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生体線維組織のリモデリング機構の解明と靱帯再生への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17300145
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

高久田 和夫  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70108223)

研究分担者 小山 富久  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70361714)
永井 正洋  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特任助教 (10013971)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
12,920千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 1,020千円)
2007年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2006年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2005年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワード生体力学 / 生体材料 / 力学的刺激 / 組織工学 / 靭帯 / リモデリング / バイオメカニックス / 人工臓器工学 / 生体物性 / 生体制御
研究概要

1.組織のリモデリングを考慮した靭帯再建デバイスの最適設計
疎に繊維が配置しているポリエステル不織布を用いて,繊維間に骨の再生を促進することにより不織布試験片と骨組織との生物学的固定を実現することを目指した.ウサギの前十字靭帯の再建実験を行い,接合強度の測定と組織観察を行ったところ,キチンを塗布された不織布を用いたグラフトで再建した揚合について,繊維間における顕著な骨組織形成の促進と接合強度の倍増を確認でき,生物学的な靭帯の固定に成功した.また8週の時点での機能性も十分であり,靭帯の再建に有効であった.
2.コラーゲン線維のリモデリング誘導による経皮端子/人工歯根の軟組織への生物学的固定
経皮端子/人工歯根への応用を目的として,生体側のコラーゲン線維のアンカリングが自己組織化的に生じるマイクロ構造を持つ試験片を作製した.ラット背部皮膚に,皮膚を貫通するように試験片を埋植する実験を行ったところ,アンカリングのための構造を持たない試験片では全試料が脱落したのに対し,アンカリングのための構造を有する試験片では有意に脱落が少なかった.また組織学的にも,コラーゲン線維が人工材料にアンカリングしていることが証明できた.
3.培養線維組織への力学的荷重負荷と組織のリモデリング
培養中でも光学顕微鏡で観察可能な薄い線維組織であるラット大腿筋膜に規定の伸張を与えつつ培養し,コラーゲン線維の配向および力学特性の変化を観察した.その結果,無荷重状態では線維の配向が乱れ,組織の柔軟性も失われるのに対し,小さい伸張を経時的に与えた場合には,線維の配向が保たれ,組織の柔軟性も増した.一方,大きな伸張を一度に与えた場合には,線維の配向が保たれるものの,組織の柔軟性は変らなかった.このことより,適度な大きさの力学刺激により,コラーゲン線維の構築が再構成され力学特性も適応することが分かった.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (16件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Bone-demineralized bone-bone grafts for ligament reconstruction.2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Koyama, T. Kawai, T. Muneta, and K. Takakuda
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 2

      ページ: 23-33

    • NAID

      130000079517

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組織の「つなぎめ構造」再建のバイオメカニクス2007

    • 著者名/発表者名
      高久田和夫
    • 雑誌名

      メディカルバイオ 4

      ページ: 50-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bone-demineralized bone-bone grafts for ligament reconstruction2007

    • 著者名/発表者名
      Yamada T, Koyama T, Kawai T, Muneta T, Takakuda K.
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 2

      ページ: 23-33

    • NAID

      130000079517

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomechanics for reconstruction of connective tissues2007

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K.
    • 雑誌名

      Medical Bio

      ページ: 50-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bone-Demineralized bone-Bone Grafts for Ligament Reconstruction2007

    • 著者名/発表者名
      Takeki Yamada, Kazuo Takakuda
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 2(印刷中)

    • NAID

      130000079517

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Strengthening of fibrous tissues under mechanical stimuli. In : H. Wada(ed.) Biomechanics at Micro- and Nanoscale Levels, Volume II2006

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K.
    • 雑誌名

      World Scientific, Singapore 11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 脱灰骨グラフトによる家兎膝前十字靭帯の再建2005

    • 著者名/発表者名
      高久田和夫
    • 雑誌名

      日本機械学会第17回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      ページ: 79-80

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 力学刺激による線維組織のリモデリング(組織培養による検討)2005

    • 著者名/発表者名
      田村容子
    • 雑誌名

      日本機械学会第16回バイオフロンティア講演会講演論文集

      ページ: 27-28

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanical attachment of soft fibrous tissues to implants by using mesh structure S.

    • 著者名/発表者名
      S. Asoda, T. Arita, H. Koshitomae, and K. Takakuda
    • 雑誌名

      Clinical Oral Implants Research (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical attachment of soft fibrous tissues to implants by using mesh structures

    • 著者名/発表者名
      Asoda S, Arita T, Koshitomae H, Takakuda K.
    • 雑誌名

      Clinical Oral Implants Research (printing)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanical attachment of soft fibrous tissues to implants by using mesh structures.

