外的刺激を応用した細胞機能制御およびバイオミメティック硬組織材料の作成

• 研究課題/領域番号: 18680039
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松本 卓也 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (40324793)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円); 2008年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2006年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
• キーワード: バイオミメティック / 有機・無機複合材料 / ハイドロキシアパタイト / 細胞機能制御 / アミノ酸 / 生体吸収性 / 結晶成長

研究概要

本研究では生体内における硬組織発生を模倣したアプローチにより、無機単体、無機/有機複合体からなる新規機能性スキャフォールドの作製、また、スキャフォールド内における細胞の増殖、分化、三次元パターニングさらには組織化といった細胞操作をあらかじめin vitroにて行うことで無機/有機/細胞からなる生体組織様組織(プレティッシュ)の構築を試みた。その結果、塩基性タンパク質に対して親和性の高いアパタイト材料や含有アパタイト量が傾斜的に変化するゲル材料の作製に成功した。さらに、ゲル内細胞に対する外的刺激を応用することで、ゲル内細胞の配置、配向制御を達成し、これら細胞含有ゲルを利用した石灰化誘導により、細胞/有機/無機からなる三次元複合材料の作製を達成した。本研究で作製した材料は新しい硬組織再生、再建用材料として有望である。また、本研究で示したような生体擬似的アプローチによる材料の作製は新しい機能性材料創製において有効なシステムとなりうる。

