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リン酸オクタカルシウム・コラーゲンとiPS細胞を用いた顎骨再建治療の新機軸

研究課題

研究課題/領域番号 20K09988
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57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 哲  東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (60226850)

研究分担者 岩間 亮介  東北大学, 大学病院, 助教 (20866628)
江草 宏  東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078)
鈴木 治  東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
鎌倉 慎治  東北大学, 医工学研究科, 教授 (80224640)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード顎骨再建 / リン酸オクタカルシウム / iPS細胞 / 3次元スフェロイド培養 / β-TCP / ハイドロキシアパタイト / iPS / スフェロイド / 骨芽細胞 / 石灰化 / 骨再生医療 / コラーゲン / 人工骨
研究開始時の研究の概要

リン酸オクタカルシウム・コラーゲン複合体(OCP/Col)は本邦で2019年に認可された新規骨補填材料であり、骨再生能と生体内吸収性がこれまでの市販の骨補填材料を凌駕するものであるが、顎骨の大規模な骨の再建には限界がある。そこで、本研究の最大の特徴は再生医療で応用されているiPS細胞とOCP/Colを組み合わせることで、自家骨の採取や骨髄穿刺を行うことなく大規模な顎骨再建を可能にすることである。

研究成果の概要

自家骨を採取することなく大規模な顎骨欠損をリン酸オクタカルシウム(OCP)・コラーゲンとiPS細胞を用いた新しい顎骨再建方法を確立するべく、iPS細胞とOCPを含む各種骨補填材と3次元スフェロイド培養を行った。その結果、既存のβ-TCP、ハイドロキシアパタイト、無添加のコントロールに比較してサイズの大きいスフェロイドの形成がみられ、iPS細胞とリン酸オクタカルシウム(OCP)コラーゲンを用いた再建方法の確立の端緒を開くことができた。今後は実験動物を用いたin vivoでの本方法の検証実験が必要であると思われた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リン酸オクタカルシウム(OCP)・コラーゲンは新しい骨補填材として歯槽骨の再建に使われているが、iPS細胞と組み合わせることで、さらに大規模な顎骨再建に用いることが示唆され、外傷、腫瘍などによって生じた顎骨欠損に対し、自家骨を採取することなく再建が可能になり、自家骨採取などに伴う長期間の入院、術後の歩行障害などの後遺症を回避でき患者の肉体的、精神的な負担を大幅に軽減することができることが考えられた。また入院などの期間を回避することで医療経済学的にも大きな貢献ができると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Impact of Octacalcium Phosphate/Gelatin (OCP/Gel) Composite on Bone Repair in Refractory Bone Defects2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Yu、Hamai Ryo、Aizawa Toshimi、Suzuki Osamu
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 260 号: 3 ページ: 245-252

    • DOI

      10.1620/tjem.2023.J040

    • ISSN
      0040-8727, 1349-3329
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The material design of octacalcium phosphate bone substitute: increased dissolution and osteogenecity2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki O, Hamai R, Sakai S
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 158 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2023.02.031

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of octacalcium phosphate crystals on the osteogenic differentiation of tendon stem/progenitor cells in vitro2023

    • 著者名/発表者名
      Xianchen Liu, Yukari Shiwaku, Ryo Hamai, Kaori Tsuchiya, Tetsu Takahashi, Osamu Suzuki
    • 雑誌名

      International journal of molecular sciences

      巻: 24 号: 2 ページ: 1235-1235

    • DOI

      10.3390/ijms24021235

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incomplete Polymerization of Dual-Cured Resin Cement Due to Attenuated Light through Zirconia Induces Inflammatory Responses2023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Takeru、Kakinuma Hiroaki、Fujimura Kanna、Ambo Sara、Otake Koki、Sato Yumi、Egusa Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 12 ページ: 9861-9861

    • DOI

      10.3390/ijms24129861

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stiffness‐Tunable Hydrogel‐Sandwich Culture Modulates the YAP‐Mediated Mechanoresponse in Induced‐Pluripotent Stem Cell Embryoid Bodies and Augments Cardiomyocyte Differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Nattasit Praphawi、Niibe Kunimichi、Yamada Masahiro、Ohori‐Morita Yumi、Limraksasin Phoonsuk、Tiskratok Watcharaphol、Yamamoto Masaya、Egusa Hiroshi
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: e2300021 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1002/mabi.202300021

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long‐term clinical and radiographic evaluation after maxillary sinus floor augmentation with octacalcium phosphate-collagen composite: A retrospective case series study2022

    • 著者名/発表者名
      Miura Kei‐ichiro、Sasaki Miho、Ohba Seigo、Noda Sawako、Sumi Misa、Kamakura Shinji、Takahashi Tetsu、Asahina Izumi
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 16 号: 7 ページ: 621-633

    • DOI

      10.1002/term.3301

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] リン酸オクタカルシウム・コラーゲン複合体(OCP/Col)埋入顎裂部に形成された骨架橋への犬歯萌出症例2022

