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アパタイト成膜3次元足場材による場所特異的遺伝子導入と血管を含む筋肉再生

研究課題

研究課題/領域番号 18F18106
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 生体医工学・生体材料学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50356672)

研究分担者 SANTHAKUMAR SYAMA  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-10-12 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード足場材 / 再生医療 / コラーゲン / リン酸カルシウム / ACPナノ粒子 / 線維芽細胞増殖因子(FGF) / 歯周組織再生 / りん酸カルシウム
研究実績の概要

再生医療における三要素は、細胞、増殖・分化因子、足場材(スキャホールド)とされている。本研究では、生体外で後者の2要素を複合化することで、血管を含む筋肉・骨などの組織の再生に有効なin vivo組織再生用足場材の創製を目指している。
前年度(2019年度)は、線維芽細胞増殖因子-2とリン酸カルシウムを複合化した3次元足場材を作製し、組成・構造分析および組織再生用足場材としての機能評価を進めた。結晶構造分析の結果、足場材の表面に担持・複合化されたリン酸カルシウムが、当初想定していたアパタイトではなく非晶質リン酸カルシウム(ACP)であることが明らかとなり、ACP複合化足場材とアパタイト複合化足場材の比較検討を行う必要が生じた。このため当該年度(2020年度)は、前年度成果の取り纏め・成果発表(論文投稿)に平行して、以下の実験を行った。
まず、初年度(2018年度)に構築した反応システムを用いて、ACPナノ粒子を複合化した足場材を作製した。足場材としては、3次元連通多孔質構造を有する生分解性コラーゲン顆粒を用いた。また、比較対象として、研究代表者らの従来の反応システムを用いて低結晶性アパタイトを複合化した足場材を作製した。未処理の足場材、ならびにACPあるいはアパタイトを複合化した足場材の表面組成・構造を走査電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分光分析装置、X線回折装置などを用いて確認した後、ラット頭蓋骨欠損モデルに埋入した。埋入部位の新生骨量、骨質などをX線CTイメージング、組織学的評価などにより評価した結果、未処理の足場材およびACP複合化足場材に対し、アパタイト複合化足場材において、埋入部位の骨再生が有意に促進されることが明らかとなった。本モデルにおいて、ACPナノ粒子の複合化が足場材の骨再生能に与える効果は認められなかった。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] In situ precipitation of amorphous calcium phosphate nanoparticles within 3D porous collagen sponges for bone tissue engineering2020

    • 著者名/発表者名
      S. Santhakumar, A. Oyane, M. Nakamura, K. Koga, S. Miyata, K. Muratsubaki, H. Miyaji
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. C

      巻: 116 ページ: 111194-111204

    • DOI

      10.1016/j.msec.2020.111194

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アパタイト成膜スキャフォールドの骨新生効果2019

    • 著者名/発表者名
      吉野友都,宮治裕史,Santhakumar Syama,中村 真紀,大矢根 綾子
    • 学会等名
      第23回生体関連セラミックス討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of 3D collagen sponges with amorphous calcium phosphate nanoparticles for bone tissue engineering2019

    • 著者名/発表者名
      Santhakumar Syama,大矢根 綾子,中村 真紀,古賀 健司,宮田さほり,吉野友都,村椿光,宮治裕史
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In situ fabrication of amorphous calcium phosphate nanoparticles within 3D collagen sponges for bone tissue engineering2019

    • 著者名/発表者名
      Santhakumar Syama,大矢根 綾子,中村 真紀,古賀 健司,宮田さほり,村椿光,宮治裕史
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 大矢根の研究

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/a-oyane/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 大矢根の研究

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/a-oyane/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-10-15   更新日: 2024-03-26  

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