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表面改質した複合型吸収性ナノファイバー足場を用いた耳介形状軟骨の3次元再生誘導

研究課題

研究課題/領域番号 19K10020
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56070:形成外科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

磯貝 典孝  近畿大学, 医学部, 教授 (90203067)

研究分担者 諸富 公昭  近畿大学, 医学部, 准教授 (10388580)
楠原 廣久  近畿大学, 医学部, 講師 (50388550)
和田 仁孝  和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (10460883)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードEthanol treatment / scaffold / cartilage / tissue engineering / ear / hydrophilicity / Cartilage / ethanol treatment / 軟膏再生 / 生分解性ポリマ- / 新水可改質 / ナノファイバ-
研究開始時の研究の概要

本研究では、疎水性ポリマー材料の表面に親水性を付与する表面改質の手法として、OH 基を持ち水との親和性が高いエタノール浸漬処理を行って、人工ポリマー材料の疎水性表面に親水性を付与する。具体的には、新規に開発した複合型吸収性ナノファイバー足場の表面性状をエタノール浸漬処理にて親水性に改質し、人工材料の表面改質が軟骨基質産生および長期形状維持に及ぼす促進効果について検討する。このような細胞と材料表面との間に形成される接着性タンパク質 (バイオインターフェイス) に関する研究は、再生医療を臨床応用する上で必須な基盤技術と考えられる。

研究成果の概要

耳介形状の軟骨再生において、生体内で3次元耳介形状を維持する方法を確立することを目的とした。実験では、PGA ナノファイバー(nanoPGA)とポリ-ε-カプロラクトン(PCL)を組み合わせた複合型吸収性スキャフォールドをエタノール処理して播種細胞の親水性を高め、軟骨再生における効果を検討した。その結果、スキャフォールドの生体内移植後20週間目において、有意に高いSOX5遺伝子発現が誘導され、サフラニンO陽性染色部位はスカフォールド内部に拡大していることが判明した。エタノールによる複合型吸収性スカフォールドの表面改質は、経時的に軟骨の基質産生を促進し耳介形状軟骨再生における有効性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

耳介軟骨の再生誘導技術を臨床応用する上で、耳介特有の3次元形状が単に再現されるのみでなく、長期的形状が維持され、成長や経年変化についても考慮されていることが望まれる。今回の研究より、エタノール表面改質した複合型吸収性スキャフォールド(耳介足場)は、高い軟骨再生能と三次元耳介形状を長期維持するために必要な高い力学的特性を有しており、今後、本表面改質技術は3次元形状軟骨の再生誘導を臨床応用する上で、有用な基盤技術になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Ethanol treatment of nanoPGA/PCL composite scaffolds enhances human chondrocyte development in the cellular microenvironment of tissue-engineered auricle constructs.2021

    • 著者名/発表者名
      Hirano N, Kusuhara H, Sueyoshi Y, Teramura T, Murthy A, Asamura S, Isogai N, Jacquet RD, Landis WJ
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 16(7) 号: 7 ページ: e0253149-e0253149

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0253149

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An analytical study of neocartilage from microtia and otoplasty surgical remnants: A possible application for BMP7 in microtia development and regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Childs RD, Nakao H, Isogai N, Murthy A, Landis WJ
    • 雑誌名

      PLos One

      巻: 15(6) 号: 6 ページ: e0234650-e0234650

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0234650

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高生体親和性人工耳介の開発と実用化2021

    • 著者名/発表者名
      磯貝典孝
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 複合吸収性スキャフォ-ルドを用いた耳介形状軟骨の再生誘導におけるエタノ-ル前処置の有効性2021

    • 著者名/発表者名
      平野成彦
    • 学会等名
      第30回日本形成外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 耳介再生医療の実用化に向けた高生体親和性人工耳介の開発2020

    • 著者名/発表者名
      末吉 遊,磯貝典孝
    • 学会等名
      第29回日本形成外科学会基礎学術集会 シンポジウム (横浜)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト耳介軟骨の再生誘導における軟骨膜細胞の役割2020

    • 著者名/発表者名
      西川侑輝,末吉 遊,平野成彦,中尾仁美,山内 誠,磯貝典孝
    • 学会等名
      第29回日本形成外科学会基礎学術集会 シンポジウム (横浜)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 微細加工装置を用いた新規再生誘導技術の現状2019

    • 著者名/発表者名
      磯貝典孝,末吉 遊
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会シンポジウム(横浜)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 形成外科領域におけるDDS技術を導入した再生医療の臨床展開2019

    • 著者名/発表者名
      磯貝典孝,末吉 遊
    • 学会等名
      第35回日本DDS学会シンポジウム(横浜)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コラゲナ-ゼ表面処理を行った微細加工軟骨の性状が軟骨再生に及ぶす影響2019

    • 著者名/発表者名
      末吉 遊,磯貝典孝
    • 学会等名
      第9回日本DDS再生医療研究会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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