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多くの組織学的研究から、同一組成の生体材料に対しその表面の状態によって生体組織がかなり異なった挙動を示すことが明らかになっていて、チタンにおいては表面が滑沢であるより、粗面であるほうが骨組織に対しての親和性が良いという傾向が得られている。しかし、どのような粗面が最適であるかについてはいまだコンセンサスが得られていない。そこで、本研究は、骨埋入用生体材料の最適な表面を開発するためのin vitroスクリーニング法の開発を目指して、石灰化能を有する骨組織類似の多層を形成するプライマリカルチャーを確立、骨細胞の分化を指標として生体材料評価を行うことを目的としている。
本年度は、細胞生物学実験室の立ち上げを行うとともに、培養細胞が多層を形成するための最適条件を求めることを主眼として実験を行った。その結果、細胞の増殖期をシミュレートする培養初期において、骨細胞への急速な分化を抑制する培地を適切に用いることで、比較的培養が困難といわれる生体材料上においても多層を形成する細胞培養を行うことができた。すなわち、コラーゲン生合成を調節するためのアスコルビン酸の添加量調整を行うことと、過剰な石灰化を調節するための培地中のカルシウムおよびリンの含有量調整が重要であることが判明した。
次年度は、多層培養層中の細胞分化の状態を明らかにするために、生化学的指標を用いた定量的測定および免疫組織化学を用いた形態学的観察を、評価用にプラズマスプレー法、サンドブラスティング法、機械加工法等で作製した多種類の表面構造を備えた純チタン上での培養細胞に対して行い、各表面の特性を明らかにしていく予定である。
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