2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental research for clinical application of highly osteoconductive titanium implant to osteoporosis
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26462964
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
野崎 浩佑 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00507767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀内 尚紘 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (90598195)
江部 典子 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特任助教 (20611099) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面改質 / チタンインプラント / 細胞増殖 / 細胞周期 / サンドブラスト / 陽極酸化 / 階層性構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨粗鬆症は，骨芽細胞と破骨細胞のカップリングの不調和により骨形成の低下や，骨吸収の増加，骨質の劣化などが生じることが明らかとなっている．骨粗鬆症の原因とされている女性ホルモンの低下は，骨芽細胞の増殖や分化等の機能を抑制する．生体内に埋入されたインプラント材料は，骨芽細胞により形成された骨と強固に結合することによりその機能を発揮する．インプラント材料の表面電荷や表面性状は，骨芽細胞の増殖や分化を制御することから，様々な表面改質法が検討されている．我々は，生体材料の表面構造が細胞の増殖機能に影響を及ぼすことに着目し，ジルコニアビーズを用いてマイクロメートルオーダーで表面粗さを制御したチタン改質方法を開発した．本手法は，通常サンドブラストで用いられるアルミナ粒子と比較して，均一な粒子径でサンドブラスト処理が行えることから，形成される圧痕の径が一定であり，粒子径に比例して表面粗さが増加する．また，近年，垂直方向のパラメーターのみならず，水平方向のパラメーター（RSm）が着目されているが，本手法により形成された表面は，粒子径の増加に伴いRSmも増加した．また，陽極酸化処理を用いてチタン表面に数十nmの孔を有するチタンナノチューブを形成させ，マイクロ・ナノ構造を有する階層性構造を作製した．作製した試料表面上で骨芽細胞様細胞MG63を培養したところ，細胞の進展面積が，RSmに依存して制御された．また，細胞周期をフローサイトメーターにより評価したところ，RSmが約11μmで細胞増殖が促進した．以上より，インプラント材料の足場の形状を制御することにより骨芽細胞の細胞増殖を促進可能であり，女性ホルモンの低下による骨外細胞の増殖機能の抑制に対してレスキュー可能であることが示唆された．本研究内容は国際・国内学会で成果発表を行い，現在国際誌に投稿中である．
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