2013 Fiscal Year Research-status Report

インプラント治療におけるiPS細胞を用いた再生骨の長期安全性に関する研究

Research Project

Project/Area Number	25463064
Research Institution	Fukuoka Dental College
Principal Investigator	城戸寛史福岡歯科大学, 歯学部, 教授 (90169897)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	茂野啓示京都大学, 再生医科学研究所, その他 (00162587) 寺岡啓独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00357542) 森永健三福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (10509061) 山本勝己福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (70425312) 園田勉独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80357334) 渡津章独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90358375) 加倉加恵福岡歯科大学, 歯学部, 助教 (90465740)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords	インプラント / 骨再生 / iPS細胞 / 安全性 / チタンコーティング
Research Abstract	京都大学再生医科学研究所の中村らはビーグル犬の胎児の皮膚の細胞に４つの遺伝子（Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc）と４つの化合物を加えてiPS細胞を作製することに世界で初めて成功している。そこで，中村らの方法に従ってビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みたが、安定したiPS細胞の樹立結果が得えられていない．樹立後の細胞による骨再生方法を検討するため，スフェロイド化した骨芽細胞の移植による骨再生方法を試みた．その結果，ラットの頭蓋骨の骨欠損モデルにおいてスフェロイド化した骨芽細胞の移植によって骨の再生スピードが有意に早く，骨量も多いことが確認された．臨床で使用されているインプラントに類似した形態で，犬下顎骨への埋入を考慮した形態を検討した結果，直径2.5 mm長さ8 mmで，スレッドタイプとシリンダータイプの両方を試作することとした．また，臨床で使用されているインプラントは表面粗さ２μm程度の「中糖度の粗さ」に分類されるものが良好な臨床成績が報告されているため，実験用インプラントにも適度な粗さを与える方法が検討された．チタン製インプラントにブラスト処理と酸エッチング処理を行い，シリコン印象材にて陰型を作成して，樹脂を注入しプラスチックインプラントを完成した．この表面にスパッタリング法によってチタン薄膜をコーティングしたところ，約100 nmのチタン薄膜が電子顕微鏡で確認され，表面性状もオリジナルのチタンインプラントの性状を忠実に複製していた．この粗面の実験用インプラントをラット脛骨に埋入して組織学的に評価したところ骨とチタン薄膜の間に直接の接触が確認された．また，インプラント周囲の骨の密度を評価したところ，滑面のインプラントと比較して，よりインプラント表面に近い部で骨密度が高くなることが観察された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 京都大学再生医科学研究所の中村らはビーグル犬の胎児の皮膚の細胞に４つの遺伝子（Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc）と４つの化合物を加えてiPS細胞を作製することに世界で初めて成功している。そこで，中村らの方法に従ってビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みたが、安定したiPS細胞の樹立結果が得えられていないためである．
Strategy for Future Research Activity	ビーグル犬のiPS細胞の使用は，長期的な安全性の評価に有効であると考えられる．したがって，引き続きビーグル犬のiPS細胞の樹立を試みる．しかし，細胞の樹立が難しい場合は，本研究の進行が難しい．そこで，すでにiPS細胞の樹立が確立されているラットモデル等を使用し，できるだけ長期間の飼育を行うような代用の動物モデルについても同時に検討する．
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	ビーグル犬のiPS細胞樹立の行程が遅れているため、関連の試薬、器材の購入がなかったため次年度使用顎が発生した。行程の遅れているビーグル犬のiPS細胞の樹立を次年度も継続するので、その関連の機材の購入に充てる。