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培養3次元軟骨組織の構築と非破壊的解析技術による軟骨再生医療

研究課題

研究課題/領域番号 18K09774
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57060:外科系歯学関連
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

足立 哲也  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10613573)

研究分担者 松田 修  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00271164)
山本 俊郎  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40347472)
金村 成智  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70204542)
PEZZOTTI G.  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (70262962)
素輪 善弘  京都大学, 医学研究科, 講師 (80468264)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードナノゲル / 多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル / 軟骨 / ラマン分光法 / 量子ビーム / 放射光 / 間葉系幹細胞 / FT-IR / 再生医療 / プロテオグリカン / バイオマテリアル
研究成果の概要

顎顔面領域の先天性奇形に対し、生体外で培養した軟骨組織を移植する再生治療が望まれる。しかしながら、間葉系幹細胞(MSCs)を軟骨組織へ分化させる場合、通常は脱分化が起こってしまい、十分な大きさで高品質な軟骨を構築するのは困難であった。我々は新規足場材料多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを開発し、この中でMSCsを培養することで、通常の培養よりも著明に大きな軟骨組織を形成することに成功したが、さらなる大きさと高い品質が求められる。そこで本研究では種々の手法をハイブリッドゲルと併用すること により、大きく高品質な軟骨組織を構築・維持する技術を創生する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の日本は超高齢社会であるが、関節リウマチや変形性関節症等の骨・軟骨破壊をきたす基礎疾患を有する高齢者の急速な増加が予想される。応募者が開発した骨・軟骨再生療法を骨質が低下した患者に提供することができれば、歯科分野(歯周病学や口腔外科学)のみならず、整形外科、形成外科、内科学等の骨・関節疾患を扱う多くの分野の骨・軟骨再生医療のさらなる発展に貢献し、超高齢社会に大きな波及効果をもたらすと考えられる。つまり、応募者が開発した骨・軟骨再生療法の普及は、医療分野のみならず社会全体にとって大きな意味を持つものと考える。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 9件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件)

  • [国際共同研究] UCLA(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] UCLA(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Amedica Corporation/University of Missouri(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Culture of Cartilage Tissue on Nanogel-Cross-Linked Porous Freeze-Dried Gel Scaffold for Regenerative Cartilage Therapy: A Vibrational Spectroscopy Evaluation2022

    • 著者名/発表者名
      Adachi Tetsuya、Miyamoto Nao、Imamura Hayata、Yamamoto Toshiro、Marin Elia、Zhu Wenliang、Kobara Miyuki、Sowa Yoshihiro、Tahara Yoshiro、Kanamura Narisato、Akiyoshi Kazunari、Mazda Osam、Nishimura Ichiro、Pezzotti Giuseppe
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 15 ページ: 8099-8099

    • DOI

      10.3390/ijms23158099

    • 関連する報告書
      2022 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] Osteogenic Response to Polysaccharide Nanogel Sheets of Human Fibroblasts After Conversion Into Functional Osteoblasts by Direct Phenotypic Cell Reprogramming2021

    • 著者名/発表者名
      Nakai K, Yamamoto K, Kishida T, Kotani SI, Sato Y, Horiguchi S, Yamanobe H, Adachi T, Boschetto F, Marin E, Zhu W, Akiyoshi K, Yamamoto T, Kanamura N, Pezzotti G, Mazda O.
    • 雑誌名

      Front Bioeng Biotechnol .

      巻: Sep 3;9:713932 ページ: 713932-713932

    • DOI

      10.3389/fbioe.2021.713932

    • 関連する報告書
      2021 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] In Vivo Regeneration of Large Bone Defects by Cross-Linked Porous Hydrogel: A Pilot Study in Mice Combining Micro Tomography, Histological Analyses, Raman Spectroscopy and Synchrotron Infrared Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Tetsuya、Boschetto Francesco、Miyamoto Nao、Yamamoto Toshiro、Marin Elia、Zhu Wenliang、Kanamura Narisato、Tahara Yoshiro、Akiyoshi Kazunari、Mazda Osam、Nishimura Ichiro、Pezzotti Giuseppe
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 号: 19 ページ: 4275-4275

    • DOI

      10.3390/ma13194275

    • 関連する報告書
      2020 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] Osteogenic response of mesenchymal progenitor cells to natural polysaccharide nanogel and atelocollagen scaffolds: A spectroscopic study2019

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi Satoshi、Adachi Tetsuya、Rondinella Alfredo、Boschetto Francesco、Marin Elia、Zhu Wenliang、Tahara Yoshiro、Yamamoto Toshiro、Kanamura Narisato、Akiyoshi Kazunari、Pezzotti Giuseppe、Mazda Osam
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 99 ページ: 1325-1340

    • DOI

      10.1016/j.msec.2019.02.043

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of PDGF-BB and IGF-1 in Activation of Human Schwann Cells by Platelet-Rich Plasma2019

    • 著者名/発表者名
      Sowa Yoshihiro、Kishida Tsunao、Tomita Koichi、Adachi Tetsuya、Numajiri Toshiaki、Mazda Osam
    • 雑誌名

      Plastic and Reconstructive Surgery

      巻: 144 号: 6 ページ: 1025e-1036e

    • DOI

      10.1097/prs.0000000000006266

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Osteogenic Enhancement of Zirconia-Toughened Alumina with Silicon Nitride and Bioglass?2019

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti、Marin、Zanocco、Boschetto、Zhu、McEntire、Bal、Adachi、Yamamoto、Mazda
    • 雑誌名

