2013 Fiscal Year Research-status Report
三次元構造再生を目指した歯周組織再生用マイクロ・ナノパターン化シートの開発
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25463047
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
赤坂 司 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (00360917)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノインプリント / 歯周組織再生 / ゼラチン / マイクロ・ナノパターン |
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| Research Abstract |
将来目標は歯肉のずれ落ちを治療するための歯周組織再生を簡単に行える人工歯根膜シートの開発である。本研究課題では、ナノインプリント法を用いコラーゲンやアパタイトでマイクロ・ナノ構造を持つ歯周組織再生用シートを作製し、各パターンとの細胞応答性を検討する。初年度は、主に（１）コラーゲンパターン化シートの作製、（２）アパタイトパターン化シートの作製、（３）得られたシート物性の測定を計画した。
（１）パターン化コラーゲンシート：パターン化コラーゲンシートの作製は、室温ナノインプリントにより成形し、適当な架橋を施すことにより、マイクロ・ナノパターンを作製できた。より詳細には、冷水魚由来のゼラチンを原料として、マイクロ・ナノパターンのレプリカモールドを用いて室温ナノインプリントすると、500nmレベルまでのパターンを再現できることが分かった。また、架橋処理条件を詳細に検討した結果、培地中でも十分耐えうる架橋条件があることが分かった。強度およびパターン再現性合わせ持つ作製法の発見により、次年度以降の細胞を使用した培養検討が可能となった。
（２）アパタイトシートの作製：パターン化アパタイトシートの作製は、α-TCPと酸を使用したアパタイトセメント方がマイクロ・ナノパターンを作製するのに適していることが分かった。α-TCPと酸の混合比および硬化時間、モールドの材質を詳細に検討した結果、適度な粉液比で１日から３日間シリコーンモールドを用いて硬化させると、多くの面積でマイクロ・ナノパターンの形成が確認された。世界的にも500nmレベルまでのアパタイトパターン形成は珍しいので、本方法は評価できると考えられる。また得られたパターンの溶解性検討の結果、初期に酸を放出するものの、１時間の培地浸漬洗浄により、細胞培養に十分耐えうるものであることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、主に（１）コラーゲンパターン化シートの作製、（２）アパタイトパターン化シートの作製、（３）得られたシート物性の測定を計画した。
実際の研究の結果、（１）コラーゲンパターン化シートの作製、（２）アパタイトパターン化シートの作製では、当初の計画どうりに、細胞培養に耐えうる強度のマイクロ・ナノパターン化シートが作製でき、その際に、物性も評価したため、「おおむね順調に進展している」の評価は妥当と考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに作製できているパターン化アパタイトおよびパターン化コラーゲンを持いて検討を行う。その際、歯周組織周辺での使用を考え、歯肉繊維芽細胞を用い細胞接着、細胞増殖を主に検討する。特に、本年度は細胞が産出する細胞外マトリックスのでき方を詳細に観察する（細胞産生コラーゲンが、パターンのどの位置で産生沈着するのかを検討）。また、修正追加として間葉系幹細胞による分化の影響を検討する。また早急の課題として幹細胞の分化状態（骨系や脂肪系の方向、または初期化方向など）を検討する。
比較材料として他のバイオマテリアルでのパターン化シートの作製を検討し、多糖系アルギン酸、セルロース、キトサンをはじめとして、一般的なポリスチレン、PMMA などでもナノインプリントによりパターン化フィルムを作製検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
未使用金額は３円であり、物品等を購入できる金額では無かったため。
次年度の受入額とあわせて使用する予定である。
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Research Products
(3 results)
