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コラーゲン3Dプリンターを用いたオーダーメイド骨・軟骨インプラントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K09055
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

武冨 修治  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70570018)

研究分担者 齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)
稲田 全規  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80401454)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード整形外科学 / I型コラーゲン / ヒト脂肪組織幹細胞 / 軟骨細胞 / 軟骨基質 / コラーゲン / 3Dプリンター
研究成果の概要

本研究では、ヒト脂肪由来間葉系幹細胞を含んだコラーゲン主体のインプラントの造形技術の開発を行った。主に軟骨組織への応用を検討したが、ヒト脂肪由来間葉系幹細胞そのものを用いるより、一定程度軟骨細胞に分化誘導してから用いる方が、より良好な軟骨組織を形成することが分かった。これらの組織を実験動物の関節内に移植したところ、良質な軟骨を維持できることも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨、軟骨の欠損は骨折などの外傷や変形性関節症、感染症などにより引き起こされ、治療が困難になる場合も珍しくない。軟骨欠損に対しては、自家軟骨細胞から造形した軟骨組織が保険収載されているが、関節鏡視下での細胞採取の侵襲を要し、また移植に際しては欠損部に合わせた形状の細工を術中に行う必要があり、欠損部に精密に整合させることも困難である。脂肪組織は局所麻酔下に皮下から容易に採取でき、豊富に間葉系幹細胞を含むことが知られている。本研究は低侵襲で簡便に軟骨移植用インプラントを造形することを可能にするものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] TRPV2 is involved in induction of lubricin and suppression of ectopic endochondral ossification in articular joints2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto Hideki、Katanosaka Yuki、Chijimatsu Ryota、Mori Daisuke、Xuan Fengjun、Yano Fumiko、Omata Yasunori、Maenohara Yuji、Murahashi Yasutaka、Kawaguchi Kohei、Yamagami Ryota、Inui Hiroshi、Taketomi Shuji、Taniguchi Yuki、Kanagawa Motoi、Naruse Keiji、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Arthritis & Rheumatology

      巻: - 号: 8 ページ: 1441-1450

    • DOI

      10.1002/art.41684

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primary culture of mouse adipose and fibrous synovial fibroblasts under normoxic and hypoxic conditions2020

    • 著者名/発表者名
      SUGIMOTO Hikaru、MURAHASHI Yasutaka、CHIJIMATSU Ryota、MIWA Satoshi、YANO Fumiko、TANAKA Sakae、SAITO Taku
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 41 号: 1 ページ: 43-51

    • DOI

      10.2220/biomedres.41.43

    • NAID

      130007801491

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • 年月日
      2020-02-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lubricin Contributes to Homeostasis of Articular Cartilage by Modulating Differentiation of Superficial Zone Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Maenohara Yuji、Chijimatsu Ryota、Tachibana Naohiro、Uehara Kosuke、Xuan Fengjun、Mori Daisuke、Murahashi Yasutaka、Nakamoto Hideki、Oichi Takeshi、Chang Song Ho、Matsumoto Takumi、Omata Yasunori、Yano Fumiko、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 36 号: 4 ページ: 792-802

    • DOI

      10.1002/jbmr.4226

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evidence that TD‐198946 enhances the chondrogenic potential of human synovium‐derived stem cells through the NOTCH3 signaling pathway2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masato、Chijimatsu Ryota、Hart David A.、Hamamoto Shuichi、Jacob George、Yano Fumiko、Saito Taku、Shimomura Kazunori、Ando Wataru、Chung Ung‐il、Tanaka Sakae、Yoshikawa Hideki、Nakamura Norimasa
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 15 号: 2 ページ: 103-115

    • DOI

      10.1002/term.3149

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Coating Inhibits Bacterial Adhesion and Biofilm Formation on a Suture: An In Vitro and In Vivo Study2020

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Taizo、Saito Taku、Shobuike Takeo、Miyamoto Hiroshi、Matsuda Junpei、Fukazawa Kyoko、Ishihara Kazuhiko、Tanaka Sakae、Moro Toru
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2020 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1155/2020/5639651

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The small compound, TD-198946, protects against intervertebral degeneration by enhancing glycosaminoglycan synthesis in nucleus pulposus cells2020

    • 著者名/発表者名
      Kushioka Junichi、Kaito Takashi、Chijimatsu Ryota、Okada Rintaro、Ishiguro Hiroyuki、Bal Zeynep、Kodama Joe、Yano Fumiko、Saito Taku、Chung Ung-il、Tanaka Sakae、Yoshikawa Hideki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 14190-14190

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71193-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Associations of clinical outcomes and MRI findings in intra-articular administration of autologous adipose-derived stem cells for knee osteoarthritis2020

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Junya、Yamagami Ryota、Matsumoto Takumi、Terao Tomohiro、Inoue Keita、Tsuji Shinsaku、Maenohara Yuji、Matsuzaki Tokio、Chijimatsu Ryota、Omata Yasunori、Yano Fumiko、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 14 ページ: 332-340

    • DOI

      10.1016/j.reth.2020.04.003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypoxia-inducible factor-1 alpha maintains mouse articular cartilage through suppression of NF-κB signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Keita、Mori Daisuke、Makii Yuma、Nakamoto Hideki、Murahashi Yasutaka、Yano Fumiko、Chang Song Ho、Taniguchi Yuki、Kobayashi Hiroshi、Semba Hiroaki、Takeda Norihiko、Piao Wen、Hanaoka Kenjiro、Nagano Tetsuo、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 5425-5425

    • DOI

      10.1038/s41598-020-62463-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of chondrogenic differentiation supplemented by a novel small compound for chondrocyte-based tissue engineering2020

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto Shuichi、Chijimatsu Ryota、Shimomura Kazunori、Kobayashi Masato、Jacob George、Yano Fumiko、Saito Taku、Chung Ung-il、Tanaka Sakae、Nakamura Norimasa
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Orthopaedics

      巻: 7 号: 1 ページ: 446-458

    • DOI

      10.1186/s40634-020-00228-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Type 2 innate lymphoid cells inhibit the differentiation of osteoclasts and protect from ovariectomy-induced bone loss2020

    • 著者名/発表者名
      Omata Yasunori、Frech Michael、Lucas S?bastien、Primbs Tatjana、Knipfer Lisa、Wirtz Stefan、Kadono Yuho、Saito Taku、Tanaka Sakae、Sarter Kerstin、Schett Georg、Zaiss Mario M.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 136 ページ: 115335-115335

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115335

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stepwise strategy for generating osteoblasts from human pluripotent stem cells under fully defined xeno-free conditions with small-molecule inducers2020

    • 著者名/発表者名
      Zujur Denise、Kanke Kosuke、Onodera Shoko、Tani Shoichiro、Lai Jenny、Azuma Toshifumi、Xin Xiaonan、Lichtler Alexander C.、Rowe David W.、Saito Taku、Tanaka Sakae、Masaki Hideki、Nakauchi Hiromitsu、Chung Ung-il、Hojo Hironori、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 14 ページ: 19-31

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.12.010

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Oral administration of EP4-selective agonist KAG-308 suppresses mouse knee osteoarthritis development through reduction of chondrocyte hypertrophy and TNF secretion2019

    • 著者名/発表者名
      Murahashi Yasutaka、Yano Fumiko、Chijimatsu Ryota、Nakamoto Hideki、Maenohara Yuji、Amakawa Masahiro、Miyake Yoshihide、Yamanaka Hiroyuki、Iba Kousuke、Yamashita Toshihiko、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 20329-20329

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56861-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 東京大学医学部整形外科

    • URL

      http://www.u-tokyo-ortho.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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