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カーボネイトアパタイトの高い骨伝導能・骨再生能を細胞の分子メカニズムから解明する

研究課題

研究課題/領域番号 21H03139
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57060:外科系歯学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

宮本 洋二  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (20200214)

研究分担者 福田 直志  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156)
工藤 景子  徳島大学, 病院, 講師 (70380029)
秋田 和也  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (70876028)
栗尾 奈愛  徳島大学, 病院, 講師 (80622141)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードカーボネイトアパタイト / ハイドロキシアパタイト / 骨再生 / 骨伝導
研究開始時の研究の概要

カーボネイトアパタイトは人工骨や歯科用インプラントとしての応用が期待されているバイオマテリアルである。我々は低結晶性のカーボネイトアパタイトがハイドロキシアパタイトよりも優れた骨伝導性を示すことを報告してきた。しかし、その差が何に起因するかは全く解明できていない。表面形状がほぼ同じで、材質だけが異なるカーボネイトアパタイトとハイドロキシアパタイトを作製する。この上で骨髄間葉系幹細胞等を培養し、遺伝子とmicro RNAの発現変化をマイクロアレイにて解析することによって、カーボネイトアパタイトの骨伝導能・骨再生能の分子メカニズムを検索する。また、動物に2種類の材料を埋植して検証実験を実施する。

研究成果の概要

本研究の目的はハイドロキシアパタイトイト(HAp)より優れた骨伝導能、骨再生能を有するカーボネイトアパタイト(CAp)の分子メカニズムの検索である。HAp作成時の焼結温度を変化させることで、表面粗さや表面形状が同じで、材質だけが異なるHApとCApディスクの開発に成功した。このディスク上でラット骨髄間葉系幹細胞(MC3T3-E1)を24時間培養した結果、CApディスク上で有意な細胞増殖を認めた。培養した細胞を回収し、遺伝子とmicro RNAの発現変化をマイクロアレイにて解析することで、CApによる骨芽細胞への分化促進が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

口腔外科の臨床では、悪性腫瘍等の治療のため顎骨切除を行った結果、広範囲の顎骨欠損を生じることがあり、この顎骨欠損の再建方法が大きな課題となっている。この問題を解決するために人工的に合成された骨補填材、特にハイドロキシアパタイト(HAp)がよく用いられてきた。しかし、HApは生体内で吸収されず、長期に残存し感染源となる可能性がある。そこで近年、生体内吸収性、骨置換性を有するカーボネイトアパタイト(CAp)の臨床応用が始まった。このCAPはHApより骨新生、骨伝導に優れることが明らかになったが、その理由まで解明できていないため、分子メカニズムから解析を行った。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Comparison of bioresorbable bone substitutes, carbonate apatite and β-tricalcium phosphate, for alveolar bone augmentation with simultaneous implant placement.2023

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fukuda, Keiko Kudoh, Kazuya Akita, Natsumi Takamaru, Kunio Ishikawa, Youji Miyamoto,
    • 雑誌名

      Oral Science International.

      巻: 1 号: 3 ページ: 221-228

    • DOI

      10.1002/osi2.1170

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of rabbit mandibular bone defects using carbonate apatite honeycomb blocks with an interconnected porous structure.2022

    • 著者名/発表者名
      Kudoh K, Fukuda N, Akita K, Kudoh T, Takamaru N, Kurio N, Hayashi K, Ishikawa K, Miyamoto Y.
    • 雑誌名

      J Mater Sci Mater Med.

      巻: 31 号: 1 ページ: 2-2

    • DOI

      10.1007/s10856-022-06710-2

    • 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] Osteoclast behaviors on the surface of deproteinized bovine bone mineral and carbonate apatite substitutes in vitro2022

    • 著者名/発表者名
      Fujioka‐Kobayashi Masako、Miyamoto Youji、Ishikawa Kunio、Satomi Takafumi、Schaller Benoit
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 110 号: 8 ページ: 1524-1532

    • DOI

      10.1002/jbm.a.37392

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 口腔領域における骨補填材としての炭酸アパタイトの現状と今後の展開2022

