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超立体微細パターン付与だけで歯根膜再生を可能とするインプラント周囲炎治療技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04461
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

赤坂 司  北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (00360917)

研究分担者 横山 敦郎  北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
吉村 善隆  北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (30230816)
牛島 夏未  北海道大学, 歯学研究院, 技術専門職員 (40374558)
宮治 裕史  北海道大学, 大学病院, 講師 (50372256)
星 淡子  前橋工科大学, 工学部, 准教授 (50399812)
加我 公行  福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (50824083)
玉井 美保  北海道大学, 歯学研究院, 助教 (20619704)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードマイクロ・ナノパターン / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 動物埋入試験 / 超立体階層化パターン / 歯根膜再生 / コラーゲン / アパタイト / インプラント / キトサンパターン / 血液細胞 / アパタイトコート / コラーゲンコート
研究開始時の研究の概要

炎症や骨を溶かすインプラント周囲炎は早急に解決すべき問題であり、根本原因はインプラント周囲に正常歯根膜が再生されないためである。本申請では、独自開発したバイオ系(超立体)微細パターン作製技術を用い、①微細パターンと各種歯周組織細胞の網羅的評価による効果の法則化、②歯根膜構造をさらに効率的に再生する超立体階層化パターンの創製を行いたい。これより、インプラント表面で起きる歯根膜再生機構を細胞足場形態の側面から法則化し、超立体パターン独自デザインで正常な歯根膜再生を可能としたい。

研究成果の概要

微細構造に対する細胞挙動の影響として、破骨細胞・骨系細胞・歯根膜線維芽細胞・血液細胞に対しピラー・グルーブ・ホールの効果を検討した結果、効果が高い形状および低い形状が発見できた。パターンによるアパタイトの吸収活性や石灰化活性の制御、細胞やコラーゲン線維の配向制御など数種の法則化を達成した。また動物実験では埋入場所によりパターンの作用は異なり、パターンサイズ・形状に依存して組織反応が起こることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義としては、まだ法則を強固にする必要はあるものの、微細構造と細胞挙動の関係の法則化が少しずつ達成されてきており、材料による細胞挙動制御・予測がより容易になった。社会的意義としては、よりデータが蓄積されれば、有効な微細構造のデザインをインプラントの部位ごとに処置することにより、その微細構造のデザイン種により歯根膜の再生、歯肉の強い接着、骨の早い結合など、患者にとってより好ましいインプラントの提供に繋がると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Different micro/nano-scale patterns of surface materials influence osteoclastogenesis and actin structure2022

    • 著者名/発表者名
      Akasaka Tsukasa、Tamai Miho、Yoshimura Yoshitaka、Ushijima Natsumi、Numamoto Shinichiro、Yokoyama Atsuro、Miyaji Hirofumi、Takata Ryo、Yamagata Shuichi、Sato Yoshiaki、Nakanishi Ko、Yoshida Yasuhiro
    • 雑誌名

      Nano Research

      巻: - 号: 5 ページ: 4201-4211

    • DOI

      10.1007/s12274-021-4026-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication and Cell Behavior Assessment of Antibacterial Micro/nano-patterned Chitosan Films2022

    • 著者名/発表者名
      Erika NISHIDA, Hirofumi MIYAJI, Tsutomu SUGAYA, and Tsukasa AKASAKA
    • 雑誌名

      Nano Biomedicine

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osteoclast formation from mouse bone marrow cells on micro/nano-scale patterned surfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Akasaka, Hiroshi Hayashi, Miho Tamai, Yoshitaka Yoshimura, Yoh-ichi Tagawa, Hirofumi Miyaji, Ko Nakanishi, Yasuhiro Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: - 号: 2 ページ: 237-244

    • DOI

      10.1016/j.job.2022.04.001

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contact Angle and Cell Adhesion of Micro/Nano-Structured Poly(lactic-co-glycolic acid) Membranes for Dental Regenerative Therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Kaga Naoyuki、Fujimoto Hiroki、Morita Sho、Yamaguchi Yuichiro、Matsuura Takashi
    • 雑誌名

      Dentistry Journal

      巻: 9 号: 11 ページ: 124-134

    • DOI

      10.3390/dj9110124

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 破骨細胞の吸収窩形成へのマイクロ・ナノパターンの影響2021

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司, 中西 康, 吉田 靖弘
    • 雑誌名

      日本歯科理工学会誌

      巻: 40 ページ: 31-31

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ・ナノパターンが骨系細胞に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      沼本真一郎, 横山敦郎, 赤坂司, 吉田靖弘
    • 雑誌名

      北海道外科雑誌

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface modification of tooth by nanoimprinting and cell response2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Akasaka
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society for Abrasive Technology

      巻: 64 ページ: 614-617

    • NAID

      40022433758

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造表面が破骨細胞分化へ及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司
    • 学会等名
      令和3年度北大細胞生物研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生体応用へ向けた細胞機能評価スクリーニング用マイクロ・ナノパターンの試作2022

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,中川 勝,伊東駿也,宮内昭浩
    • 学会等名
      令和3年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞様細胞への分化を促進または阻害する微細構造表面2022

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司
    • 学会等名
      令和3年度北海道歯学会2月例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造が破骨細胞への分化に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,中西 康,吉田靖弘
    • 学会等名
      第34回代用臓器・再生医学研究会総会/日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第6回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞の吸収窩形成へのマイクロ・ナノパターンの影響2021

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,中西 康,吉田靖弘
    • 学会等名
      第77回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロナノパターンの表面形状がヒト歯根膜線維芽細胞に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      工藤円,吉田靖弘,横山敦郎
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会 第41回 東北・北海道支部学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノパターンが骨系細胞に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      沼本真一郎,赤坂 司,吉田靖弘,横山敦郎
    • 学会等名
      第 33 回代用臓器・再生医学研究会総会/日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第 5 回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロナノパターンの表面形状が細胞に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      沼本真一郎,横山敦郎,吉田靖弘
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会 第51回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノパターンが骨系細胞に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      沼本真一郎,赤坂 司,吉田靖弘,横山敦郎
    • 学会等名
      第33回代用臓器・再生医学研究会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞分化誘導へのマイクロ・ナノパターンの影響2020

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,玉井美保,吉田靖弘
    • 学会等名
      第75回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] いろいろなマイクロ・ナノパターンの細胞培養への応用2020

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司
    • 学会等名
      北海道ダイバーシティ研究環境推進ネットワーク
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノパターニングの歯科応用へ向けて2019

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司
    • 学会等名
      NGL2019 次世代リソグラフィワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノパターンに対する血液関連細胞の細胞接着2019

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司
    • 学会等名
      2019 年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ・ナノ構造への血液関連細胞の付着性2019

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,玉井美保,吉田靖弘
    • 学会等名
      第74 回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞分化誘導へのマイクロ・ナノパターンの影響2019

    • 著者名/発表者名
      赤坂 司,玉井美保,吉田靖弘
    • 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
  • [備考] 研究内容 (赤坂 司)

    • URL

      https://www.den.hokudai.ac.jp/seitaizairyou/akasaka/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Research Map

    • URL

      https://researchmap.jp/read0103543/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者総覧(北海道大学)

    • URL

      https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.9aedc21d80a05e55520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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