2015 Fiscal Year Research-status Report
厚みのある細胞－リン酸カルシウム複合組織体作製と骨再生治療への応用
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26670846
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
穴田 貴久 東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (30398466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60374948)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体材料学 / 細胞培養デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体外における三次元細胞組織体構築は、組織再生工学における重要課題のひとつである。しかし、通常細胞を生体外で100マイクロメートル以上の厚みに積層すると内部酸素不足により壊死が起こることが問題点である。本研究は、独自開発した酸素透過性培養器を基盤とし、細胞塊中の壊死抑制と細胞・リン酸カルシウム材料複合化を行う。すなわち、生体外で「活きが良く、骨再生材料と複合化された細胞組織体」を構築する技術を提案し、骨再生治療へと応用を図る。
本研究で開発する培養器の最大の特徴は酸素透過性である。この酸素透過性細胞培養器は、細胞組織体スフェロイドに安定に酸素を供給することができる。本培養器は、従来のスフェロイド培養の問題点を解決し、再生医療を含めた広範な応用が可能な基盤技術であることを見出した。一方、自家骨に代わる人工骨再生担体材料、治療法の開発に対するニーズは非常に高い。既存人工材料は吸収が遅く、自家骨に比べて骨再生能、吸収速度の点で劣っているのが問題点である。これまでに我々のグループは、リン酸オクタカルシウム（OCP）が骨芽細胞分化を促進することや優れた骨再生能を有することを報告している。本研究は独自開発した培養器を基盤とすることで、生体外で骨再生材料OCP と細胞から成る三次元組織体を構築し、骨再生医療へ応用することを目的としている。当該年度には、培養器の最適化を行い、OCPやその他のリン酸カルシウム材料を微粒子化し、細胞との複合化条件について検討した。これまでに培養器による複合化が間葉系幹細胞の骨芽細胞分化に有効であることを証明することができており、新規骨再生治療法として本研究の優位性を示すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画において、まずは主にin vitro細胞培養実験によって本研究の優位性を示すことを計画していたが、細胞培養デバイスの改良と培養条件の最適化に想定以上の時間を要した。しかし、遅延が生じたが、細胞培養実験については一定の結果を出すことができており、論文投稿し、受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞培養実験後に計画していた、より大きな細胞組織体の培養とそのin vivo移植実験について検討を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初の計画においてまずは主にin vitro細胞実験によって本研究の優位性を示すことを計画していたが、細胞培養デバイスの改良と培養条件の最適化に想定以上の時間を要したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞培養実験後に計画していたin vivo移植実験を行う。移植のための細胞組織体の作製とその培養条件の最適化を行い、その後、マウスに細胞組織体を移植することで生体内における骨再生について検討を行う。
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