    • 著者名/発表者名
      松井桂子, 高橋 哲, 川井 忠, 野上晋之介, 山内健介
    • 雑誌名

      日本口蓋裂学会雑誌

      巻: 47 ページ: 45-53

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Segmental Bone Reconstruction by Octacalcium Phosphate Collagen Composites with Teriparatide2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Keiko、Kawai Tadashi、Ezoe Yushi、Yanagisawa Toshiki、Takahashi Tetsu、Kamakura Shinji
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part A

      巻: 15 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2020.0150

    • 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
  • [雑誌論文] Octacalcium phosphate collagen composite stimulates the expression and activity of osteogenic factors to promote bone regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Kouketsu A, Matsui K, Kawai T, Ezoe Y, Yanagisawa T, Yasuda A, Takahashi T, Kamakura S.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng Reger Med

      巻: 14 号: 1 ページ: 99-107

    • DOI

      10.1002/term.2969

    • 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
  • [雑誌論文] Clinical study of octacalcium phosphate and collagen composite in oral and maxillofacial surgery2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai T, Kamakura S, Matsui K, Fukuda M, Takano H, Iino M, Ishikawa S, Kawana H, Soma T, Imamura E, Kizu H, Michibata A, Asahina I, Miura K, Nakamura N, Kibe T, Suzuki O, Takahashi T.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng

      巻: 11 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1177/2041731419896449

    • 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
  • [雑誌論文] Octacalcium phosphate collagen composite (OCP/Col) enhance bone regeneration in a rat model of skull defect with dural defect2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki T, Niizuma K, Kanoke A, Matsui K, Ogita S, Rashad S, Kawai T, Watanabe M, Takahashi T, Kamakura S, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 号: 2 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e03347

    • 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
  • [雑誌論文] コラーゲンを活用した人工骨「ボナーク」の開発と臨床応用2020

    • 著者名/発表者名
      松井桂子,高橋 哲
    • 雑誌名

      Dental Diamond

      巻: 45 ページ: 100-105

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リン酸八カルシウムの複合化がiPS細胞スフェロイドの骨分化に及ぼす影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      菅井優生,濱井 瞭,塩飽由香利,穴田貴久,土屋香織,伹野愛実,山内健介,高橋 哲,江草 宏,鈴木 治
    • 学会等名
      第81回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リン酸八カルシウム/iPS細胞ハイブリッドスフェロイドの3D培養による骨分化評価2023

    • 著者名/発表者名
      菅井優生,濱井 瞭,塩飽由香利,穴田貴久,土屋香織,伹野愛実,山内健介,高橋 哲,江草 宏,鈴木 治
    • 学会等名
      第45回日本バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リン酸カルシウムの複合化が及ぼすiPSCスフェロイドの応答性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      菅井優生,濱井 瞭,塩飽由香利,穴田貴久,土屋香織,山内健介,高橋 哲,江草 宏,鈴木 治
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ボナークの基礎及び骨造成への応用の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 哲
    • 学会等名
      Straumann Forum 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インプラントのための抜歯法と抜歯窩の温存2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 哲
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会第43回中国・四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current trends and future prospects of octacalcium phosphate-collagen composite2023

    • 著者名/発表者名
      Miura Kei-ichiro and Takahashi Tetsu
    • 学会等名
      第68回公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of octacalcium phosphate (OCP) on angiognesis2023

    • 著者名/発表者名
      Kurobane T, Shiwaku Y, Anada T, Hamai R, Tsuchiya K, Baba K, Iikkubo M, Takahashi T, Suzuki O
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Oral and Maxillofacial Surgeons 2023 in Vancouver
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Use of octacalcium/collagen composite (OCP/Col) for jaw bone reconstruction2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Takahashi
    • 学会等名
      The 47th Annual Congress of Association of Oral and Maxillofacial Surgeons of India 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Use of octacalcium/collagen composite (OCP/Col) for Jaw bone reconstruction2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Takahashi
    • 学会等名
      The 65th Annual Meeting of Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons in Seoul
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン酸八カルシウム(OCP)が新生骨基質の骨細胞分化に及ぼす影響の検討2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤志都・塩飽由香利・濱井 瞭・長谷川智香・網塚憲生・髙橋 哲・鈴木 治
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会, 2021/3/11
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 顎裂部自家骨移植の代替材料リン酸オクタカルシウム・コラーゲン複合体の治療効果2020

    • 著者名/発表者名
      松井桂子、高橋 哲、川井 忠、江副祐史、鎌倉慎治
    • 学会等名
      第65回公益社団法人 日本口腔外科学会総会・学術大会(Web開催), 2020/11/13~12/15, 名古屋
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リン酸八カルシウム(OCP)表面に形成された骨基質と骨細胞の免疫組織化学的・形態学的検討2020

    • 著者名/発表者名
      齊藤志都・塩飽由香利・濱井瞭・長谷川智香・網塚憲生・髙橋哲・鈴木治
    • 学会等名
      東北骨代謝・骨粗鬆症研究会, 2021/2/6, web開催
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 自家骨移植代替としてOCP/Colを使用した顎裂閉鎖2020

    • 著者名/発表者名
      松井桂子、髙橋 哲
    • 学会等名
      第44回日本口蓋裂学会総会・学術集会, 2020/6/4-5, 学会誌 紙面開催
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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