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HAp/Col複合体及びヒト培養骨髄細胞を用いた骨再生システムの確立、臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 13557125
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 整形外科学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

四宮 謙一  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (20111594)

研究分担者 黒田 浩司  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (70282746)
伊藤 聰一郎  東京医科歯科大学, 疾患遺伝子実験センター, 助教授 (10242190)
小森 博通 (小森 博達)  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (60262169)
波呂 浩孝  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (10313264)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワードHAp / Col / 骨髄間葉系細胞 / 細胞担体 / 多孔質HAp / 骨形成能 / 臨床応用 / 臨床治験 / ヒト骨髄間葉系細胞 / アルカリフォスファターゼ / 霊長類 / 多血小板血漿 / 3元 / 連通孔 / 企業化 / ヒト骨髄培養細胞 / β-TCP / 細胞治療センター / 骨再生 / 多孔体HAp / 生体吸収性 / BMP2担体 / サル・ヒト骨髄間葉系細胞
研究概要

近年、骨髄間葉系細胞(MSC)を使用した骨再生に関する研究が盛んに行われている。また、われわれはハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)という生体骨と類似した構造を持つ新しい人工骨の開発を行ってきた。研究目的はHAp/Colを骨髄間葉系細胞の担体として使用した骨再生システムを構築し、臨床応用することである。
研究開始時のHAp/Colは緻密なブロック状の形態しか存在していなかった。これは骨欠損などに単体で移植した場合、優れた骨伝導能と生体吸収性を示したが、細胞の担体として使用するには問題があった。そこで細胞担体として使用するために新たな成型法を用いたHAp/Colインプラントの開発を行った。その代表的なものが多孔質HAp/Colである。多孔質のため、移植後の組織の侵入性が優れているだけでなく、細胞の担体としても期待される。現在、企業化が進み、平成17年の臨床治験開始へ向け、開発が進行中である。
MSCによる骨再生の研究を開始した時点において、HAp/Colが細胞担体として使用できなかったため、多孔質β-TCP(製品)を細胞担体としてMSCの骨形成能に関する研究を行った。手術患者より提供を受けたヒトMSCを使用した研究では、その骨形成能を免疫不全マウスを使用した実験で確認するとともに、分化能、骨形成能などにおいて個人差が大きいことを確認した。また、ヒトと同じ霊長類のサルを用いた実験においては、臨床応用が想定される中で最もハードルが高いと考えられる腰椎の後側方固定モデルにおいてMSCと細胞担体のハイブリッドが、自家骨移植に勝る結果を得られる可能性を確認した。
臨床応用へ向けては、培養MSCの移植に関して、2003年に本学設置の倫理委員会で承認を受けている。また、本学に設置された細胞治療センターの使用の準備も進行中であり、2004年度での臨床応用開始を目指している。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Takakuda K., Koyama Y., Matsumoto H.N., Tanaka J., Shinomiya K.: "The biocompatibility and osteoconductive activity of a novel hydroxyapatite/collagen composite biomaterial, and its function as a carrier of rhBMP-2."J.Biomed.Mater.Res.. 54. 445-453 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinomiya K., Itoh S., Kawauchi T., Kikuchi M., Tanaka J: "Development of a novel hydroxyapatite/colagen composite biomaterial."Tissue Engineering for Therapeutic Use. 5. 165-177 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Itoh S., Ichinose S., Shinomiya K., Tanaka J.: "Self-Organization Mechanism in a Bone-like Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposite Syntheasized in vitro and Its Biological Reaction in vivo."Biomaterials. 22. 1705-1711 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Takakuda K., Nagaoka K., Koyama Y., Tanaka J., Shinomiya K.: "Implantation study of a novel Hydroxyapatite/Collagen (HAp/Col) composite into weight-bearing sites of dogs."J.Biomed.Mater.Res.. 63. 507-515 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Koyama Y., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka J.: "Development of an artificial vertebral body using a novel biomaterial, Hydroxyapatite/Collagen composite."Biomaterials. 23. 3919-3926 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saotome S., Uemura T., Kikuchi M., Itoh S., Takakuda K., Tanaka J., Shinomiya K.: "In Vitro Evaluation of Highly Absorptive Ceramics Materials Needs Consideration of Calcium and Magnesium Ions Adsorbed to the Materials."Key-Engineering Materials. 218-220. 153-156 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Itoh S., Matsumoto H.N., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka J.: "Fibrillogenesis of Hydroxyapatite/Collagen Self-Organized Composites."Key-Engineering Materials. 240-242. 567-570 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Ikoma T., Syoji D., Matsumoto H.N., Itoh S., Takakuda K., Shinomiya K.: "Porous Body Preparation of Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposites for Bone"Key-Engineering Materials. 254-256. 561 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Kiyama Y., Matsumoto H.N., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka J.: "Development of a novel biomaterial, hydroxyapatite/collagen (HAp/Col) composite for medical use."Bio-Med.Mater.Eng.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Takakuda K., Koyama Y., Matsumoto H.N., Ichinose S., Tanaka J., Kawauchi I., Shinomiya K.: "The biocompatibility and osteoconductive activity of a novel hydroxyapatite/collagen composite biomaterial, and its function as a carrier of rhBMP-2."J.Biomed.Mater.Res.. 54. 