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自家架橋したヒアルロン酸に成長因子を配合した生体材料の創製と治療効果の基礎的評価

研究課題

研究課題/領域番号 21K17070
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57050:補綴系歯学関連
研究機関岩手医科大学

研究代表者

畠山 航  岩手医科大学, 歯学部, 研究員 (20733728)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード骨補填材料 / ヒアルロン酸 / インプラント / ゼラチン / ハイドロキシアパタイト / BMP
研究開始時の研究の概要

ヒアルロン酸は保水性や創傷治癒効果の長所から膝関節の治療や美容整形に利用されており、骨補填材としての可能性にも注目されている。しかしながら、未だ実用化には至っていない。その応用を目指し、ヒアルロン酸系複合材料に関する先行研究を独自に行い、ラットでの骨形成に成功した。そこで、本研究では、ヒアルロン酸原料から架橋ヒアルロン酸を自家合成し、生分解挙動、骨形成能や注入性等の複数機能の制御を可能とするヒアルロン酸系生体材料の創製を目的とした。特に、数種類の架橋法を試み最適な作製法と作製条件を探る。

研究成果の概要

注入型試料として、チオール修飾ヒアルロン酸ベースnHAP・BMP複合試料を調製した。また、凍結乾燥体埋入試料として、EGDE架橋ヒアルロン酸・アルカリ処理ゼラチンベースnHAP・BMP複合試料を調製した。両試料において各種理工学的評価を行い、生体内残存期間の延長と、タンパク徐放能の向上を予期する結果を観察・計測した。また、マウス・ラット頭蓋骨に適用する動物実験を行い、凍結乾燥埋入試料については設定した骨欠損からの骨再生を、注入試料については埋入リング内の垂直的骨形成を観察し、それぞれBMP含有群で対照群よりも有意な骨形成を認めた。これら結果は2編の英論文として公表に至っている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、ヒアルロン酸は創傷治癒促進や関節の緩衝潤滑剤を中心とした用途で用いられてきた。本研究ではヒアルロン酸を基材として骨補填材としての検討を行い、新たに骨領域における骨増生用DDS材料として使用可能であることを見出した。この成果は、普及が進んでいヒアルロン酸ベース骨補填材の実用化に向けた大きな一助になると考えられる。また、注入型ヒアルロン酸骨補填材においては、注射針の刺入のみの低侵襲な方法で骨増生を達成する可能性を示唆しており、患者の身体的負担の軽減や術者の施術操作の簡易化などが期待できる。これらメリットは、現在の骨増生術に対するハードルを大きく引き下げる、大きな成果である。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (9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 (5件)

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of change in bone volume 5 years after sinus foor elevation using plate-shaped bone substitutes: a prospective observational study2024

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Takafuji, Yutaro Oyamada , Wataru Hatakeyama , Hidemichi Kihara , Nobuko Shimazaki , Akihiro Fukutoku , Hiroaki Satohand Hisatomo Kondo
    • 雑誌名

      International Journal of Implant Dentistry

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s40729-023-00501-2

    • 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] Self-Prepared Hyaluronic Acid/Alkaline Gelatin Composite with Nano-Hydroxyapatite and Bone Morphogenetic Protein for Cranial Bone Formation.2023

    • 著者名/発表者名
      Hachinohe Y, Taira M, Hoshi M, Yoshida D, Hatakeyama W, Sawada T, Kondo H.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Science

      巻: 24 号: 2 ページ: 1104-1104

    • DOI

      10.3390/ijms24021104

    • 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] Bone Formation on Murine Cranial Bone by Injectable Cross-Linked Hyaluronic Acid Containing Nano-Hydroxyapatite and Bone Morphogenetic Protein2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hachinohe, Masayuki Taira, Miki Hoshi, Wataru Hatakeyama, Tomofumi Sawada, Hisatomo Kondo
    • 雑誌名

      Polymers (Basel)

      巻: 14 号: 24 ページ: 5368-5368

    • DOI

      10.3390/polym14245368

    • 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] Characterization of Five Collagenous Biomaterials by SEM Observations, TG-DTA, Collagenase Dissolution Tests and Subcutaneous Implantation Tests2022

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Miki、Sawada Tomofumi、Hatakeyama Wataru、Taira Masayuki、Hachinohe Yuki、Takafuji Kyoko、Kihara Hidemichi、Takemoto Shinji、Kondo Hisatomo
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15 号: 3 ページ: 1155-1155

    • DOI

      10.3390/ma15031155

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ナノHAとBMPを配合したヒアルロン酸・アルカリゼラチン複合スポンジ体によるラット頭蓋骨欠損部での骨形成評価2022

    • 著者名/発表者名
      八戸 勇樹,平 雅之,畠山 航,吉田 大地,星 美貴,鬼原 英道,澤田 智史,近藤 尚知.
    • 学会等名
      第52回口腔インプラント学会学術大会 2022年 名古屋
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 架橋型ヒアルロン酸/ナノHA/BMP複合ゲルによるラット頭蓋骨上での骨形成評価2022

    • 著者名/発表者名
      八戸 勇樹,平 雅之,星 美貴,畠山 航,吉田 大地,高藤 恭子,近藤 尚知.
    • 学会等名
      公益社団法人日本口腔インプラント学会第42回東北・北海道支部学術大会 2022年 弘前
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 市販コラーゲン系生体材料の形態と架橋度の評価2021

    • 著者名/発表者名
      星 美貴,平 雅之,畠山 航,澤田智史,高藤恭子,武本真治,鬼原英道,近藤尚知
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第129回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨造成を目的としたコラーゲン・HA・酸性ゼラチン製顆粒とコラーゲン製メンブレンの調製及び顆粒へのFGF担持の試み2021

    • 著者名/発表者名
      星 美貴,平 雅之,畠山 航,澤田智史,高藤恭子,武本真治,鬼原英道,近藤尚知
    • 学会等名
      第50回日本口腔インプラント学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒアルロン酸/アルカリゼラチン凍結乾燥複合体にBMPとナノHAを配合した4元系骨補填材の創製2021

    • 著者名/発表者名
      畠山 航,吉田大地,平 雅之,星 美貴,八戸勇樹,鬼原英道,澤田智史,近藤尚知
    • 学会等名
      第50回日本口腔インプラント学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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