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経皮的ら生体内に注入できる骨形成因子のための新しい合成担体の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 10671351
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関信州大学

研究代表者

斎藤 直人  信州大学, 医学部, 講師 (80283258)

研究分担者 江原 宗平  信州大学, 医学部・附属病院, 講師 (40176780)
斎藤 覚  信州大学, 医学部・附属病院, 講師 (20175350)
高岡 邦夫  信州大学, 医学部, 教授 (30112048)
清水 富永  信州大学, 医学部・附属病院, 助手 (40283270)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード骨形成因子 / 担体 / ドラッグデリバリーシステム / 生体分解性ポリマー / ポリ乳酸-ポリエチレングリコールブロック共重合体 / 骨 / ポリ乳酸-ポリエチレングリコールブロック共重
研究概要

骨形成因子(BMP)は生体内で未分化間葉系細胞を軟骨形成細胞、骨形成細胞に分化、増殖させ骨を誘導するサイトカインである。このBMPを注射によって生体内に作用させることができれば、骨移植が必要な骨折や骨欠損を閉鎖性に低侵襲の注射のみで治癒させることができ、臨床上きわめて有用ある。しかし、BMPの溶液を生体内に注射しても拡散してしまい骨は形成されず、BMPに適した担体が必要である。BMPの注射が可能な担体として合成ポリマーであるポリ乳酸ポリエチレングリコールブロック共重合体(PLA-PEG)を開発した。全体の分子量およびPLAとPEGのモル比の異なる多数のPLA-PEGを合成し、流動性から注射が可能な数種のPLA-PEGを選定した。これらのPLA-PEGとBMPを混合してマウスの背筋内に埋入しところ、PLAとPEGのモル比が約55:45で全体の分子量が2000〜6000のものを用いると成熟した骨梁と造血性の骨髄をもつ異所骨が形成され、BMPの担体として適していた(スクリーニングテスト)。また、マウス大腿骨前面に加温して注射器で注射したところ大腿骨表面に紡錘状に骨が形成され、母床の大腿骨と完全に癒合していた。さらにイヌの脊椎前方の椎体間に注射したところ、数週間で椎体を橋渡しするように骨が形成された。これらの実験により、このPLA-PEGを担体として用いれば低侵襲の注射のみでBMPを局所に作用させ骨折や骨欠損を治療したり、注射で椎体固定が可能になることを示した。この新しい注射による骨形成の方法は臨床上きわめて有用であり、整形外科的治療を大きく変える可能性がある。今後は本研究で開発したPLA-PEGの実用化を目指した研究を推進する必要がある。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] Shimizu T, Mehdi R, Yoshimura Y, Nomura S, Miyazono K, Takaoka K: "Sequential expression of bone morphogenetic protein, tumor necrosis factor, and their receptors in bone-forming reaction after mouse femoral marrow ablation"Bone. 23. 127-133 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mori S, Yoshikawa H, Hashimoto J, Ueda T, Funai H, Kato M, Takaoka K: "Antiangiogenic agent(TNP-470) inhibition of ectopic bone formation induced by Bone morphogenetic protein-2"Bone. 22. 99-105 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh H, Ebara S, Kamimura M, Tateiwa Y, Kinoshita T, Yuzawa Y, Takaoka K: "Experimental spinal fusion with use of recombinant human bone morphogenetic protein 2"Spine. 24. 1402-1405 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawasaki S, Ebara S, Nakayama K, Takaoka K: "The E-box motif, recognized by tissue specific unclear factor(s), is important for BMP-4 gene expression in osteogenic cells"Biochem Biophys Res Commun. 263. 560-565 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saito N, Okada T, Toba S, Miyamoto S, Takaoka K: "New synthetic absorbable polymers as BMP-carriers: plastic propertiesof poly-D, L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers"J Biomed Mater Res. 47. 104-110 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsutsumimoto T, Kawasaki S, Ebara S, Takaoka K: "TNF-alpha and IL-1beta suppress N-cadherin expression in MC3T3-E1 cells"J Bone Miner Res. 14. 1751-1760 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaoka K, Saito N, Miyamoto S, Yoshikawa H, Okada T: "Tissue engineering for therapeutic use"Elsevier Science B.V.. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaoka K, Saito N, Miyamoto S, Okada T: "Biomaterials engineering and devices: human applications"The Humana Press (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu T, Mehdi R, Yoshimira Y, Nomura S, Miyazono K, Takaoka K.: "Sequential expression of bone morphogenetic protein, tumor necrosis factor, and their receptors in bone-forming reaction after mouse femoral marrow ablation."Bone. 23. 127-133 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mori S, Yoshikawa H, Hashimoto J, Ueda T, Funai H, Kato M, Takaoka K: "Antiangiogenic agent(TNP-470) inhibition of ectopic bone formation induced by mone morphogenetic protein-2."Bone. 22. 99-105 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh H, Ebara S, Kamimura M, Tateiwa Y, Kinoshita T, Yuzawa Y, Takaoka K.: "Experimental spinal fusion with use of recombinant human bone morphogenetic protein 2."Spine. 24. 1402-1405 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawasaki S, Ebara S, Nakayama K, Takaoka K.: "The E-box motif, recognized by tissue specific nuclear factor(s), is important for BMP-4 gene expression in osteogenic cells."Biochem Biophys Res Commun. 263. 560-565 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saito N, Okada T, Toba S, Miyamoto S, Takaoka K.: "New synthetic absorbable polymers as BMP-carriers: plastic properties of poly-D,L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers."J Biomed Mater Res. 47. 104-110 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsutsumimoto T, Kawasaki S, Ebara S, Takaoka K.: "TNF-alpha and IL-1beta suppress N-cadherin expression in MC3T3-E1 cells."J Bone Miner Res. 14. 1751-1760 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaoka K, Saito N, Miyamoto S, Yoshikawa H, Okada T: "Bone-inducing implants: new synthetic absorbable poly-D,L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers as BMP-carriers. In Ikada Y, Okano T(eds), Tissue engineering for therapeutic use, vol 3"Elsevier Science B. V., Amsterdam. 141-151 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaoka K, Saito N, Miyamoto S, Okada T: "New synthetic degradable polymers as carrier materials for BMP. In Wise DL(ed), Biomaterials engineering and devices: human applications, vol 1"The Humana Press, New Jersey, (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saito N: "New synthetic absorbable polymers as BMP-carriers: plastic properties of poly-D, L-lactic acid-polyethylene glycol block copolymers"J Biomed Mater Res. 47. 104-110 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤直人: "BMPの臨床応用に向けての研究"整・災外. 42. 953-958 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤直人: "骨形成因子(BMP)と人工担体による骨組織の再生"信州医誌. 47. 189-190 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu T: "Sequential expression of bone morphogenetic protein, tumor necrosis factor, and their receptors in bone-forming reaciton after mouse femoral marrow ablation"Bone. 23. 127-133 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takaoka K: "Tissue engineering for therapeutic use"Elesevier Science B.V. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takaoka K: "Biomaterials engineering and devices: human applications"The Humana Press (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤,直人: "骨形成因子(BMP)の担体として機能する生体材料" 整形外科. 48. 1133-1137 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤直人: "骨形成因子(BMP)と担体の複合による骨組織の再生" 生体材料. 15. 311-313 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takaoka K: "Biomaterials engineering and devices:human applications" The Humana Press (in press),

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takaok K: "Tissue engineering for therapeutic use" Elsevier Science B.V (in press),

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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