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骨粗鬆症の悪環境を逆手に取って治療するハニカム人工骨の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K18593
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

林 幸壱朗  九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)

研究期間 (年度) 2023-06-30 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2025年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードDDS / 骨粗鬆症 / ハニカム / 顆粒 / バイオセラミックス
研究開始時の研究の概要

世界的な高齢化に伴い、骨粗鬆症の患者が急増している。骨粗鬆症になると、骨の量と強度が減少し、転倒やくしゃみといった僅かな衝撃でも骨折してしまう。さらに、骨粗鬆症による骨折が原因で寝たきりになり、認知症につながることも知られている。骨粗鬆症の治療では、毎日や毎週の服薬を数年間継続する必要があり、患者の5割は、1年後には処方通りの服薬ができていない。このため、多くの患者において症状が改善せず、背骨や大腿骨の骨折や圧潰が繰り返し生じ、歩行困難や寝たきり、要介護となる。この問題を解決するために、本研究では、服薬を必要としない革新的治療を導く新規材料を開発する。

研究実績の概要

世界的な高齢化に伴い、骨粗鬆症の患者が急増している(日本では1000万人以上)。骨粗鬆症になると、転倒やくしゃみといった僅かな衝撃でも骨折する。さらに、骨粗鬆症による骨折が原因で寝たきりになり、認知症にもつながる。骨粗鬆症の治療では、毎日や毎週の服薬を数年間継続する必要があり、患者の5割は、1年後には処方通りの服薬ができていない。このため、多くの患者において症状が改善せず、背骨や大腿骨の骨折や圧潰が繰り返し生じ、歩行困難や寝たきり、要介護となる。この問題を解決するために、本研究では、服薬を必要としない革新的治療を創出する新規材料の開発を目的とする。
本年度は、骨粗鬆症モデル動物の作製を行うことを計画していた。ウサギの卵巣摘出により、骨粗鬆症モデル動物を作製することを試みた。卵巣摘出後10カ月経過すると、血中エストロゲン濃度が低下することを確認した。また、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨密度が低下していることをμCT解析により明らかにした。さらに、組織学的解析により、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨量が正常ウサギに比べて少なく、骨小腔中に骨細胞が存在しない割合が高いことが明らかになった。以上のことから、卵巣摘出後10カ月のウサギは骨粗鬆症モデル動物として使用できることを確認した。
2023年度の研究により、動物実験の準備が整った。よって、2024年度は研究代表者が開発した材料の骨粗鬆症治療の有効性を評価することを計画している。

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

当初の計画通りに研究を遂行できたため、概ね順調に研究が進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

2024年度は薬剤の担体となる炭酸アパタイトハニカム顆粒を作製する。この材料の物理化学的性質の評価を行う。さらに、炭酸アパタイトハニカム顆粒への薬剤担持方法の確立と担持量の定量を行う。また、炭酸アパタイトハニカム顆粒からの薬剤放出挙動を調査する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Roles of Pore Architecture of Artificial Bone Grafts in Invasion Competition between Bone and Fibrous Tissue and Orientation of Regenerated Bone2024

    • 著者名/発表者名
      Shibahara Keigo, Hayashi Koichiro, Nakashima Yasuharu, Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      International Journal of Bioprinting

      巻: -

    • 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
  • [雑誌論文] Transformable Carbonate Apatite Chains as a Novel Type of Bone Graft2024

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Koichiro、Kishida Ryo、Tsuchiya Akira、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: - 号: 12

    • DOI

      10.1002/adhm.202303245

    • 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
  • [雑誌論文] Lamellar Septa-like Structured Carbonate Apatite Scaffolds with Layer-by-Layer Fracture Behavior for Bone Regeneration2024

    • 著者名/発表者名
      Taleb Alashkar Ahmad Nazir、Hayashi Koichiro、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Biomimetics

      巻: 9 号: 2 ページ: 112-112

    • DOI

      10.3390/biomimetics9020112

    • 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
  • [雑誌論文] Osseointegration enhancement by controlling dispersion state of carbonate apatite in polylactic acid implant2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Cheng、Hayashi Koichiro、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      巻: 232 ページ: 113588-113588

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2023.113588

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Space Dimensionality within Scaffold for Bone Regeneration with Large and Oriented Blood Vessels2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Koichiro、Kishida Ryo、Tsuchiya Akira、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 16 号: 24 ページ: 7518-7518

    • DOI

      10.3390/ma16247518

    • 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] 炭酸アパタイト人工骨の構造・形状制御による骨再生増強と新機能発現2023

    • 著者名/発表者名
      林 幸壱朗
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 形状可変性炭酸アパタイトチェーンの創製と骨再生への応用2023

    • 著者名/発表者名
      林幸壱朗, 岸田良, 土谷享, 石川邦夫
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第36回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工造血幹細胞ニッチとして働く炭酸アパタイトハニカム材料の開発と造血への応用2023

    • 著者名/発表者名
      林 幸壱朗
    • 学会等名
      MIMS 研究集会 「広い意味での防災にまつわる実験数理融合アプローチの新展開」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗菌性ハニカム人工骨の開発2023

    • 著者名/発表者名
      林 幸壱朗
    • 学会等名
      第42回整形外科バイオマテリアル研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 医用材料及びその製造方法2024

    • 発明者名
      林幸壱朗
    • 権利者名
      林幸壱朗
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-051980
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] 医用可変性骨補填材及びその製造方法2024

    • 発明者名
      林幸壱朗
    • 権利者名
      林幸壱朗
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2023-07-04   更新日: 2024-12-25  

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