件やコラーゲンシートの特性などについてデータをまとめた．その結果，Nano-scSATおよびscSAT複合体は，通常のscSATよりも力学特性が優れていることが分かった．
家兎の大腿骨荷重部に部分欠損を作成し，上記で生成したNano-scSATおよびscSAT複合体を他家移植した．また，ラットの膝蓋腱中央部に欠損を作成し，scSAT複合体を他家移植した．移植４時点では，いずれも良好な肉眼所見を示し，修復が確認された．
Nano-scSATおよびscSAT複合体を生成するための条件を明らかにした．さらに，これらの材料を用いた軟骨修復，および腱（靭帯）修復実験を行い，移植後一ヶ月においては，良好に治癒することを確認した．移植期間３ヶ月の試料については平成２７年度に観察，解析を行う予定である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
間葉系幹細胞から二種類の方法でscSATを生成する方法を開発し，それらの生成における最適条件を求めることができた．さらに，生成した両scSATを用いた軟骨と腱の修復実験も実施し，良好な治癒生成を得た．実験計画通りに研究が実施できていると考えられる．
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画を基本とし，平成２６年度に得られた研究結果を分析して研究計画の微修正（改善）を行う．ナノ構造上で生成するNano-scSATについては，概ね，当初の研究計画に従って研究を進める．コラーゲンシートと複合させたscSAT複合体については，興味深い結果が得られているので，シートの厚さや培養期間などについて条件を変えた実験を計画・実行する．また，両材料の検討において，治癒組織の力学特性のみならず，生成タンパクの分析等を行って，組織修復に関する詳細な結果を得る．
|
| Causes of Carryover |
研究が予想以上に進捗し，幹細胞とコラーゲンシートを複合させたscSAT複合体に関する検討を行う用意が整った．その検討を実施するために若干の経費が必要となり，次年度に若干の予算を回すこととした．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画以外に，scSAT複合体の培養・生成のために経費として次年度使用額を使う．
|
-
[Journal Article] Osteochondral repair using a scaffold-free tissue engineered construct derived from synovial MSCs and a hydroxyaptite-based artificial bone2014
Author(s)
Shimomura K, Moriguchi Y, Ando W, Nansai R, Fujie H, Hart David, Gobbi A, Kita K, Horibe S, Shino K, Yoshikawa H, Nakamura N
-
Journal Title
Tissue Engineering Part A
Volume: 20
Pages: 2291-2304
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Patent(Industrial Property Rights)] 力学試験装置2014
Inventor(s)
守本梯三, 柴田幸也, 藤江裕道
Industrial Property Rights Holder
テクノロジーサービス
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
5614788
Filing Date
2014-05-07
Acquisition Date
2014-09-19
