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ナノハイドロキシアパタイト含有レジンを応用した歯周組織再生誘導型歯質接着材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K09171
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57030:保存治療系歯学関連
研究機関九州大学

研究代表者

杉井 英樹  九州大学, 歯学研究院, 助教 (80802280)

研究分担者 前田 英史  九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
友清 淳  九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)
長谷川 大学  九州大学, 大学病院, 講師 (20757992)
濱野 さゆり  九州大学, 歯学研究院, 助教 (40757978)
糸山 知宏  九州大学, 大学病院, 助教 (50884433)
兼子 大志  九州大学, 大学病院, 助教 (50962495)
藤野 翔香  九州大学, 歯学研究院, 特別研究員 (60883832)
小幡 純子  九州大学, 歯学研究院, 助教 (70759448)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードnano hydroxyapatite / シャーピー線維 / セメント質 / 歯根膜幹細胞 / naHAp / SB / 破折歯修復
研究開始時の研究の概要

naHAp/SBがセメント質・歯根膜誘導型の新規材料として、破折歯の治療に応用できるとの仮説を立て、naHAp/SBを破折歯の治療に応用し、naHAp/SBのセメント質・歯根膜再生能を明らかにすることを計画した。まず、in vitroにて、歯根膜幹細胞(PDLSCs)を用いて、naHAp/SBが、その歯質接着能、生体親和性、機械的強度、および生体活性(セメント質および歯根膜形成誘導能)に及ぼす影響について解析を行う。その後、in vivoにて、当研究室で樹立したラット歯周組織欠損モデルを応用し、ラット臼歯部歯根破折歯モデルを作製する。同動物モデルを用いて、破折部周囲の組織の治癒状態を検証する。

研究実績の概要

naHAp/SBの生体親和性に関しては、30%naHAp/SBが歯根膜幹細胞(PDLSC)の増殖能および接着能に及ぼす影響ついて検証を行った。その結果、10%または30%naHAp/SBはSBと同等の細胞増殖能および細胞増殖関連遺伝子 (CCND1、CCNE1およびCDKN3) の発現を有することが明らかとなった。
次に、naHAp/SBの生体活性(セメント質および歯根膜形成誘導能)に関する評価を行った。10%または30%naHAp/SBは、SBと比較してセメント質関連因子(CAP, CEMP1およびOCN)の遺伝子およびタンパク発現、および石灰化を促進した。以上の結果より、naHApが添加されることにより、SBの歯質接着性を維持した状態で、生体活性を上昇することが可能となることが示唆された。
ここまででえられた結果を基にして、30%naHAp/SBに着目し、当研究室で既に系が確立されている、ラット髄床底穿孔モデルを用いて穿孔部周囲の歯周組織の再生を観察したところ、30%naHAp/SBはSBと比較して、再生したセメント質様構造物の量が多く、シャーピー線維様の構造の再生も認められた。以上の結果より、30%naHAp/SBは新規の生体活性を有する歯質接着剤となりうる可能性が示唆された。本年度に得られた結果より、既にセメント質・歯根膜の再生能を有する可能性が示唆されているので、今後は、破折歯への応用が可能かどうかを精査するため、ラットの歯根破折モデルを用いて、破折部位周囲の歯周組織の再生に及ぼす影響を解析していく予定である。

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

元々予定していた実験のうち、naHAp/SBの生体親和性に関しては、30%naHAp/SBが歯根膜幹細胞(PDLSC)の増殖能および接着能に及ぼす影響ついて検証を行った。その結果、10%または30%naHAp/SBはSBと同等の細胞増殖能および細胞増殖関連遺伝子 (CCND1、CCNE1およびCDKN3) の発現を有することが明らかとなった。次に、naHAp/SBの生体活性(セメント質および歯根膜形成誘導能)に関する評価を行った。10%または30%naHAp/SBは、SBと比較してセメント質関連因子(CAP, CEMP1およびOCN)の遺伝子およびタンパク発現、および石灰化を促進した。以上の結果より、naHApが添加されることにより、SBの歯質接着性を維持した状態で、生体活性を上昇することが可能となることが示唆された。
ここまでの結果で予定していたin vitroの実験の半分は既に実施することができているので、順調に進んでいると思われる。
また、in vivo実験に関しては、30%naHAp/SBに着目し、当研究室で既に系が確立されている、ラット髄床底穿孔モデルを用いて穿孔部周囲の歯周組織の再生を観察したところ、30%naHAp/SBはSBと比較して、再生したセメント質様構造物の量が多く、シャーピー線維様の構造の再生も認められた。以上の結果より、30%naHAp/SBは新規の生体活性を有する歯質接着剤となりうる可能性が示唆された。既にセメント質・歯根膜の再生能を有する可能性が示唆されているので、今後は、ラットの歯根破折モデルを用いて、破折部位周囲の歯周組織の再生に及ぼす影響を解析していく予定である。

