| 研究概要 |
In vitroにおけるチタン表層の構造及び生化学的解析を行う為,チタンプレートをα-MEM培養液中にて3週間浸漬した.その結果チタン表層には経時的に石灰化物の析出が見られた.走査型電子顕微鏡(SEM)で観察すると,1週では約1μmのドーム状の石灰化物が散在していた.2週ではこのドーム状の石灰化物は約3μmと大きくなり,互いに癒合している像が観察された.3週では更に癒合が進み,約5μmを越えるものも観察された.X線微小分析装置でこの石灰化物を解析するとCa/Pはハイドロキシアパタイトに近似していた.
チタン表層での骨芽細胞の動態を解析する為,3週間の石灰化の後MC3T3-E1細胞をプレートあたり10^5個の割合で播種し,通法通り細胞培養を行った.培養1,2週間後に細胞を剥離し,チタン・細胞間の構造をSEMにて観察すると,培養1週では繊維状の細胞外マトリックスが大量に認められた.免疫電顕によりこの細胞外マトリックスはタイプIコラーゲンである事が明らかになった.タイプIコラーゲンは互いに複雑に絡み合いネットワークを形成していた.培養2週では表層は石灰化していたが,形態学的に1週で見られたタイプIコラーゲンのネットワークに類似する構造が観察された.脱灰処理を行うと,この石灰化層の内部からタイプIコラーゲンが出現した.また,^3H-prolineを用いてタイプIコラーゲンを定量すると,経時的に増加する傾向にあった.これらのことからチタン表層に析出する石灰化物上に細胞産生のタイプIコラーゲンが結合し,やがては石灰化層に取り込まれ強固に結合することが分かった.また,オステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチン,骨シアロプロテインやCbfa-1といった骨形成因子のmRNA発現をRT-PCR法にて解析しそれらの発現を認めた.
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