445-453 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinomiya K., Itoh S., Kawauchi T., Kikuchi M., Tanaka J.: "Development of a novel hydroxyapatite/collagen composite biomaterial."Tissue Engineering for Therapeutic Use. 2. 165-177 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Itoh S., Ichinose S., Shinomiya K., Tanaka J.: "Self-Organization Mechanism in a Bone-like Hydroxyapatite / Collagen Nanocomposite Synthesized in vitro and Its Biological Reaction in vivo."Biomaterials. 22. 1705-1711 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Takakuda K., Nagaoka K., Koyama Y., Tanaka J., Shinomiya K.: "Implantation study of a novel Hydroxyapatite/Collagen (HAp/Col) composite into weight-bearing sites of dogs."J.Biomed.Mater.Res,: Applied Biomaterials. 63. 507-515 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Koyama Y., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka J.: "Development of an artificial vertebral body using a novel biomaterial, Hydroxyapatite/Collagen composite."Biomaterials. 23. 3919-3926 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sotome S., Uemura T., Kikuchi M., Itoh S., Takakuda K., Tanaka J., Takahashi M., Tateishi T., Shinomiya K.: "In Vitro Evaluation of Highly Absorptive Ceramics Materials Needs Consideration of Calcium and Magnesium Ions Adsorbed to the Materials."Key-Engineering Materials. 218-220. 153-156 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Itoh S., Matsumoto H.N., Koyama, Y., Takakuda K., Shinomiya, K., Tanaka J.: "Fibrillogens is of Hydroxyapatite/Collagen Self-Organized Composites."Key-Engineering Materials. 240-242. 567-570 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi M., Ikoma T., Syoji D., Matsumoto H.N., Koyama, Y., Itoh S., Takakuda K., Shinomiya, K., Tanaka J.: "Porous Body Preparation of Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposites for Bone T issue Regeneration."Key-Engineering Materials. 254-256. 561-564 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh S., Kikuchi M., Koyama Y., Matsumoto H.N., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka J.: "Development of a novel biomaterial, hydroxyapatite/collagen (HAp/Col) composite for medical use."Bio-Med: Mater.Eng.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sotome, T.Uemura, S.Itoh, M.Kikuchi, J.Tanaka, T.Tateishi, K.Shinomiya: "Synthesis and in vivo evaluation of a novel Hydroxyapatite/Collagen-alginate as a bone filler and a drug delivery carrier of bone morphogenetic protein"Materials Science and Engineering : C. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura H, Kumei Y, Morita S, Shimokawa H, Ohya K, Shinomiya K.: "Suppression of osteoblastic phenotypes and modulation of pro- and anti-apoptotic features in normal human osteoblastic cells under a vector-averaged gravity condition."Journal of Medical and Dental Science. 50(2). 167-176 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yagi K, Tsuji K, Nifuji A, Shinomiya K, Nakashima K, DeCrombrugghe B, Noda M.: "Bone morphogenetic protein-2 enhances osterix gene expression in chondrocytes."Journal of cellular biochemistry. 88(6). 1077-1083 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田中順三, 四宮謙一(その他): "再生医療-ティッシュエンジニアリング&生体材料 最前線"日刊工業新聞社. 160 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sotome, T.Uemura, S.Itoh, M.Kikuchi, J.Tanaka, T.Tateishi, K.Shinomiya: "Synthesis and in vivo evaluation of a novel Hydroxyapatite/Collagen-alginate as a bone filler and a drug delivery carrier of bone morphogenetic protein"Materials Science and Engineering : C. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Itoh, M.Kikuchi, K.Takakuda, K Nagaoka, Y.Koyama, J.Tanaka K.Shinomiya: "Implantation study of a Novel hydroxyapatite/collagen composite into weight-bearing sites of dogs"J Biomed Mater Res. 63. 507-515 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S Itoh, M Kikuchi, Y Koyama, J Tanaka, K Shinomiya: "Development of an artificial vertebral body using a novel biomaterial, hydroxyapatite/collagen composite"Biomaterial. 23. 3919-3926 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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