    • 著者名/発表者名
      S. Asoda, T. Arita, H. Koshitomae, and K. Takakuda
    • 雑誌名

      Clinical Oral Implants Research (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キチンの応用による繊維構造の骨固定促進2007

    • 著者名/発表者名
      高久田和夫, 川合智行, 安川明夫, 小山富久
    • 学会等名
      第15回顎顔面バイオメカニクス学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical attachment of soft tissues to percutaneous device.2007

    • 著者名/発表者名
      Arita T, Asoda S, Takanohashi L, Koshitomae H, Katakura H, Takakuda K
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical Attachment of Soft Fibrous Tissues to Artificial Materials with Mesh Structures.2007

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K, Asoda S, Arita T.
    • 学会等名
      Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Tokyo
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Biological fixation of fibrous scaffolds to bone with use of chitin2007

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K, Kawai T, Yasukawa A, Koyama Y.
    • 学会等名
      15th Oromaxillofacial Biomechanics Symposium
    • 発表場所
      Sapporo.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical attachment of soft tissues to percutaneous device2007

    • 著者名/発表者名
      Arita T, Asoda S, Takanohashi L, Koshitomae H, Katakura H, Takakuda K.
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007
    • 発表場所
      Fukuoka.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical Attachment of Soft Fibrous Tissues to Artificial Materials with Mesh Structures2007

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K, Asoda S, Arita T.
    • 学会等名
      Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Tokyo.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] インプラントと軟組織の機械的結合に関する検討-メイクロメッシュ構造による結合強度向上について-2006

    • 著者名/発表者名
      莇生田整治, 小山富久, 高久田和夫
    • 学会等名
      第36回日本口腔インプラント学会学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] キチン-ポリエステル不織布を用いた靭帯再建2006

    • 著者名/発表者名
      川合智行, 蓮見祐之, 永井正洋, 小山富久, 高久田和夫.
    • 学会等名
      第17回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      長野
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical Attachment of Dental Implant and Soft Tissues-Attachment via Mesh Structures2006

    • 著者名/発表者名
      Asoda S, Koyama Y, Takakuda K.
    • 学会等名
      36th Annual Meeting of Japanese Dental Implant Society
    • 発表場所
      Niigata.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Ligament Reconstruction with use of Chitin-Polyester Fabrics2006

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Hasumi H, Nagai M, Koyama Y, Takakuda K.
    • 学会等名
      17th BioFrontier Symposium
    • 発表場所
      Nagano.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fixation of fibrous tissues to artificial implants with micro-structured surface2005

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K, Asoda S, Arita T
    • 学会等名
      International Symposium on Soft-Nanotechnology 2005
    • 発表場所
      Sapporo
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 力学刺激による線維組織のリモデリング(組織培養による検討)2005

    • 著者名/発表者名
      田村容子, 松本裕子, 高久田和夫
    • 学会等名
      日本機械学会第16回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      京都
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 人工材料と軟組織間の機械的結合に関する検討2005

    • 著者名/発表者名
      莇生田整治, 有田隆之, 坂田崇裕, 小志戸前葉月, 田村容子, 高久田和夫
    • 学会等名
      第13回顎顔面バイオメカニクス学会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fixation of fibrous tissues to artificial implants with micro-structured surface2005

    • 著者名/発表者名
      Takakuda K, Asoda S, Arita T.
    • 学会等名
      International Symposium on Soft-Nanotechnology 2005
    • 発表場所
      Sapporo.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Remodeling of Soft Fibrous tissues under mechanical Stimuli-an in vitro experiment2005

    • 著者名/発表者名
      Tamura Y, Matsumoto H, Takakuda K.
    • 学会等名
      16th BioFrontier Symposium
    • 発表場所
      Kyoto.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mechanical Attachment of Fibrous Tissues and Artificial Materials2005

    • 著者名/発表者名
      Asoda S, Arita T, Sakata H, Koshitomae H, Tamura Y, Takakuda K.
    • 学会等名
      13th Oromaxillofacial Biomechanics Symposium
    • 発表場所
      Kyoto
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Strengthening of fibrous tissues under mechanical stimuli. In: H. Wada (ed.) Biomechanics at Micro-and Nanoscale Levels, Volume II.

    • 著者名/発表者名
      K. Takakuda
    • 出版者
      World Scientific, Singapore
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 軟組織再生のための吸収性多孔質材料2006

    • 発明者名
      高久田 和夫
    • 権利者名
      東京医科歯科大学
    • 産業財産権番号
      2006-276391
    • 出願年月日
      2006-10-10
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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