| Project/Area Number |
19K18503
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
Murata Daiki 佐賀大学, 医学部, 助教 (00772683)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 靭帯再建 / バイオ3Dプリンタ / 自動伸展循環培養容器 / 靭帯組織体 / 細胞構造体 / iPS細胞由来間葉系幹細胞 / 脂肪組織由来間葉系幹細胞 / 靭帯損傷 / 靭帯分化誘導 |
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| Outline of Research at the Start |
靭帯断裂に対する再生医療の応用として近年，in vitroにおいて作製した靭帯様構造物を移植する方法が，実験的に試されている。しかし，靭帯様構造物には人工材料が用いられており，長期にわたる異物反応や自己組織化の阻害など，そこには多くの問題が存在する。そこで申請者はまず，人工材料を用いることなく，これまで開発に携わってきたバイオ3Dプリンタを用いることで，iPS細胞由来間葉系幹細胞からなる，未分化な立体細胞構造体を作製することにした。その後，独自に開発した自動伸展培養容器を用いて，in vitroで靭帯組織へと分化誘導し，靭帯組織体を創出することで，新たな靭帯再建技術の確立を目指すこととした。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study was to reconstruct tendon and ligament using a cell construct formed by a bio 3D printer to establish a new treatment method for ligament injury. A cell construct consisting of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells were autologously implanted into the defect created at the patellar tendon in each rabbit. Then, the implanted construct tended to histologically resemble the tendon tissue over time after implantation. Furthermore, a construct mainly consisting of human iPS cell-derived mesenchymal stem cells was made and then cultured in an automatic extension and circulation culture chamber. Thereafter, a ligament construct having mechanical properties similar to those of ligament tissue was produced.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により，脂肪幹細胞から成る細胞構造体をウサギ膝蓋腱の欠損部に移植することで，時間経過と共に腱組織に近似していく傾向が認められた。また，主にiPS細胞由来間葉系幹細胞から成る細胞構造体を，自作の自動伸展循環培養容器で培養することにより，靭帯に類似する組織体を創出することにも成功した。以上より，バイオ3Dプリンタにより造形した幹細胞構造体を用いることで，生体内および生体外において，腱および靭帯を創出できる可能性が示唆され，科学技術的のみならず，社会的および経済産業的にも，大きな影響を及ぼすことが予想される。
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