2014 Fiscal Year Research-status Report
焼結温度調節により細胞の活動を高める機能性炭酸アパタイト骨補填材の創製
| Project/Area Number |
25463060
|
|---|
| Research Institution | Asahi University |
|---|
Principal Investigator |
田辺 俊一郎 朝日大学, 歯学部, 准教授 (60227197)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 豊 朝日大学, 歯学部, 名誉教授 (40116067)
近藤 信夫 朝日大学, 歯学部, 教授 (40202072)
川木 晴美 朝日大学, 歯学部, 講師 (70513670)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 炭酸含有アパタイト / 骨再生 / 生体親和性 / 多孔体 / 焼成温度 / バイオセラミックス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は400℃から700℃の間で焼成温度の異なるCA上でのラット頭蓋骨由来骨芽細胞（rOB）の動態解析と、ラット大腿骨骨欠損モデルへのCA填入実験による骨再生時のCAと組織応答について解析した。その結果rOBの接着と増殖はコントロールとして培養用ディッシュと同等であったが、比較に用いた水酸化アパタイト（HA）、βリン酸三カルシウム（β-TCP）はrOBの接着と増殖を阻害した。rOBの分化の検討では、高温で焼成したCA上のrOBは有意に高いALP活性を示し、ALP染色性ではCA、HAでより多数のALP活性陽性細胞が観察された。アリザリンレッド染色による石灰化度の比較では低温焼成のCAで最も濃染された。さらに、ウェスタンブロット解析を行ったところ、CA上のrOBでp38MAPKのリン酸化が顕著であった。そこでp38MAPK阻害剤存在下でのrOBの接着、増殖、分化を検討したところ、接着と増殖は骨補填材の種類有無にかかわらず、有意な差は認められなかったが、ALP活性では特にCA上のrOBにおけるALP活性が他の実験群と比較して著しく低下し、石灰化でもCAにおける染色性が顕著に低下した。
ラット大腿骨骨欠損モデルを用いた組織学的な検討から、CAおよびHAを欠損部に填入した群で新生骨の形成が顕著であり、蛍光免疫染色の結果から、CAを填入した組織では、新生骨と顆粒の間に骨芽細胞のマーカーであるオステリックスと、リン酸化p38が共に陽性の細胞が多数認められた。
さらに400℃および700℃で焼成した試作多孔体CAの硬組織誘導能を評価するため、市販のHA多孔体、β-TCP多孔体を比較対象にヌードマウス皮下への埋植実験を行い、組織標本を作製した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画を実施し、CAが既存の骨補填材であるHAやβ-TCPと比較して、 rOBの親和性と分化促進に優れた材料であり、CAの骨補填材としての有用性が確認された。さらに、CAのrOBに対する作用はp38MAPKを介した反応であることが示され、臨床的応用への有用性もより具体的に示された。これらの結果をまとめ学会にて報告し、概ね計画通りに達成することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、2年間で得られた結果の集大成として、最適化した作製条件のCAの効果と必要に応じた追加実験、および条件の異なるCAの混合材との比較検討を行い、研究の総括を行う。
① CA作製条件の最適化のため、物性解析、細胞培養系による評価を引き続き行う。
② 細胞種によって最適焼成温度が異なる可能性が考えられる場合、焼成温度の異なるCAの混合材を作製し、まず培養系で評価を行った後動物モデルへの填入実験を行い評価する。
以上の検討を行い、CAを骨補填材として実用化につなげるための基盤データを集積する。
|
