研究課題
基盤研究(A)
本プロジェクトの目的は、Tissue engineeringの技法を用いて、歯根膜細胞の特性をつかさどる歯根膜stem cellを単離培養し、その細胞が歯根膜を再現させるためのフレーム構造を持つ担体(ハニカム構造)の中でセメント芽細胞や骨芽細胞に自由に分化・増殖することで、生体外で人工歯根膜を作り、失われた歯周組織やインプラント周囲に応用し、歯科治療の概念を根本的に変えることである。初年度は、処理されたチタン表面上へfibronectinを固定できるかを検討し、有機質膜はハニカム構造を有するカーボンフォーム内部までコーティングされること、接触角はプラズマ処理条件を変化させることにより制御できること、またHMDSコーティング膜にfibronectinが吸着できることが明らかとなった。ついで、細胞分化に重要なFGF2をチタンに固定すると同時に、ラット骨髄由来骨芽細胞様細胞にFGF2を入れて培養すると、増殖能が増し、さらに、骨形成の指標であるアルカリフォスファターゼ活性が上昇することを見出した。その後、接着性タンパク質fibronectinの固定化を達成した。また、BMP-2の産生を促進すると言われる薬剤simvastatinの固定化にも成功した。我々は、形態維持のための強度と弾性を持ち、コラーゲンなどのECMを保持できる骨組み材料として、セラミック(カーボン、HA)発泡体(フォーム)の利用を考え、血管、神経が侵入できるサイズである200μm以上の気孔径を有するカーボンフォーム内部にプラズマ重合と親水性処理を施し、培養方法を変化させて骨芽細胞様細胞(RBM)を培養し、それらの細胞動態について検討した(Biomedi Res24)。また、焼結チタン多孔体への細胞動態についても検討した。PLFGF2が吸着したチタン表面上に播種し、チタン表面にまず歯根膜細胞を増殖させることが可能であることが解明され、人工歯根膜作製への足がかりとなった。また、チタンメッシュ製スカホールドに分子プレカーサー法にて炭酸アパタイトをコーティングする方法、およびその物性について検討した。その結果、炭酸アパタイトがスカホールド内部までコーティングできることが明らかとなり、本コーティング膜にBisphosphonateを固定することにより、強度を必要とする部位への骨再生療法の展望が開けた。
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