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ナノ構造を制御した複合系scaffoldと幹細胞による骨組織再生

研究課題

研究課題/領域番号 12F02380
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 複合材料・物性
研究機関九州大学

研究代表者

東藤 貢  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (80274538)

研究分担者 KAFI Md  九州大学, 応用力学研究所, 外国人特別研究員
KAFI Md Abdul  九州大学, 応用力学研究所, 外国人特別研究員
KAFI MdAbul  九州大学, 応用力学研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
キーワード再生医療 / 組織工学 / 骨再生 / 複合材料 / 間葉系幹細胞 / 整形外科 / 多孔質材料 / 幹細胞 / 整形外科学
研究実績の概要

本研究の主目的は,大規模な骨欠損の再建治療での応用を目指して,人工材料と幹細胞をハイブリッド化した人工骨組織を創製することである.具体的には,生体適合性に優れる生体ポリマー,生分解性合成ポリマーおよびリン酸カルシウム系バイオセラミックスを複合化した材料をscaffoldとして開発し,間葉系幹細胞を播種し一定期間培養することで,細胞を増殖・分化させるとともに細胞外基質を形成させて人工組織を構築することを目指す.
平成26年度は,平成25年度に開発したキトサン多孔体に細胞親和性を付与するために,RGDペプチドを用いた改質を行った.間葉系幹細胞を用いた細胞培養実験の結果,細胞増殖能はペプチドの導入により2倍程度に向上した.また,コラーゲンとキトサンを複合した新規複合系多孔体を作製した.この複合系多孔体は,コラーゲン単体およびキトサン単体の多孔体より,すぐれた細胞増殖能を示し,28日間の間葉系幹細胞の培養で,2倍程度の細胞増殖能を示した.一方,複合系多孔体の力学特性については,圧縮強度は,キトサンとコラーゲンの中間に位置したが,弾性率については,これら単体の多孔体よりすぐれた値を示した.さらに,骨分化培地を用いた培養の結果,複合系多孔体において骨分化マーカは単体多孔体に比べて,より上昇していた.また,力学特性の向上を目指した多孔体として,ハイドロキシアパタイトHA多孔体に生分解性ポリマーPLLAをコーティングした材料を開発し,力学特性が劇的に向上したことを確認した.
以上の結果より,本研究で開発したRGDペプチド改質キトサン,キトサン・コラーゲン複合多孔体,HA/PLLA多孔体は,骨組織工学において,間葉系幹細胞の足場材料として有用であることが示された.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effect of sintering time on microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite porous materials for bone tissue engineering application2014

    • 著者名/発表者名
      Phanny Yos, Mitsugu Todo
    • 雑誌名

      Evergreen

      巻: 1 ページ: 1-4

    • NAID

      120005539202

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of compressive properties of porous HA scaffold by introducing PCL secondary phase2014

    • 著者名/発表者名
      Phanny Yos, Mitsugu Todo
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 858 ページ: 96-102

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proliferation Behavior of Mesenchymal Stem Cells in Peptide Functionalized Chitosan Scaffolds2013

    • 著者名/発表者名
      M. A. Kafi, Y. Phanny, Y. Nakamuta and M. Todo
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings, The 15th International Conference on Biomedical Engineering

      巻: 43 ページ: 279-282

    • DOI

      10.1007/978-3-319-02913-9_71

    • ISBN
      9783319029122, 9783319029139
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Variation and Proliferation Behavior in Hydroxyapatite Based Scaffolds with Mesenchymal Stem Cells2013

    • 著者名/発表者名
      P. Yos, M. A. Kafi and M. Todo
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings, The 15th International Conference on Biomedical Engineering

      巻: 43 ページ: 283-286

    • DOI

      10.1007/978-3-319-02913-9_72

    • ISBN
      9783319029122, 9783319029139
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 関節機能再建のためのエンジニアリング-人工関節から組織工学まで2014

    • 著者名/発表者名
      東藤 貢
    • 学会等名
      第16回愛媛医工連携セミナー
    • 発表場所
      愛媛大学医学部
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複合系scaffoldと間葉系幹細胞を用いた関節系組織の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      東藤 貢
    • 学会等名
      バイオマテリアル学会九州ブロック講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイトscaffoldの力学特性に及ぼす多孔質構造制御の影響2014

    • 著者名/発表者名
      東藤貢,有吉文彬,荒平高章
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      福島大学
    • 年月日
      2014-07-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical Variation and Proliferation Behavior in Hydroxyapatite Base d Scaffolds with Mesenchymal Stem Cells2013

    • 著者名/発表者名
      P. Yoe, M. A. Kafi and M. Todo
    • 学会等名
      The 15^<th> International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2013-12-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Proliferation Behavior of Mesenchymal Stem Cells in Peptide Functionalized Chitosan Scaffolds2013

    • 著者名/発表者名
      M. A. Kafi, Y. Phanny, Y. Nakamuta and M. Todo
    • 学会等名
      The 15^<th> International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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