今後の研究の推進方策

本年度までの結果は以下のようになる。naHAp/SBの生体親和性に関しては、30%naHAp/SBが歯根膜幹細胞(PDLSC)の増殖能および接着能に及ぼす影響ついて検証を行った。その結果、10%または30%naHAp/SBはSBと同等の細胞増殖能および細胞増殖関連遺伝子 (CCND1、CCNE1およびCDKN3) の発現を有することが明らかとなった。
次に、naHAp/SBの生体活性(セメント質および歯根膜形成誘導能)に関する評価を行った。10%または30%naHAp/SBは、SBと比較してセメント質関連因子(CAP, CEMP1およびOCN)の遺伝子およびタンパク発現、および石灰化を促進した。以上の結果より、naHApが添加されることにより、SBの歯質接着性を維持した状態で、生体活性を上昇することが可能となることが示唆された。
ここまででえられた結果を基にして、30%naHAp/SBに着目し、当研究室で既に系が確立されている、ラット髄床底穿孔モデルを用いて穿孔部周囲の歯周組織の再生を観察したところ、30%naHAp/SBはSBと比較して、再生したセメント質様構造物の量が多く、シャーピー線維様の構造の再生も認められた。以上の結果より、30%naHAp/SBは新規の生体活性を有する歯質接着剤となりうる可能性が示唆された。
今後は、破折歯への応用が可能であるかを評価するため、ラットの歯根破折モデルを用いて、破折部位周囲の歯周組織の再生に及ぼす影響を解析していく予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of Fibrillin-2 on Differentiation into Periodontal Ligament Stem Cell?Like Cells Derived from Human-Induced Pluripotent Stem Cells2024

    • 著者名/発表者名
      Hamano Sayuri、Yamashita Diaki、Hasegawa Daigaku、Sugii Hideki、Itoyama Tomohiro、Maeda Hidefumi
    • 雑誌名

      Stem Cells and Development

      巻: - 号: 9-10 ページ: 228-238

    • DOI

      10.1089/scd.2024.0013

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyaluronic Acid Induction Promotes the Differentiation of Human Neural Crest-like Cells into Periodontal Ligament Stem-like Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Alhasan M. Anas、Tomokiyo Atsushi、Hamano Sayuri、Sugii Hideki、Ono Taiga、Ipposhi Keita、Yamashita Kozue、Mardini Bara、Minowa Fumiko、Maeda Hidefumi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 12 号: 23 ページ: 2743-2743

    • DOI

      10.3390/cells12232743

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Dopamine is involved in reparative dentin formation through odontoblastic differentiation of dental pulp stem cells2023

    • 著者名/発表者名
      Shoko Fujino, Sayuri Hamano, Atsushi Tomokiyo, Risa Sugiura, Daiki Yamashita, Daigaku Hasegawa, Hideki Sugii , Shinsuke Fujii, Tomohiro Itoyama , Hirofumi Miyaji , Hidefumi Maeda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 5668-5668

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32126-1

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] セメント質誘導型ナノハイドロキシアパタイト含有レジンの新規開発2023

    • 著者名/発表者名
      杉井英樹、吉田晋一郎、Mhd Safwan,Albougha, 足立織利恵、友清淳、濱野さゆり、長谷川大学、前田英史
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The 4-META/MMA-TBB resin containing nano hydroxyapatite regenerates wounded periodontal tissue at the perforation site2023

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sugii, Shinichiro Yoshida, Sayuri Hamano, Daigaku Hasegawa, Junko Obata, Tomohiro Itoyama, Mha Safwan Albougha, Fumiko Minowa, Atsushi Tomokiyo, Hidefumi Maeda
    • 学会等名
      Asian Pacific Endodontic Confederation (APEC) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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