2001 年度実績報告書

骨形成促進制御の技術開発-ホスホジエステラーゼ群の骨形成機序での役割の解明-

研究課題

研究課題/領域番号	12137203
研究機関	信州大学
研究代表者	高岡邦夫信州大学, 医学部・整形外科学教室, 教授 (30112048)
研究分担者	木下哲也信州大学, 医学部・附属病院・整形外科, 助手 (30313860) 江原宗平信州大学, 医学部・整形外科学教室, 助教授 (40176780)
キーワード	骨形成 / 骨再生 / 人工骨 / 薬物伝達系 / 生体分岐ポリマー
研究概要	研究業績の概要研究の背景と目的:骨組織への分化を制御し、骨形成を促進する医療技術の開発は骨を扱う領域(整形外科、形成外科、口腔外科)では必須である。現時点では自家骨移植が最も有効であるが採取可能な骨量、骨形態の限界、合併症などの問題点からさらに有効な骨形成促進技術が求められている。研究の目標:1)バイオテクノロジーを利用した新しい人工移植骨材料の開発骨組織に内在する骨再生能を担う活性タンパク分子「骨形成タンパク」(Bone morphogenetic protein, BMP)の遺伝子が同定されており、そのリコンビナント体が合成されている。これらを有効かつ安全に利用して、自家骨移植に優る骨形成促進活性を保持する人工材料を開発し臨床応用する。第一段階としてリコンビナントBMPを利用して局所的骨形成を誘発できる優れた薬物伝達系(DDS)を確立する。そのためのBMPのための担体を開発する。担体に求める特性として生体分解性、生体適合性にすぐれた合成ポリマーとした。その担体を用いて実験動物の骨欠損修復を行いその有効性を確認する。次いでこの骨形成促進活性材料に力学的強度を加えさらに形成される形態制御のために金属やセラミックス材料との複合を行う。さらに種々の臨床的要求を想定してこの材料での骨再生を試みる。 2)BMP複合人工骨材による骨形成をさらに有効にするための内服用骨形成促進剤の開発研究成果:1)リコンビナントBMPを利用するための合成ポリマー(ポリ乳酸-ポリエチレングリコール共重合体)を開発した。このポリマーにBMPを微量含有して筋肉内に異所性骨が形成できる。このBMP-ポリマー複合体をさらに生体材料と複合させた人工骨を用いると大きな骨欠損でも容易に再生修復ができることを実験動物で確認した。2)内服用骨形成促進剤として4型ホスホジエステラーゼ阻害剤であるロリプラムが骨形成を促進することを動物実験で明らかにした。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Kobayashi, S., Takaoka, K., et al.: "Poor bone quality or hip structure as risk factors affecting survival of total hip arthroplasty"The Lancet. 355. 1499-1504
[文献書誌] Kinoshita, T., Takaoka, K., et al.: "Phosphodiesterase inhibitors, pentoxyfylline and rolipram, increase bone mass mainly by promoting bone formation in normal mice"Bone. 27. 811-817
[文献書誌] Saitou, N., Takaoka, K., et al.: "A biodegradable polymer as a cytokine delivery system for inducing bone formation"Nature Biotechnology. 19. 332-335
[文献書誌] Horiuchi, H., Takaoka, K., et al.: "Enhancement of bone morphogenetic protein-2-induced new bone formation in mice by phosphodiesterase inhibitor Pentoxifylline"Bone. 28. 290-294
[文献書誌] Saito, N., Takaoka, K., et al.: "Biodegrable poly-D-L-lactic acid-polyethilene glycol block copolymers as a BMP delivery system for inducing bone"J Bone and Joint Surgery 83-A. 92-98
[文献書誌] Yoshimura, Y., Takaoka, K., et al.: "Colocalization of noggin and bone morphogenetic protein-4 during fracture healing"J Bone and Mineral Recerch. 16. 876-884

2001 年度 実績報告書

骨形成促進制御の技術開発-ホスホジエステラーゼ群の骨形成機序での役割の解明-

研究代表者

高岡 邦夫 信州大学, 医学部・整形外科学教室, 教授 (30112048)

研究成果

[文献書誌] Kobayashi, S., Takaoka, K., et al.: "Poor bone quality or hip structure as risk factors affecting survival of total hip arthroplasty"The Lancet. 355. 1499-1504

[文献書誌] Kinoshita, T., Takaoka, K., et al.: "Phosphodiesterase inhibitors, pentoxyfylline and rolipram, increase bone mass mainly by promoting bone formation in normal mice"Bone. 27. 811-817

[文献書誌] Saitou, N., Takaoka, K., et al.: "A biodegradable polymer as a cytokine delivery system for inducing bone formation"Nature Biotechnology. 19. 332-335

[文献書誌] Horiuchi, H., Takaoka, K., et al.: "Enhancement of bone morphogenetic protein-2-induced new bone formation in mice by phosphodiesterase inhibitor Pentoxifylline"Bone. 28. 290-294

[文献書誌] Saito, N., Takaoka, K., et al.: "Biodegrable poly-D-L-lactic acid-polyethilene glycol block copolymers as a BMP delivery system for inducing bone"J Bone and Joint Surgery 83-A. 92-98

[文献書誌] Yoshimura, Y., Takaoka, K., et al.: "Colocalization of noggin and bone morphogenetic protein-4 during fracture healing"J Bone and Mineral Recerch. 16. 876-884

2001 年度実績報告書

高岡邦夫信州大学, 医学部・整形外科学教室, 教授 (30112048)