| 研究課題/領域番号 |
14571399
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
整形外科学
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| 研究機関 | 奈良県立医科大学 |
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研究代表者 |
高倉 義典 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40094578)
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| 研究分担者 |
田中 康仁 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (30316070)
川手 健次 奈良県立医科大学, 医学部, 助手 (70275329)
吉川 隆章 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (90275347)
大串 始 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門・組織・再生工学研究グループ, グループ長 (80213669)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 再生医療 / 間葉系幹細胞 / 人工関節 / アルミナセラミック / 骨芽細胞 / 引っ張り試験 / アルテミナセラミック / 間葉系骨髄幹細胞 / 骨髄間葉系幹細胞 |
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| 研究概要 |
家兎骨髄間葉系幹細胞の人工材料上での至適培養条件の検討
シャーレ上で細胞濃度および期間をかえて培養実験を行った。骨芽細胞の活動性をAlkaline posphatase活性を用いて評価したところ、初期培養を2週間行い、細胞濃度を1×10^6個/mlに調整し、人工材料上で2〜3週間かけて二次培養行うのが最適であることがわかった。
骨芽細胞をコーティングしたアルミナセラミックと骨との早期固着性の検討
家兎から骨髄を採取し、間葉系細胞を増殖させた後に、至適細胞濃度に細胞含有培養液を調節し、両面ビーズ加工された15×10×2mmのアルミナセラミック試験片の片面にのみ培養細胞を播種して、デキサメサゾン添加しての二次培養を行い、骨芽細胞を分化させてのコーティングを行った。対側の面には細胞播種を行わずコントロールとした。こうして、予め試験片上に骨芽細胞を分化させて骨基質を形成させた後に、家兎の脛骨に骨孔を作成し、試験片を移植した。移植後3週間にて脛骨を含めて試験片を取り出し、引っ張り試験による力学的評価を行った。その結果、移植後3週間での骨と試験片の引き剥がし荷重は、細胞非搭載面では0.60±0.21kgf、細胞搭載面では1.49±0.29kgfであり、両群間で有意差を認めた(n=10)。併せて行ったX線、マイクロCTによる評価では、試験片の細胞非搭載面と骨組織との接触する面では骨形成をうかがわせる所見は認められなかったが、細胞搭載面では骨硬化様の陰影が認められた。これらの結果から、再生医療技術を用いてバイオイナートであるアルミナセラミックに再生骨を組み込むことで、早期に固着性を向上させることができることが証明された。
アルミナセラミック上でのヒト骨髄幹細胞の骨芽細胞への分化能の評価
臨床応用を考え、ヒト骨髄幹細胞を単結晶アルミナ上で培養し、経時的に骨形成能を観察した。また、実際の臨床に用いられている多結晶アルミナディスク上での骨形成能を、ALP活性を計測することで検証した。その結果、アルミナセラミック上でも骨形成が起こることが証明できた。
再生骨組み込みアルミナセラミック製人工足関節の臨床応用
本学倫理委員会の承認を得て、文書による説明と同意を得た後、変形性足関節症の3名にこの技術を臨床応用した。表面をビーズ加工されたアルミナセラミック製人工足関節の骨との固着面上で、骨髄を培養して骨芽細胞に分化させた。それを実際に置換した。3名の術後2年の結果では、良好な骨固着性が証明された。感染などの副作用もなく、安全に臨床応用できた。
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