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骨再生を誘導する骨セメントの開発とその利用によるMasquelet法の革新的改良

研究課題

研究課題/領域番号 19H04462
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
研究機関東北大学

研究代表者

上高原 理暢  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (80362854)

研究分担者 池田 通  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00211029)
奥田 貴俊  順天堂大学, 医学部, 准教授 (00348955)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード骨再生 / リン酸カルシウム / セメント / Masquelet法
研究開始時の研究の概要

本研究では、大きな骨欠損を患者の負担をできるだけ小さく治療する技術確立のために、骨再生能力の高い新規骨セメントを開発し、それを利用した治療法を提案することを目的とする。そのために、従来の治療における骨修復メカニズムを解明すると共に、その知見を利用した新規骨セメントの創製を行う。創製した骨セメントの材料学的および生物学的評価を行うことで、骨再生能力を評価すると共に、それを利用した治療法の検討を行う。

研究成果の概要

骨再生能力が高いリン酸カルシウムからなる球状多孔質顆粒を、水との反応により水酸アパタイトを形成して硬化するリン酸カルシウム粉末からなる結合材と混合してセメントとした。これにより、硬化体の気孔率が高く、ミクロ孔とマクロ孔を有する多孔質なセメントの作製に成功した。このセメントの硬化体を、我々の提案する改良型Masquelet法でラットの骨欠損部に移植したところ、断端周辺から骨再生挙動が見られることを明らかにし、作製したセメントと改良型Masquelet法の有用性を明らかにできた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、大きな骨欠損に対する画期的な再建法としてMasqueletらが提唱した手術法が注目され、わが国でも実施され始めている。しかし、患者自身から大量の骨の採取が必要であるため、患者の負担が非常に大きい。本研究では、患者からの骨の採取をできるだけ減らしつつ早期の骨再生を可能とする治療法の開発につながる研究である。高い骨再生能力を示す可能性のあるセメントの作製に成功し、それを用いた新たな治療方法の可能性も示すことができた。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   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

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] リン酸カルシウム球状多孔質顆粒の作製とその医療応用2023

    • 著者名/発表者名
      上高原 理暢、梅津 将喜
    • 雑誌名

      PHOSPHORUS LETTER

      巻: 106 ページ: 7-17

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium phosphate cements comprising spherical porous calcium phosphate granules: synthesis, structure, and properties2022

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Kamitakahara、Kanau Asahara、Hideaki Matsubara
    • 雑誌名

      Journal of Asian Ceramic Societies

      巻: 10 号: 4 ページ: 731-738

    • DOI

      10.1080/21870764.2022.2123514

    • 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
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation of ascorbic acid phosphate-loaded spherical porous hydroxyapatite/octacalcium phosphate granules2021

    • 著者名/発表者名
      KAMITAKAHARA Masanobu、ISHII Airi、MATSUBARA Hideaki、KAWASHITA Masakazu、FURUYA Maiko、KANETAKA Hiroyasu
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 129 号: 1 ページ: 60-65

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20170

    • NAID

      130007965538

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2021-01-01
    • 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
  • [学会発表] リン酸八カルシウム析出による硬化反応を利用した多孔質リン酸カルシウムセメントの作製2022

    • 著者名/発表者名
      上高原理暢、加藤大夢、梅津将喜
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 2022年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 形状と気孔率の異なるβ型リン酸三カルシウム顆粒を用いたセメントの作製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤佑一郎、加藤大夢、梅津将喜、上高原 理暢
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 2022年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 種々のβ型リン酸三カルシウム顆粒を用いた連通孔を有するセメントの作製2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤佑一郎、加藤大夢、梅津将喜、上高原 理暢
    • 学会等名
      令和4年度 日本セラミックス協会 東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Evaluation of Porous Calcium Phosphate Cements with Controlled Microstructure Using Spherical Porous Granules2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Umetsu、Yuichiro Ito、Hiromu Kato、Masanobu Kamitakahara
    • 学会等名
      20th Asian BioCeramics Symposium (ABC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨再生のための球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの作製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      加藤大夢、梅津将喜、上高原理暢、松原秀彰
    • 学会等名
      第60回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水溶液プロセスを利用したリン酸カルシウム人工骨の作製2021

    • 著者名/発表者名
      上高原理暢
    • 学会等名
      資源・素材学会 東北支部 2021(令和3)年度 春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの設計と作製2021

    • 著者名/発表者名
      加藤大夢、梅津将喜、上高原理暢、松原秀彰
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨再生のための球状多孔体を用いた多孔質リン酸カルシウムセメントの作製2021

    • 著者名/発表者名
      加藤大夢、梅津将喜、上高原理暢、松原秀彰
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ(金研WS)-日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質球状顆粒を用いて微構造を制御した多孔質リン酸カルシウムセメントの作製2021

    • 著者名/発表者名
      上高原理暢、加藤大夢、淺原叶、梅津将喜、松原秀彰
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会・第8回アジアバイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リン酸カルシウム球状多孔体を組み込んだ多孔質リン酸カルシウムセメントの作製と評価2021

    • 著者名/発表者名
      加藤大夢、淺原叶、上高原理暢、松原秀彰
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会 2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of calcium phosphate ceramics for bone repair by using solution process2020

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Kamitakahara
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン酸カルシウム骨セメントの微構造制御と特性・性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      浅原叶,上高原理暢,松原秀彰
    • 学会等名
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure control of calcium phosphate bone cement by using granular raw materials2019

    • 著者名/発表者名
      Kanau Asahara, Masanobu Kamitakahara, Hideaki Matsubara
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 球状多孔体を組み込んだリン酸カルシウム骨セメントの微構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      浅原叶,上高原理暢,松原秀彰
    • 学会等名
      金属材料研究所共同研究ワークショップ 日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リン酸カルシウム骨セメントの微構造と溶解特性の関係2019

    • 著者名/発表者名
      浅原叶,上高原理暢,松原秀彰
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第139回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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