2014 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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| Outline of Annual Research Achievements |
将来目標は、歯肉のズレ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利用し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粗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ことを目的とした。
本年度は、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計画した。その際、比較対象としてパターン化コンポジットレジンを用いた。検討項目として、歯周組織周辺での使用を考え歯肉および歯根膜線維芽細胞を用い細胞接着、細胞増殖の検討を主に計画した。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や、また修正追加として分化能を持つ細胞による分化への影響を計画した。
細胞接着の結果では、パターンのサイズや形状により細胞接着数が変化し、ホール形状の小さなパターンで高い値を示した。一方、初期の細胞剥離試験では、より大きなサイズのパターンで抵抗性を示した。これらのことは、生体内でのパターン設計の際に重要となると考えられる。また、グルーブ上にて線維芽細胞を培養したところ、細胞の配向と細胞が産出する細胞外マトリックスの配向が観察された。これらのことは、パターン設計により細胞の配向や細胞外マトリックスの配向をコントロールできることを示している。
さらに、パターンによる分化誘導への影響に関しては、アルカリフォスファターゼ活性を染色法にて検討しているが、パターン間で大きな違いは見られなかった。今後、材料による影響等、詳細に検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度の結果より、明らかにパターン化することによる効果を発見することができた。
（１）細胞接着・剥離試験において、パターンのサイズや形状により大きな効果があることが分かった。
（２）パターンの設計により、細胞の配向や細胞外マトリックスの形状にまで影響を及ぼすことが分かった。
このことは、パターン設計により、歯周組織再生へ向けて大きな前進となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に得られた結果をさらに発展させる方向へ進める。材質として、コラーゲンとコンポジットレジンの使用に加え、さらに柔軟性および強度を持った生体材料でパターン化を検討し、より応用へ向けた検討を行えるようにする。そして、パターンの材質による比較や、材質が細胞外マトリックス産生に対する影響を詳細に検討する。その際、歯肉細胞、歯根膜細胞、骨芽細胞、歯髄細胞などを用いて異なった細胞に対する影響を検討する。パターン形状に関しては、より作製が難しい階層化3D構造の作製法を検討する。
予想以上に研究が進行しているため、ナノインプリント以外の微細構造作製法をとり入れ、研究レベルを引き上げ、さらに加速して成果を出していきたい。研究費範囲内でどこまでできるかが課題であり、共用施設等を利用して解決していきたい。
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