      Ceramics

      巻: 2 号: 4 ページ: 554-567

    • DOI

      10.3390/ceramics2040043

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Off-Stoichiometric Reactions at the Cell?Substrate Biomolecular Interface of Biomaterials: In Situ and Ex Situ Monitoring of Cell Proliferation, Differentiation, and Bone Tissue Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti Giuseppe、Adachi Tetsuya、Boschetto Francesco、Zhu Wenliang、Zanocco Matteo、Marin Elia、Bal B. Sonny、McEntire Bryan J.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 17 ページ: 4080-4080

    • DOI

      10.3390/ijms20174080

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] In situ molecular vibration insights into the antibacterial behavior of silicon nitride bioceramic versus gram-negative Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Boschetto Francesco、Adachi Tetsuya、Horiguchi Satoshi、Marin Elia、Paccotti Niccol?、Asai Tenma、Zhu Wenliang、McEntire Bryan J.、Yamamoto Toshiro、Kanamura Narisato、Mazda Osam、Ohgitani Eriko、Pezzotti Giuseppe
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      巻: 223 ページ: 117299-117299

    • DOI

      10.1016/j.saa.2019.117299

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] In vitro antibacterial activity of oxide and non-oxide bioceramics for arthroplastic devices: I. In situ time-lapse Raman spectroscopy.2018

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti G, Bock RM, McEntire BJ, Adachi T, Marin E, Boschetto F, Zhu W, Mazda O, Bal SB
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 143(15) ページ: 3708-3721

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bioglass functionalization of laser-patterned bioceramic surfaces and their enhanced bioactivity.2018

    • 著者名/発表者名
      Marin E, Horiguchi S, Zanocco M, Boschetto F, Rondinella A, Zhu W, Bock RM, McEntire BJ, Adachi T, Bal BS, Pezzotti G
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4(12)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Raman Imaging of Individual Membrane Lipids and Deoxynucleoside Triphosphates in Living Neuronal Cells during Neurite Outgrowth.2018

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti G, Horiguchi S, Boschetto F, Adachi T, Marin E, Zhu W, Yamamoto T, Kanamura N, Ohgitani E, Mazda O
    • 雑誌名

      ACS chemical neuroscience

      巻: 3 ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporating Si3N4 into PEEK to Produce Antibacterial, Osteocondutive, and Radiolucent Spinal Implants2018

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti Giuseppe、Marin Elia、Adachi Tetsuya、Lerussi Federica、Rondinella Alfredo、Boschetto Francesco、Zhu Wenliang、Kitajima Takashi、Inada Kosuke、McEntire Bryan J.、Bock Ryan M.、Bal B. Sonny、Mazda Osam
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 18 号: 6 ページ: 1800033-1800033

    • DOI

      10.1002/mabi.201800033

    • 関連する報告書
      2018 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] In vitro antibacterial activity of oxide and non-oxide bioceramics for arthroplastic devices: I. In situ time-lapse Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Pezzotti Giuseppe、Bock Ryan M.、McEntire Bryan J.、Adachi Tetsuya、Marin Elia、Boschetto Francesco、Zhu Wenliang、Mazda Osam、Bal Sonny B.
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 143 号: 15 ページ: 3708-3721

    • DOI

      10.1039/c8an00233a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a SiYAlON glaze for improved osteoconductivity of implantable medical devices.2018

    • 著者名/発表者名
      Bock RM, Marin E, Rondinella A, Boschetto F, Adachi T, McEntire BJ, Bal BS, Pezzotti G
    • 雑誌名

      Journal of biomedical materials research. Part B, Applied biomaterials

      巻: 106(3) ページ: 1084-1096

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Boschetto F, Toyama N, Horiguchi S, Bock RM, McEntire BJ, Adachi T, Marin E, Zhu W, Mazda O, Bal BS, Pezzotti G2018

    • 著者名/発表者名
      In vitro antibacterial activity of oxide and non-oxide bioceramics for arthroplastic devices: II. Fourier transform infrared spectroscopy.
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 143(9) ページ: 2128-2140

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 健康長寿社会の実現に寄与するナノゲルハイブリッド材料の創成2022

    • 著者名/発表者名
      足立哲也
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノゲル工学を基盤技術とした免疫療法および再生医療の開発2022

    • 著者名/発表者名
      足立 哲也 , 田原 義朗 , 宮本 奈生 , 新屋 政春 , 山本 俊郎 , Giuseppe Pezzotti , 秋吉 一成 , 松田 修 , 金村 成智
    • 学会等名
      2022年度砥粒加工学会学術講演会 (ABTEC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体アパタイトの結晶構造に着目した新規医療技術開発2021

    • 著者名/発表者名
      足立哲也, 山本俊郎, 金村成智
    • 学会等名
      第30無機リン化学討論会講
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivoにおける多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルによる配向性を有する骨組織の再生2021

    • 著者名/発表者名
      足立 哲也, 宮本 奈生, 足立 圭司, 山本 俊郎, 金村 成智
    • 学会等名
      第154日本歯科保存学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを用いた骨再生と分光学的解析手法を用いた骨質の分析2021

    • 著者名/発表者名
      足立 哲也, 宮本 奈生, 田原 義朗, 山本 俊郎, 松田 修, Giuseppe Pezzotti, 秋吉 一成, 金村 成智
    • 学会等名
      第2回細胞シート工学イノベーションフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔性ハイブリッド・ナノゲルとダイレクト・リプログラミングを用いた新規骨再生療法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤良樹, 山本健太, 堀口智史, 中井敬, 足立哲也, 足立圭司, 大迫文重, 雨宮傑, 山本俊郎, 金村成智
    • 学会等名
      第62回春季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体アパタイトの配向性を制御する多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを用いた骨再生2019

    • 著者名/発表者名
      足立哲也, 山本俊郎, 田原義朗, Pezzotti Giuseppe, 松田修, 秋吉一成, 金村成智
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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