2014 Fiscal Year Research-status Report
骨内微小環境再現システムを用いた区域切除骨の新規再建法の検討
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26462784
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
辻極 秀次 岡山理科大学, 理学部, 教授 (70335628)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武部 祐一郎 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (00714677)
山近 英樹 岡山大学, 大学病院, 講師 (10294422)
長塚 仁 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (70237535)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨組織 / 再生 / TCP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、腫瘍等の切除により離断した下顎骨には遊離複合組織移植やチタンプレート等による再建が選択されているが、摂食・嚥下などの機能面、生体侵襲性、審美面に多大な影響を及ぼし、患者のQOLを著しく低下させている。本研究課題では独自に開発したハニカムTCPおよび幹細胞を用いて骨内微小環境再現システムを構築し、摂食・嚥下等の機能回復を目指した区域切除骨の新規骨組織再建法の開発を行うことを目的としている。
本年度研究では生体親和性の高い下顎骨組織を模倣した人工生体材料を作製するため材料の選定を行った。生体材料としては現在人工骨として主に使用されているハイドロキシアパタイト（HAP）とリン酸三カルシウム（TCP）をハニカム構造に成型した材料を用いた。培養細胞を用いた実験では、細胞は生体材料上で増殖し細胞毒性等の問題は生じなかった。生体親和性に関する研究においては培養条件下では炎症反応等については検討できないため、実際に実験動物に各種生体材料を埋入し生体反応について観察した。ラット側頭骨欠損部に生体材料を埋入し３週間経過後に摘出、組織学的に観察したところHAPおよびTCP供にハニカム構造の内腔に炎症性細胞の浸潤が認められた。炎症の度合いがほぼ同程度であったことから、生体内吸収性が高いとされているTCPを以後の実験に用いた。TCPの焼結温度を変化させて生体内反応性を観察したところ、約1200度で焼結したハニカムTCPが最も炎症性細胞浸潤が少なく、部分的ではあるが周囲からの誘導骨組織像が観察された。
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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
本年度研究では生体親和性の高い人工生体材料を作製するため材料の選定を行った。実験動物に各種生体材料を埋入し生体反応について観察したところ、生体親和性が高く、一部骨伝導が認められるハニカムTCPの選定に成功している。本研究成果は、当初予想していた研究データを順調にえることが出来、研究計画で予定していた計画とほぼ同様の進行状況であった。以上のことから達成度は、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方針としては、ハニカムTCP内に調整した培養細胞を充填、もしくはハニカムTCP上で細胞培養を行う。細胞は石灰化培地およびBMP等の成長因子を用いて誘導条件の検討を行い、埋入体を作製する。埋入体を実験動物に移植することにより、細胞の骨形成能、ハニカムTCPが骨形成に及ぼす影響等について確認し、細胞培養実験系に反映、培養実験と動物実験を反復することにより骨組織形成に最適な条件を決定する。
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| Causes of Carryover |
当初培養細胞を用いた実験系において、生体材料が細胞形態、細胞分化能、および石灰化に及ぼす影響について検討の予定していた。しかしながら培養条件下においては生体材料が細胞に及ぼす毒性等の影響は殆ど観察されず、炎症等の反応について確かめるには実際に実験動物を用いて検討する方が好ましいと判断した。本年度の研究では実験動物を主体とした研究を行ったため、培養実験に用いる予定であった資金に余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
生体材料および培養細胞をもちいて埋入体を作製し、実験動物に移植することにより、細胞の骨形成能、ハニカムTCPが骨形成に及ぼす影響等について組織学的、免疫組織化学的染色法を用いて検討する。これら実験には細胞培養に関わる培地、血清、シャーレ等が必要である。また実験動物を用いた実験を予定しており、細胞培養に関連した試薬、器具に加えて、実験動物の購入、組織学的解析に関連した試薬の購入に研究費を使用する予定である。
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