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GelMAを応用した新規歯槽骨再生療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K09948
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57030:保存治療系歯学関連
研究機関愛知学院大学

研究代表者

西田 英作  愛知学院大学, 歯学部, 講師 (10512519)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード歯槽骨再生 / GelMA / 足場 / 骨芽細胞 / 歯周組織再生 / 細胞工学
研究開始時の研究の概要

歯周病で失った歯周組織、とりわけ歯槽骨の欠損が大きい場合の再生治療では、必要な細胞を外部から供給する細胞移植治療が必要となってくる。そこで、移植治療用細胞として、安全かつ簡便に、そして中高年齢層から採取可能な顎骨由来骨芽細胞を使用し、足場材として歯槽骨再生治療用にカスタマイズされたGelMAを応用しオーダーメイド歯槽骨再生治療を目指す。本研究では、老齢ラットの顎から採取した顎骨由来骨芽細胞を、光感受性のリボフラビンを重合開始剤として可視光線で硬化するように特性を与えたGelMAに埋包し、歯周病モデル動物の歯槽骨欠損部に移植することによって、新たな歯槽骨の再生治療開発のための基礎的研究を行う。

研究実績の概要

歯周病で失った歯周組織、とりわけ歯槽骨の欠損が大きい場合の再生治療では、必要な細胞を外部から供給する細胞移植治療が必要となってくる。そこで、移植 治療用細胞として、安全かつ簡便に、そして中高年齢層から採取可能な顎骨由来骨芽細胞を使用し、足場材として歯槽骨再生治療用にカスタマイズされたGelMA を応用しオーダーメイド歯槽骨再生治療を目指す。本研究では、老齢ラットの顎から採取した顎骨由来骨芽細胞を、光感受性のリボフラビンを重合開始剤として 可視光線で硬化するように特性を与えたGelMA-RFに埋包し、歯周病モデル動物の歯槽骨欠損部に移植することによって、新たな歯槽骨の再生治療開発のための基 礎的研究を行う。
歯槽骨再生に有用な顎骨由来骨芽細胞:以下alveolar bone osteoblast (AOB)を独自の方法で採取し、細胞為害性が無くかつ骨芽細胞の分化誘導を促すようカスタマイズされた足場(GelMA-RF)と混合、歯槽骨欠損部に移植することを歯周病モデルラットで行い、新しい歯槽骨再生治療の基礎的研究を行うことを目的としている。令和4年度に引き続き令和5年度も1.老齢ラット顎骨由来骨芽細胞(AOB)の採取、培養2.GelMA-RFの作成3.歯周病モデルラットの作製、そして歯周病部位に GelMA-RFとRAOBの複合体の移植実験とその評価のために、令和5年度も移植部の細胞移植部のマイクロCT撮影、細胞移植部の薄切切片作製とHE染色の完了を目指した。歯周病モデルラットの作成は、上顎、下顎ともに第一大臼歯の近心に骨欠損を作成することは可能だが、欠損部位の定量化に現在の方法ではやや困難であるため、評価方法を再考しなければならい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

老齢ラット顎骨由来骨芽細胞(RAOB)の採取、培養は、50歳以上の中高齢者の歯周病患者を想定し、70週齢のSDラット雄の下顎肢より骨片を採取、コラゲナーゼ 法にて分離、培養し、3 個体から各分画を凍結保存した(RAOB1F3,4,5、RAOB2F3,4,5、RAOB3F3,4,5)。コントロールの骨芽細胞として7週齢のラット下顎肢から 顎骨由来骨芽細胞を採取した。これらの細胞をBMP-2添加した骨分化誘導メディウムで14日間培養し、カルセイン染色にて石灰化の定量を行った。 2.GelMA-RFの作成に関してはこれまでの経験を生かし、再現性は高いため、材料や器具のメンテナンスを行ったが、歯周病モデルへの細胞移植実験に関しては、 プレ実験として細胞移植する前に大腿骨に骨欠損を作成し、細胞移植部の骨再生量を評価した。8週齢のSD雄ラットの上顎及び第1大臼歯の近心部の歯肉を切開剥離し、重度歯周病を想定したが、欠損作製が想定より困難で、歯周病モデルラット作成が遅れている。 3.本研究課題の結果をまとめ、英語論文にできていない。4.研究代表者が2023年7月14日から1年以内の予定で、アメリカ留学した。

今後の研究の推進方策

歯周病モデルマウスの細胞移植実験に関しては、8週齢のSD雄ラットの上顎及び顎第1大臼歯の近心部の歯肉を切開剥離し、重度歯周病を想定し、歯周病モデルを作製する予定である。欠損作成、定量化がやや困難で技術の向上が必要とされる。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effectiveness of novel oral hygiene instruction avoiding inattentional blindness using an application for unique plaque control record calculation: A randomized clinical trial2024

    • 著者名/発表者名
      Mitani Akio、Matsuura Takato、Aino Makoto、Hayashi Jun‐ichiro、Nishida Eisaku、Hori Miki、Kikuchi Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Periodontal Research

      巻: 00 号: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1111/jre.13236

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of subgingival bacteria by antimicrobial photodynamic therapy using transgingival irradiation: A randomized clinical trial2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Jun‐ichiro、Ono Kohta、Iwamura Yuki、Sasaki Yasuyuki、Ohno Tasuku、Goto Ryoma、Nishida Eisaku、Yamamoto Genta、Kikuchi Takeshi、Higuchi Naoya、Mitani Akio、Fukuda Mitsuo
    • 雑誌名

      Journal of Periodontology

      巻: 01 号: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/jper.23-0328

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photodynamic Inactivation of an Endodontic Bacteria Using Diode Laser and Indocyanine Green-Loaded Nanosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Naoya、Hayashi Jun-ichiro、Fujita Masanori、Iwamura Yuki、Sasaki Yasuyuki、Goto Ryoma、Ohno Tasuku、Nishida Eisaku、Yamamoto Genta、Kikuchi Takeshi、Mitani Akio、Fukuda Mitsuo
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 16 ページ: 8384-8384

    • DOI

      10.3390/ijms22168384

    • 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
  • [雑誌論文] Gelatin Methacryloyl?Riboflavin (GelMA?RF) Hydrogels for Bone Regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Ryoma、Nishida Eisaku、Kobayashi Shuichiro、Aino Makoto、Ohno Tasuku、Iwamura Yuki、Kikuchi Takeshi、Hayashi Jun-ichiro、Yamamoto Genta、Asakura Masaki、Mitani Akio
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 4 ページ: 1635-1635

    • DOI

      10.3390/ijms22041635

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] インドシアニングリーン封入ナノ粒子と半導体レーザーを用いた抗菌光線力学療法の歯周病バイオフィルムに対する殺菌効果2023

    • 著者名/発表者名
      小野皓大,林潤一郎,岩村侑樹,樋口直也, 西田英作,菊池 毅,三谷章雄,福田光男
    • 学会等名
      第35回 日本レーザー歯学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯周ポケット外からの近赤外線レーザー照射を用いたaPDTはポケット内細菌を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      林潤一郎,小野皓大,岩村侑樹、樋口直也、西田英作、菊池毅、三谷章雄、福田光男
    • 学会等名
      第34回日本レーザー歯学会総会・学術大会 (東京)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Precision Medicine」2024年1月号2023

    • 著者名/発表者名
      岩田隆紀
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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