組織工学手法による再植歯と人工歯根への歯根膜再生

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470385
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 久保木 芳徳 北海道大学, 歯学部, 教授 (00014001)
• 研究分担者: 藤沢 隆一 北海道大学, 歯学部, 助手 (40190029) ; 水野 守道 北海道大学, 歯学部, 助手 (10125354) ; 大畑 昇 北海道大学, 歯学部, 教授 (60002185) ; 伊藤 秀明 日本製鋼所, 室蘭研究所, 主任研究員 ; 滝田 裕子 北海道大学, 歯学部, 教務職員 (30125330)
• キーワード: 歯根膜再生 / セメント質再生 / BMP / FGF / 組織工学 / チタン・メッシュ / ヒドロキシアパタイト・コーティング / レーザー穿孔コラーゲン膜

研究概要

計画に従い〔1〕天然歯再植での歯根膜再生と、〔2〕歯根膜付き人工歯根の開発の両面から研究を進めた。
〔1〕 天然歯再植のよる歯根膜再生
すでに我々が開発したイヌ歯根部中央3分の1の歯根膜・セメント削除系での組織工学的再生実験の結果、骨形成蛋白質(BMP)をサイトカインとして用いた場合には、象牙質と歯槽骨との癒着、並びに吸収の傾向がつよく、これに対して線維芽細胞増殖因子(FGF)を用いた場合には、歯根膜線維の再生が強いことがわかった。この結果は重要であり、今後BMPとFGFの使い分けが必須であることが示唆された。
〔2〕 歯根膜付き人工歯根について本年度は、次の2つの要素からなる新規の歯根膜誘導デバイスを作製する事ができた。
(1) セメント誘導用人工歯根デバイス: この装置は50ミクロンのチタン線維からなる不織布(厚さ0.2mm,porosity80%)を、チタン・ロッドに巻き付けたチタン・メッシュ外装チタン・ロッド(TMTR)であり、全体にヒドロキシアパタイトをコートした新規デバイスである。これにBMPを含浸してビーグル犬の抜歯槽に埋植したところ、非常に早くTMTRの外装部に層状の硬組織が形成されることがわかった。この組織はセメント様の機能をもつと考えられる。
(2) 硬組織形成バリヤー用レーザー穿孔コラーゲン膜:このデバイスはTMTRの周囲に巻き付けて、骨とセメント様組織との癒着を防ぎ、歯根膜線維を再生させるためのFGFの担体である。そのために最適の孔の直径が重要であるが、現在、200-300ミクロンが最適であると示す結果が得られた。さらに確認するため、50,100,200,300,500,750,1000ミクロンの直径の孔をそれぞれコラーゲン膜に穿孔し、最適の担体能と、障壁能を検討している。
少なくとも以上2つの新規デバイスを組み合わせることにより、次年度において人工歯根にセメント質と歯根膜を創製する見込みは大きくなった。

研究成果

• [文献書誌] Kuboki, Y.: "Tooth extraction sockets effectively recovered after application of rhBMP-2 combined with porous particles of hydroxyapatite"Bioceramics. 12. 233-236 (1999)
• [文献書誌] Nakajima, T.: "Sensitive staining of acidic dentin proteins with electrophoresis"Jpn. J. Oral Biol.. 41. 137-141 (1999)
• [文献書誌] 菊池 裕子: "シリコンチップ上での細胞培養の試み"HEMORHEOLOGY AND RELATED RESEARCH. 2. 97-108 (1999)
• [文献書誌] Wang, P.L..: "Destruction of LPS receptor by Porphyromonas gingivalis protease is prevented by histatin 5, a specific protease inhibitor"J. Hard Tissue Biol.. 8. 27-32 (1999)
• [文献書誌] Wang, P.L..: "Porphyromonas gingivalis Protease degrades cell adhesion molecules of human gingival fibroblasts"J. Hard Tissue Biol.. 8. 1-5 (1999)
• [文献書誌] Wang, P.L..: "Measurement of histatins in the saliva of healthy humans"Jpn. J. Oral Biol.. 41. 591-595 (1999)
• [文献書誌] Kikuchi, E..H.: "Stretching and movement of fibroblasts and osteoblasts cultured in microchannel and micropit arrays"SPIE. 3606. 150-157 (2000)
• [文献書誌] Ono, I.: "Promotion of the physical strength of hydroxyapatite implants by prostaglandin E I and recombinant human bone morphogenetic protein"J. Biomed. Mater. Res.. (in press).
• [文献書誌] Jin, Q.M.: "Effects of Geometry of hydroxyapatite as a cell substratum in BMP-induced ectopic bone formation"J. Biomed. Mater. Res.. (in press).
• [文献書誌] Kanehira, T.: "Simple and rapid purification of histatins using hydroxyapatite chromatography in denaturalized condition"Jpn. J. Oral Biol.. (in press).