骨代謝制御性チタン多孔体の新規開発

• 研究課題/領域番号: 22K10034
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 沖 佳史 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (80806571)
• 研究分担者: 久保 隆靖 広島大学, 病院(歯), 講師 (60240876) ; 土井 一矢 広島大学, 医系科学研究科(歯), 講師 (80444686)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 骨誘導再生療法 / 骨粗鬆症 / チタン多孔体 / 骨リモデリング / インプラント

研究開始時の研究の概要

優れた機械的強度，生体親和性および骨伝導能を有するチタン多孔体に，骨リモデリング制御機能を付与した骨代謝制御性チタン多孔体の新規開発により，骨代謝低下部位におけるインプラント周囲でも確実な骨再建が達成できる．また，本材料にはあらかじめインプラント埋入窩を付与でき，付与した埋入窩は骨組織により占められるため，通法のインプラント埋入を行うことができ，オッセオインテグレーションが獲得できる．これらの実現により，新規骨再建材料である骨代謝制御性チタン多孔体による顎骨再建療法を確立できる．

研究実績の概要

チタン多孔体は優れた骨伝導能を有しており，骨再建後のインプラントの埋入および骨支持が可能である，骨再建部のインプラント支持には既存骨との確実な骨結合およびインプラント周囲の骨リモデリング機能が重要となる．アルカリ処理を用いた生体活性チタン緻密体は，表面に超親水性の網目状酸化膜を構築し，骨伝導を促進するため，骨代謝の低下した環境においても骨形成に適した骨代謝機転とし，骨伝導と骨誘導を合わせもつ効果が期待できる．本研究の目的は，骨代謝低下環境における，アルカリ処理による超親水性網目状酸化膜層を有するチタン緻密体の骨形成促進効果の検討である．
生体活性チタン緻密体の製作：チタン緻密体を5mol/L 水酸化ナトリウム溶液に浸漬（24 時間，60℃）し，アルカリ処理することで超親水性網目状酸化膜層を持つ生体活性チタン緻密体を製作した．
ステロイド性骨粗鬆症モデルの作製：雄性ニュージーランドホワイトラビット（17週齢）の両側卵巣摘出術を行い，ステロイドモルモン製剤（酢酸メチルプレドニゾロン）を1日に体重1kg当たり0.5mg筋肉内注射にて4週間投与し，ステロイド性骨粗鬆症モデルを作製した．
ステロイド性骨粗鬆症モデルにおける生体活性チタン緻密体の骨形成促進効果の検討：ステロイド性骨粗鬆症モデルの両側大腿骨に骨窩を形成し，チタン緻密体（コントロール群）および生体活性チタン緻密体（テスト群）を埋入した．2週間の観察期間後，骨ブロックを採取し，非脱灰研磨標本を製作後，骨接触率を測定した．その結果，テスト群はコントロール群と比較してチタン緻密体周囲に多くの新生骨がみられ，骨接触率も高い値を示した．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

概ね当初の計画通りに研究を進められたため．

今後の研究の推進方策

今後は生体活性チタン多孔体による骨再建部位にインプラントを埋入し骨支持の検討を行う予定である．