コラーゲンを複合した天然型のヒドロキシアパタイト焼結体の人工骨の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06558119
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西原 克成 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (10010323)
• 研究分担者: 広田 和士 科学技術庁無機材研, 特別研究員
• キーワード: ヒドロキシアパタイト / コラーゲン / 実験進化学 / 骨髄造血巣 / 高圧低温焼結法 / ヒアルロン酸 / 系統発生学 / 分子生物学

研究概要

本研究は、分担者の広田のヒドロキシアパタイトの高圧低温焼結法の開発に基礎を置いている。これを応用して、アパタイトと牛由来のコラーゲンおよびヒアルロン酸(製品)とを低温で焼結する方法を開発することを目的として、世界に先駆けてこれに成功した(1994)。
これは水の存在下で40C200MPでsinteringに成功したもので、化石の生成と同様の機序と考えられる。このものは剃刀で切ることができ、円柱状の緻密体は圧縮にて太くなり、免荷で元に戻る天然型の弾力のある人工骨である。この人工骨を科研費基盤研究(A)(1)(07309003)「人工骨髄の開発と実用化」研究に応用し、系統発生学における脊椎動物の謎と言われる骨髄造血成立の解明の研究を行った。哺乳類においても胎児期は、造血は原始脊椎動物と同様に腸管に附属する肝臓、脾臓で行われる。そこでこの新型の人工骨を成犬に埋入し組織反応の観察を行った。さらにこの人工骨を、水棲の原始脊椎動物の軟骨魚類のサメと円口類のヌタウナギに移植した。その結果、成犬では消化管粘膜のごとき著明な細胞レベルの消化の像が観察された。一方サメとヌタウナギでは、共に内骨格に骨髄組織を持たないにもかかわらず、類骨と造血巣の著明な形成が観察され、消化管粘膜にに似た細胞レベルの消化を示す組織像は観察されなかった。この事実は重大な組織免疫学上の発見につながるもので、原始脊椎動物は、すべて哺乳類の胎児蛋白に相当する組織で構成されていることを意味するものである。つまり主要組織適合抗原を持ってないのである。従ってコラーゲンの生物素材としては牛ではなく軟骨魚類と円口類を用いるのが、抗原性のない人工骨作製の鍵となる。現在コラーゲンをサメから抽出する方法を研究中である。牛由来のコラーゲンは、今日世界中で用いられているが、蛋白質プリオンが病原体と考えられるクロイツェフェルト・ヤコブ病の対策が無い現在、早晩法的に使用できなくなると考えられるためである。本生体材料の研究で世界に誇ることのできる成果が得られた。

研究成果

• [文献書誌] 西原克成: "実験進化学と新しい免疫学の概念" 口科誌. 45(5). 617-618 (1996)
• [文献書誌] 西原克成: "骨の形態的機能適応現象のメカニズムの解明" 平成4-6年度科研費(重点領域研究)研究成果報告書. 204-205 (1996)
• [文献書誌] 西原克成、丹下 剛、松田良一、瀬野久和、梁井 皎、藤井和子、田中順三、広田和士: "実験進化学手法によるハイブリッド型人工器官の開発と新しい免疫学の概念" 人工臓器. 25(3). 753-758 (1996)
• [文献書誌] 西原克成、田中順三: "実験進化学手法による天然型人工歯根の開発" 第26回日本口腔インプラント学会総会抄録集. 47. (1996)
• [文献書誌] 西原克成、田中順三: "骨性癒着と線維結合状態の天然型人工歯根の生体力学的比較研究" 第26回日本口腔インプラント学会総会抄録集. 47. (1996)
• [文献書誌] 西原克成: "顔面頭蓋の器官特性について" フォーラム顔学 第1回日本顔学会大会論文集 39,パネル討論:顔学への招待. (1996)
• [文献書誌] 西原克成、佐藤陽子、森沢正明: "生物の骨格系物質とW.Rouxのバイオメカニクス-マボヤによる力学対応進化学の検証" 材料力学部門講演会講演論文集. Vol.A. 133-134 (1996)
• [文献書誌] 西原克成、田中順三、広田和士: "実験進化学手法による力学対応進化学の検証" 日口診誌. 9(2). 232-249 (1996)
• [文献書誌] 西原克成、丹下 剛、松田良一、田中順三、広田和士、樺沢 洋: "人工骨髄造血巣の誘導実験と新しい免疫系の概念" 日口診誌. 9(2). 217-231 (1996)
• [文献書誌] 西原克成: "人工材料(無機)-この1年の進歩" 人工臓器. 25(649). 940-942 (1996)
• [文献書誌] K.Nishihara,Y.Sato,M.Morisawa: "Morphology of the Viscerocranium and Evolution of Vertebrates" J Oromax Biomech. 2(1). 16-18 (1996)
• [文献書誌] K.Nishihara,H.Kabasawa: "Relations between Gravity and Cell Differentiation in Vertebrates -A New Concept of Immunology-" J Oromax Biomech. 2(1). 19-22 (1996)
• [文献書誌] K.Nishihara,J.Tanaka: "Successful inducement of hybrid type artificial bome marrow using boiceramics in various vertebrates" Bioceramics. 9. 69-72 (1996)
• [文献書誌] K.Nishihara: "Development of Hybrid-type artificial immune organ by means of experimental evolutionary research method using bioceramics." The 1st International Symposium of Tissue Engineering for Therapeutics Use,March 27-28,1997,Kyoto Japan,1997.招待講演.