酸素供給型培養デバイスによる骨-血管複合組織体形成と応用

• 研究課題/領域番号: 26282133
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 穴田 貴久 東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (30398466)
• 研究分担者: 鈴木 治 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60374948)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 細胞・組織工学材料 / 細胞培養デバイス / 三次元培養 / 骨芽細胞 / 酸素濃度

研究成果の概要

生体外での三次元細胞組織体構築は組織再生工学における最重要課題の一つである。通常細胞を生体外で何層にも積層すると内部酸素不足により壊死が起こることが問題点である。本研究はこの内部壊死を抑制するための酸素透過性三次元細胞培養器を基盤として、血管様構造体を持つ間葉系幹細胞の組織体構築を行うことを目的とした。培養デバイスにより間葉系幹細胞の骨芽細胞分化の促進と血管内皮細胞との複合体構築に成功した。これらの結果から当該培養デバイスは応用性、汎用性が高く、再生医療への貢献が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] A 3D culture model study monitoring differentiation of dental epithelial cells into ameloblast-like cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadaki, M., Anada, T., Shiwaku, Y., Nakamura, T., Nakamura, M., Kojima, M., Arai, T., Fukumoto, S., and Suzuki, O.
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6(67) 号: 67 ページ: 62109-62109
  • DOI: 10.1039/c6ra04570g
  • 査読あり
• [雑誌論文] An oxygen-permeable spheroid culture chip (Oxy chip) promotes osteoblastic differentiation of mesenchymal stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kamoya, T. Anada, Y. Shiwaku, T. Takano-Yamamoto, O. Suzuki
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 232 ページ: 75-83
  • DOI: 10.1016/j.snb.2016.03.107
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of bioactivity of octacalcium phosphate using osteoblastic cell aggregates on a spheroid culture device (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Anada, T. Sato, T. Kamoya, Y. Shiwaku, K. Tsutchiya, T. Takano-Yamamoto, K. Sasaki, O. Suzuki
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 3 ページ: 58-62
  • DOI: 10.1016/j.reth.2016.02.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of mechanical stress on differentiation of mouse mesenchymal stem cells seeded into an octacalcium phosphate-gelatin scaffold (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, T. Anada, T. Masuda, T. Takano-Yamamoto, O. Suzuki
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 220 ページ: 125-130
  • DOI: 10.1016/j.snb.2015.05.073
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of partially hydrolyzed OCP crystals deposited in a gelatin matrix as a scaffold for bone tissue engineering. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ezoe Y, Anada T, Yamazaki H, Handa T, Kobayashi K, Takahashi T, Suzuki O
  • 雑誌名: J Nanopart Res 巻: 17 号: 3 ページ: 140-140
  • DOI: 10.1007/s11051-015-2864-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Osteoconductive property of a mechanical mixture of octacalcium phosphate and amorphous calcium phosphate (2014)
  • 著者名/発表者名: K Kobayashi, T Anada, T Handa, N Kanda, M Yoshinari, T Takahashi, O Suzuki
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 6 号: 24 ページ: 22602-22611
  • DOI: 10.1021/am5067139
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 酸素透過性三次元培養デバイスによる間葉系幹細胞培養 (2017)
  • 著者名/発表者名: 穴田貴久、鈴木治
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-07
• [学会発表] The Effect of Three-dimensional Culture on The Ameloblastic Differentiation of Dental Epithelial Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Anada T, Tadaki M, Shiwaku Y, Nakamura T, Nakamura M, Kojima M, Arai T, Fukumoto S, Suzuki O,
  • 学会等名: 2016 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] The application of oxygen-permeable spheroid culture chip (Oxy chip) in bone tissue engineering (2016)
  • 著者名/発表者名: Anada T, Kamoya T, Sato T, Shiwaku Y, Takano-Yamamoto T, Sasaki K, and Suzuki O
  • 学会等名: IDMC2016
  • 発表場所: バリ、インドネシア
  • 年月日: 2016-11-04
  • 国際学会
• [学会発表] Oxygen supply to 3D cellular constructs using an oxygen-permeable culture device (2016)
  • 著者名/発表者名: Anada T, Suzuki O
  • 学会等名: 10th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: モントリオール、カナダ
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] MSCスフェロイドの三次元培養における酸素供給の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加茂谷拓央、穴田貴久、塩飽由香利、山本照子、鈴木治
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-11-09
• [学会発表] 歯原性上皮細胞のエナメル芽細胞分化に与える三次元培養の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 只木麻友，穴田貴久，福本 敏，鈴木 治
  • 学会等名: 65 回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2015-04-11 – 2015-04-12
• [学会発表] 酸素供給型培養デバイスによるMSCスフェロイドの分化制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加茂谷拓央、穴田貴久、山本照子、鈴木治
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] 酸素透過性三次元細胞培養デバイスの開発と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 穴田 貴久、福田 淳二、鈴木 治
  • 学会等名: 日本動物実験代替法学会第27回大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-07
  • 招待講演
• [図書] Efficacy of calcium phosphate-based scaffold materials on mineralized and non-mineralized tissue regeneration. Interface Oral Health Science (2016)
  • 著者名/発表者名: O Suzuki, T Anada, Y Shiwaku
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Springer
• [図書] 三次元ティッシュエンジニアリング―細胞の培養・操作・組織化から品質管理、脱細胞化まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 穴田貴久、福田淳二、鈴木 治
  • 総ページ数: 346
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 東北大学大学院歯学研究科顎口腔機能創建学分野ホームページ
  • URL: http://www.cfe.dent.tohoku.ac.jp/
• [備考] 東北大学大学院歯学研究科顎口腔機能創建学分野
  • URL: http://www.cfe.dent.tohoku.ac.jp/
• [備考] 東北大学大学院歯学研究科顎口腔機能創建学分野HP
  • URL: http://www.cfe.dent.tohoku.ac.jp/