三次元細胞培養法を用いたハイブリッド型人工骨の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08557114
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 朝比奈 泉 東京医科歯科大学, 歯学部, 講師 (30221039)
• 研究分担者: 春日井 昇平 東京医科歯科大学, 歯学部, 助教授 (70161049) ; 大井田 新一郎 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (10114745) ; 原田 清 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (30228639)
• キーワード: ハイブリッド / 人工骨 / 骨髄細胞 / BMP / bFGF / ハイドロキシアパタイト

研究概要

1) 骨髄細胞に対するBMP、bFGFの作用
ラット骨髄細胞に対するBMP、bFGFの作用を詳細に検討したところ、BMPは細胞の増殖と分化ともに促進的に作用するが、bFGFは細胞の増殖を促進するが、分化に対しては抑制的に働くことがわかった。とくに、bFGFは分化段階の低い骨源性細胞に対して強力な増殖促進作用があった。したがって、BMPとbFGFの併用を試みた場合、細胞分化の前期にbFGFを作用させ骨源性細胞の数を増加させ、後期にBMPを作用させることで分化を促進させることにより、強力に骨形成の促進作用が得られることがわかった。
2) ハイブリッド型人工骨の作成
サンゴ由来のハイドロキシアパタイトを足場として、骨髄細胞を繙種し培養した後、in vivoに移植することにより、異所性に新生骨の誘導が可能であることが分かった。ポリ乳酸などのポリマーを足場として検討したが、ポリマーが疎水性であるため細胞が進入しずらく十分な骨形成は認められなかった。また、in vitroで培養中にbFGF、BMPを作用させることにより、両者の作用機序は異なるものの、ともに骨形成の誘導を促進することが分かった。

研究成果

• [文献書誌] 朝比奈 泉: "骨再生の分子機構と骨形成蛋白質(BMP)を用いた骨欠損修復への応用" 臨床科学. 34・9. 1261-1268 (1998)
• [文献書誌] S.Oida et al.: "Biological Activities of Bone Extract Containing TGF-β superfamily Proteins" Journal of Hard Tissue Biology. 7・1. 27-36 (1998)
• [文献書誌] Y.Morotome.et al: "Gene Expression of Growth and Differetiation Factors-S,-6,and-7 in Developing Bovine Tooth at the Root Forming stage" Biochemical and Biophysical Research Communications.224・1. 85-90 (1998)
• [文献書誌] M.Abe.et al: "Inhibitory effects of 1.25-dihydroxyvitamin D3 and 9-Cis-retinorc acid on parathyroid hormone-related protein expression by oral cancer cell" Journal of Endcrinology. 156. 349-357 (1998)
• [文献書誌] Laczka-Osyczk et al: "Behavior of bone marrow cells cultured on three different coating of gel-derived bioactive glass-ceramics at early stage of cell differentation." Journal of Biomedical Materials Research. 42・3. 433-442 (1998)