2015 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武部 祐一郎 岡山大学, 歯学部, 研究員 (00714677) [Withdrawn]
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 |
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。
本年度研究ではハニカムTCP孔内に培養細胞を充填、実験動物に移植を行い骨組織形成能に関して解析を行った。培養細胞は骨組織形成能を有するKUSA細胞を無処理、BMP-2もしくは石灰化培地による誘導を行った。その後培養細胞はマトリジェルと混和、300μmの貫通孔を有するハニカムTCP内腔に充填しSCIDマウス大腿筋内に移植、3週後に摘出し組織学的に観察した。KUSA細胞を充填した試料では、いずれの実験群においてもハニカムTCPの貫通孔両端に細胞の増殖と骨組織形成が確認された。しかしながらハニカムTCPの孔中央部分には骨組織の形成は確認されず、侵入した細胞数も少数であったことから、孔中央部では血液供給が不十分であることが考えられた。次に血流を確保する目的で人臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）をKUSA細胞と共に、前記実験と同様に実験動物に移植を行った。HUVECとKUSA細胞を同時に移植した試料においてもハニカムTCPの貫通孔両端に骨組織形成が確認されたが、孔中央部分には骨組織の形成は確認されなかった。以上のことからハニカムTCPと培養細胞を用いた実験系においては、HUVECを用いても骨組織形成時に十分な血流量を確保できず、孔内に完全な骨組織の形成は難しいことが考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度研究ではハニカムTCPと骨形成能を有する培養細胞を用いて実験動物内で骨組織形成を目的に研究を行った。しかしながらハニカムTCPとKUSA細胞を用いた実験系においては、HUVECを用いてもハニカムTCP孔内中央部に完全な骨組織の形成には至らなかった。組織学的な解析からハニカムTCPと培養細胞を用いた実験系においては、血管を形成する細胞が存在しても孔内中央部において骨組織形成に十分な血流量を確保できず骨組織形成を生じないと考えられた。以上のことから達成度はやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度研究では、ハニカムTCP孔内に培養細胞を充填した実験系においては十分な骨組織形成は難しい可能性が考えられた。今後の推進方針としてはハニカムTCPの形状を変化させ、生体内において骨形成に関与する幹細胞をハニカムTCP孔内に誘導、孔内で骨芽細胞に分化させ十分な骨組織形成を誘導するための検討を行う。具体的にはBMP-2等の骨誘導因子を用いた実験系においてハニカムTCPが有する孔の口径を変化させ、生体内でハニカムTCPの形状が骨形成にどのような影響を及ぼすのかマイクロCTを用いた観察、および組織学的に検討する。また同時に生体内において長期的にハニカムTCPが骨組織形成にどのような影響を及ぼすのかについても検討を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度研究ではハニカムTCPと骨形成能を有する培養細胞を用いて実験動物生体内で骨組織形成を目的に研究を行った。本実験においてはHUVECを用いてもハニカムTCP孔内中央部に十分な骨組織の形成には至らず、ハニカムTCPと培養細胞を用いた条件設定を重視した実験に終始した。そのため当初予定していた実験動物を用いた経時的な観察、動物の匹数を増やした実験などに移行することがでず、動物実験関連に用いる予算に余剰を生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後の実験計画としてハニカムTCPの形状を変化させ、孔内において十分な骨組織形成を誘導するため検討を行う予定である。これら実験には、様々な形状のハニカムTCPを用いる予定にしており、生体材料の生体反応を観察するためには、ハニカムTCPの種類、数量に応じた動物実験が必要になる。そのため動物実験に関連した試薬、器具、実験動物の購入に研究費を使用する予定である。
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