研究成果

• [雑誌論文] Biomimetic fabrication of fibrin/apatite composite material (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoh R, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 87 ページ: 222-228
• [雑誌論文] Clinical evaluation of the efficacy of removing microorganisms to disinfect patient-derived dental impressions. (2008)
  • 著者名/発表者名: Egusa H, Watamoto T, Matsumoto T, Abe K, Kobayashi M, Akashi Y, Yatani H
  • 雑誌名: Int J Prosthodont. 21 ページ: 531-538
• [雑誌論文] An analysis of the persistent presence of opportunistic pathogens on patient-derived dental impressions and gypsum casts. (2008)
  • 著者名/発表者名: Egusa H, Watamoto T, Abe K, Kobayashi M, Kaneda Y, Ashida S, Matsumoto T, Yatani H
  • 雑誌名: Int J Prostho 21 ページ: 62-68
• [雑誌論文] Biomimetic fabrication of fibrin/apatite composite material (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoh R, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 87 ページ: 222-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional control of myoblasts in a strained fibrin gel (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Sasaki J, Uddin MH, Egusa H, Sohmura T.
  • 雑誌名: Tissue Eng part A 14 ページ: 737-737
  • 査読あり
• [雑誌論文] An analysis of the persistent presence of opportunistic pathogens on patient-derived dental impressions and gypsuin casts (2008)
  • 著者名/発表者名: Egusa H, Watamoto T, Abe K, Kobayashi M, Kaneda Y, Ashida S, Matsumoto T, Yatani H.
  • 雑誌名: Int J Prostho 21 ページ: 62-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomimetic fabrication of fibrin/apatite composite material. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoh R, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional cell and tissue patterning in a strained fibrin gel system (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Sasaki J, Alsberg E, Egusa H, Yatani H, Sohmura T
  • 雑誌名: PLoS ONE 2
• [雑誌論文] Engineering tumors with 3D scaffolds (2007)
  • 著者名/発表者名: Fischbach C, Chen R, Matsumoto T, Schmelzle T, Brugge J, Polverini P, Mooney DJ
  • 雑誌名: Nat Methods 4 ページ: 855-860
• [雑誌論文] Mechanical strain regulates endothelial cell patterning in vitro (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Yung YC, Fischbach C, Kong HJ, Nakaoka R, Mooney DJ
  • 雑誌名: Tissue Eng 13 ページ: 207-217
• [雑誌論文] Modification of apatite materials for bone tissue engineering and drug delivery system (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Okazaki M, Nakahira A, Sasaki J, Egusa H, Sohmura T
  • 雑誌名: Curr Med Chem 14 ページ: 2726-2733
• [雑誌論文] Synthetic osteopontin-derived peptide SVVYGLR induce neovascularization in artificial one marrow scaffold materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Hamada Y, Egusa H, Kaneda Y, Hirata I, Kawaguchi N, Hirao T, Matsumoto T, Yao M, Daito K, Yatani H, Okazaki M, Matsuura N
  • 雑誌名: Dent Mater J 26 ページ: 487-492
• [雑誌論文] Engineering tumors with 3D scaffolds. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fischbach C, Chen R, Matsumoto T, Schmelzle T, Brugge J, Polverini P, Mooney DJ.
  • 雑誌名: Nat Methods 4 ページ: 855-860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moddiffcation of apatite materials for bone tissue engineering and drug delivery system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Okazaki M, Nakahira A, Sasaki J, Egusa H, Sohmura T.
  • 雑誌名: Curr Med Chem 14 ページ: 2726-2733
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic osteopontin-derived peptide SVVYGLR induce neovascularization in artificial one marrow scaffold materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Hamada Y, Egusa H, Kaneda Y, Hirata I, Kawaguchi N, Hirao T, Matsumoto T, Yao M, Daito K, Yatani H, Okazaki M, Matsuura N.
  • 雑誌名: Dent Mater J 26 ページ: 187-492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different behavior of implanted hydroxyapatite depending on its size and crystallinity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Tamine K, Kagawa R, Hamada Y, Okazaki M, Takahashi J
  • 雑誌名: J Ceram Soc Jap 114 ページ: 760-762
• [雑誌論文] Role of acidic amino acid for regulating hydroxyapatite crystal growth. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Okazaki M, Inoue M, Sasaki J, Hamada Y, Takahashi J
  • 雑誌名: Dent Mater J 25 ページ: 360-364
  • NAID: 110004757990
• [雑誌論文] New concept bioceramics composed of octacalcium phosphate (OCP) and dicarboxylic acid intercalated OCP via hydrothermal hot-pressing.
  • 著者名/発表者名: Ishihara S, Matsumoto T, Onoki T, Sohmura T, Nakahira A
  • 雑誌名: Mater Sci Eng C in press
• [雑誌論文] New concept bioceramics composed of octacalcium phosphate(OCP)and dicarboxylic acid intercalated OCP via hydrothermal hot-pressing
  • 著者名/発表者名: Shiho Ishihara, Takamasa Onoki, Takuya Matsumoto, Taiji Sohmura, Atsushi Nakahira
  • 雑誌名: Mater Eng Sci C (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis and characterization of hydroxyapatite containing glycine and serine (2008)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Hafiz UDDIN, Takuya MATSUMOTO, Taiji SOHMURA
  • 学会等名: 日本歯科理工学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Biomimetic cell containing scaffold for bone tissue engineering (2008)
  • 著者名/発表者名: Ami Mizuno, Takuya Matsumoto, Shinsuke Yoshida, Jun-Ichi Sasaki, Taiji Sohmura
  • 学会等名: IADR
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Modification of mechanical properties of fibrin gel. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi M, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T
  • 学会等名: IADR
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] Function change of osteoblasts subjected to different mechanical stimulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Sasaki J, Matsumoto T, Egusa H, Sohmura T, Yatani H
  • 学会等名: IADR
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] フィブリンゲル内での生体擬似的石灰化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松本卓也
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] 三次元ハイドロゲルを用いた骨芽細胞配向、機能制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 淳一、松本 卓也、江草宏、荘村 泰治、矢谷 博文
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Characterization of hydroxyapatite containing aspartic acid (2007)
  • 著者名/発表者名: Uddin MH, Matsumoto T, Sohmura T.
  • 学会等名: International Dental Materials Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] Control of patterning, patterning, proliferation, and differentiation of myoblasts in strained fibrin gels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Sasaki J, Egusa H. Sohmura T.
  • 学会等名: Biomedical Engineering Society 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: Los Angels, USA
  • 年月日: 2007-09-28
• [図書] 生命歯科医学のカッティングエッジ 米田俊之編 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荘村泰治、寺岡文雄、松本卓也.
  • 出版者: 新たな修復用材料の造形とその表面修飾.
• [図書] Cell Instructive Polymers. "Tissue Engineering" Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology series. Edited (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Mooney DJ
  • 出版者: Kaplan D. Springer, Berlin
• [図書] Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology series. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Mooney DJ
  • 総ページ数: 243
  • 出版者: Cell Instructive Polymers
• [備考]
  • URL: http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~techno/Welcome.html
• [備考]
  • URL: http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~techno/Site/Welcome.html
• [備考]
  • URL: http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~techno/Site/Welcome.html