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垂直的骨造成のための細胞誘導因子徐放ハイドロゲルによる自己組織再生誘導

研究課題

研究課題/領域番号 22K10047
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
研究機関大阪歯科大学

研究代表者

馬場 俊輔  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (40275227)

研究分担者 橋本 典也  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (20228430)
本津 茂樹  近畿大学, 生物理工学部, 研究員 (40157102)
城 潤一郎  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (60511243)
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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード自己組織再生誘導法 / 歯槽骨再生
研究開始時の研究の概要

歯科においては自己組織再生誘導法としてGuided  Bone Regeneration法が行われているが、骨の造成量には限界がある。現在、体内に存在している細胞の動きをコントロールして、自己組織再生誘導を実現する再生治療の試みも始まっている。本研究ではStromal cell-derived factor-1徐放ハイドロゲルを歯槽骨欠損部位に填入し骨、歯根膜、セメント質の前駆細胞を呼び寄せ、独自に開発した成長因子保持細胞遮断膜から成長因子を呼び寄せた細胞に作用させ効果的な歯槽骨再生をめざす。

研究実績の概要

歯科においては自己組織再生誘導法としてGuided Bone Regeneration法が行われているが、骨の造成量には限界がある。現在、体内に存在している細胞の動きをコントロールして、自己組織再生誘導を実現する再生治療の試みも始まっている。本研究ではStromal cell-derived factor-1(SDF-1)徐放ハイドロゲルを歯槽骨欠損部位に填入し骨、歯根膜、セメント質の前駆細胞を呼び寄せ、独自に開発した成長因子保持細胞遮断膜から成長因子を呼び寄せた細胞に作用させ効果的な歯槽骨再生をめざす。
研究の目的は、PEEK に成長因子の放出と幹細胞の骨形成分化を維持する能力を提供することある。 PEEK 表面はサンドブラスト処理され、ポリドーパミン (PDA) で修飾した。 さらに、PEEK 表面のサンドブラストと PDA 改質が成功したことは、物理化学的特性評価によって確認した。次いで、PDA修飾PEEKの表面にグルタルアルデヒドとゼラチンの溶液を添加することによって、ゼラチンハイドロゲルをPEEKに化学的に結合させた。 ゼラチンハイドロゲルとPEEK(GPEEK)の結合と分解を確認し、擬似体液中でGPEEKの石灰化を観察した。GPEEK では骨形成タンパク質 (BMP)-2 の持続放出が観察されました。 BMP-2 を含む GPEEK 上で培養すると、ヒト間葉系幹細胞 (hMSC) は骨形成分化を示した。 BMP-2を組み込んだゼラチンハイドロゲルを含むPEEKが骨組織工学の有望な基質であると結論付けた。
SDF-1徐放ハイドロゲルとしてゼノセルを選択した。ゼノセルは、ラット頭蓋冠欠損モデルに移植したところ生体吸収性が早いことが明らかとなったため、熱架橋を行い再度実験を行っている。

現在までの達成度 (区分)
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

BMP-2を組み込んだゼラチンハイドロゲルを含むPEEKが骨組織工学の有望な基質であると結論付いたため。

今後の研究の推進方策

熱架橋を行ったゼノセルとSDF1の複合体をラット頭蓋冠欠損モデルに移植し、幹細胞の遊走を免疫染色によって確認する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

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

  • [雑誌論文] Bioactive Polyetheretherketone with Gelatin Hydrogel Leads to Sustained Release of Bone Morphogenetic Protein-2 and Promotes Osteogenic Differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ruonan、Jo Jun-Ichiro、Kanda Ryuhei、Nishiura Aki、Hashimoto Yoshiya、Matsumoto Naoyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 16 ページ: 12741-12741

    • DOI

      10.3390/ijms241612741

    • 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
  • [学会発表] ゼラチンハイドロゲルを結合した生体活性ポリエーテルエーテルケトンは骨形成因子の徐放と骨分化促進をもたらす2023

    • 著者名/発表者名
      張 若楠, 城 潤一郎, 神田龍平, 西浦亜紀, 橋本典也, 松本尚之
    • 学会等名
      令和5 年度 日本歯科理工学会近畿・中四国地方会セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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