    • 著者名/発表者名
      宮本洋二,福田直志,工藤景子
    • 雑誌名

      日本口腔インプラント学会誌

      巻: 35 ページ: 268-275

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Alveolar ridge preservation in beagle dogs using carbonate apatite bone substitute2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Naoyuki、Ishikawa Kunio、Miyamoto Youji
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 48 号: 2 ページ: 1796-1804

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2021.09.260

    • 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] 骨補填材としての炭酸アパタイトの現状と今後の展開2021

    • 著者名/発表者名
      宮本洋二,福田直志,秋田和也,工藤景子,栗尾奈愛
    • 雑誌名

      日本顎顔面インプラント学会誌

      巻: 20 ページ: 88-95

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Staged Sinus Floor Elevation Using Novel Low-Crystalline Carbonate Apatite Granules: Prospective Results after 3-Year Functional Loading2021

    • 著者名/発表者名
      Ogino Yoichiro、Ayukawa Yasunori、Tachikawa Noriko、Shimogishi Masahiro、Miyamoto Youji、Kudoh Keiko、Fukuda Naoyuki、Ishikawa Kunio、Koyano Kiyoshi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 14 号: 19 ページ: 5760-5760

    • DOI

      10.3390/ma14195760

    • 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
  • [学会発表] 炭酸アパタイト製骨補填材の炭酸基量を変えることによる吸収性と骨新生のコントロール2023

    • 著者名/発表者名
      秋田 和也, 福田 直志, 髙丸 菜都美, 工藤 景子, 工藤 隆治, 栗尾 奈愛, 宮本 洋二
    • 学会等名
      第68回 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
  • [学会発表] 炭酸アパタイトハニカムブロックによる新規骨再建・骨造成法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      福田 直志, 秋田 和也, 髙丸 菜都美, 工藤 景子, 宮本 洋二
    • 学会等名
      第53回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸含有量が多孔質炭酸アパタイト顆粒の骨置換性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      秋田 和也,福田 直志,髙丸 菜都美,工藤 景子,宮本 洋二
    • 学会等名
      第26回公益社団法人日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸アパタイトハニカムブロックによる新規骨造成法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      福田 直志,秋田 和也,髙丸 菜都美,工藤 景子,宮本 洋二
    • 学会等名
      第52回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新しく開発された生体材料による骨再生研究の最前線2022

    • 著者名/発表者名
      宮本 洋二
    • 学会等名
      第21回再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロファイバーを用いた多孔質炭酸アパタイトの開発とウサギ頭蓋骨における組織学的評価2021

    • 著者名/発表者名
      秋田和也,福田直志,椋本修平,鎌田久美子,髙丸菜都美,工藤景子,栗尾奈愛,宮本洋二
    • 学会等名
      第75回 NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 嚢胞摘出後の骨欠損を炭酸アパタイト製骨補填材で即時再建した1例2021

    • 著者名/発表者名
      福田直志,髙丸菜都美,秋田和也,椋本修平,工藤景子,宮本洋二
    • 学会等名
      第66回 日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸アパタイト顆粒と魚うろこコラーゲンの複合化による新規骨補填材の開発2021

    • 著者名/発表者名
      工藤景子,福田直志,秋田和也,工藤隆治,椋本修平、髙丸菜都美、栗尾奈愛,鎌田久美子,宮本洋二
    • 学会等名
      第66回 日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸アパタイトハニカムブロックを用いたベニアグラフトの実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      福田直志,秋田和也,髙丸菜都美,工藤景子,宮本洋二
    • 学会等名
      第25回公益社団法人日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸アパタイト製骨補填材による広範囲骨欠損の即時再建2021

    • 著者名/発表者名
      福田直志,秋田和也,椋本修平,髙丸菜都美,工藤景子,宮本洋二
    • 学会等名
      第51回 公益財団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸含有量の異なる多孔質炭酸アパタイト顆粒の開発2021

    • 著者名/発表者名
      秋田和也,福田直志,椋本修平,髙丸菜都美,工藤景子,都留寛治,石川邦夫,宮本洋二
    • 学会等名
      第51回 公益財団法人日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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