Bone augmentation using 3D oriented collagen scaffold

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462979
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 池田 貴之 日本大学, 歯学部, 講師 (30366603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 祇園白 信仁 日本大学, 歯学部, 教授 (90153262) ; 本田 雅規 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70361623) ; 成田 達哉 日本大学, 歯学部, 助教 (50508629)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 三次元配向性コラーゲン / 骨造成 / コラーゲンマテリアル / 垂直的骨造成

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究成果からポーラスサイズを確保できる配向性コラーゲン線維を20本配列したシートを積層し埋入実験用コラーゲン担体を作製した。作製の過程でコラーゲンシート間の接着力が密のものと疎のものを作製できることが判明したため、接着力の密と疎の二種類の埋入用配向性コラーゲン担体を作製した。密のコラーゲン担体は埋入作業時も形体を保持することが可能であるが、繊維間間隙が狭く、血液の吸収力に劣り、疎のコラーゲン担体は繊維間間隙が広く、血液の吸収力に富むが、埋入作業時に形体が破損する傾向が認められた。また埋入後、密の担体は血液を吸収し膨張するまでの時間が長いため、埋入窩内で安定するまでの時間が長くなり、粘膜閉鎖までの総処置時間が延長するが、形態を保持することが容易であった。一方疎のものは血液を吸収し膨張するまでの時間が短いため、短時間で埋入窩に安定するが、粘膜閉鎖時に形体が変形することが多かった。埋入用コラーゲン担体はこれまでin vitroで使用していた担体よりもサイズが小さいことから、接着強度の差が埋入作業に大きく影響を与えたと考えられる。前年度に埋入した際と同様に、ラット大腿骨に移植した上記二種類の三次元配向性コラーゲン担体はCT画像において、既存骨よりも垂直方向に類骨様との石灰化像を発現させることが認められた。類骨が全く認められ無い試料では、早期のコラーゲン担体の脱落等が考えられ、これは、疎のコラーゲン担体に多く認められた。類骨様の石灰化像を認めた試料では、摘出した大腿骨に突起状の骨を形成していることが認められた。以上の結果から骨造成担体としての可能性が示唆された。しかし、埋入実験のように担体に外力が加わる条件下では、埋入時に破損することも含め結果が安定せず、上記二種いずれの担体でも骨造成を認めない試料もあり、確実に骨造成が可能であると判断する結果には至らなかったと考えられる。