2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド界面制御と破骨細胞制御による新しい骨再生医療用生体吸収性材料の創製
| Project/Area Number |
25420036
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
田中 基嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30346085)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 骨再生医療用生体吸収性材料 / ハイドロキシアパタイト / 生体吸収性ポリマー / 界面制御 / 破骨細胞 / 細胞挙動制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
粒子／母材間の界面接着状態を飛躍的に改善可能なハイブリッド界面制御，最適な母材の選択，剛性変化を設計することによる破骨細胞の基質融解挙動制御を組み合わせて，治療初期は人工骨そのものが骨機能代替を果たすとともに，骨芽細胞による骨形成を促進するだけでなく，破骨細胞による人工骨分解・吸収を両立し，加水分解によって人工骨が「やわらかく」なると破骨細胞を徐々に不活性に制御することが可能な，高特性・高機能な骨再生医療用足場用ハイドロキシアパタイト粒子／生体吸収性ポリマー複合材料を創製することを目的とした．最終年度の主な成果は以下のように要約される．１）弾性率を変化させたポリカプロラクトンおよびハイドロキシアパタイト／ポリカプロラクトン複合材基質上で破骨細胞を培養し，カテプシンK蛍光染色を実施した結果，約0.3～0.7 [GPa]の範囲内では，基質弾性率の増加にともなって破骨細胞の活性化率が増加することを定量的に評価した．２）ハイドロキシアパタイト／ポリカプロラクトン複合材基質の場合では，ポリカプロラクトン基質の場合と比べて破骨細胞数が減少した．これは，ハイドロキシアパタイトから放出されるリン酸イオンもしくは微小な基質表面凹凸が原因であると考えられた．
研究期間を通じて得られた主な知見を以下に示す．●ハイブリッド界面制御により，破壊特性の向上と加水分解速度の向上を両立するハイドロキシアパタイト／生体吸収性ポリマー複合材足場の創製が可能となった．●ポリカプロラクトンおよびハイドロキシアパタイト／ポリカプロラクトン複合材基質の弾性率の制御により，破骨細胞の代謝挙動を制御できることが示唆された．●ハイドロキシアパタイトと炭酸アパタイトの併用により，骨芽細胞と破骨細胞を同時に制御し得る微視構造を設計できることが示唆された．
|
