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2002 年度 実績報告書

骨形成タンパク(BMP)による骨修復能力を付加した新しい人工関節の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14370459
研究種目

基盤研究(B)

研究機関信州大学

研究代表者

齋藤 直人  信州大学, 医学部附属病院, 講師 (80283258)

研究分担者 村上 成道  信州大学, 医学部, 助手 (50334892)
清水 富永  信州大学, 医学部附属病院, 助手 (40283270)
小林 千益  信州大学, 医学部, 助教授 (40205464)
高岡 邦夫  大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (30112048)
高橋 淳  信州大学, 医学部, 助手 (60345741)
キーワード骨形成タンパク / サイトカイン / 担体 / 生体分解性ポリマー / 人工関節 / 骨欠損 / 再生医療 / 組織工学
研究概要

1.骨形成タンパク(BMP)のための新しい人工担体の開発
BMPの活性を生体内で作用させるために必要な担体として、新しい生体分解性ポリマーであるポリ乳酸-パラジオキサノン-ポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を開発した。このPLA-DX-PEGをBMPと混合し、小動物に埋植し骨形成能を検討したところ、これまで用いられていた担体(コラーゲンなど)より優れた担体であることを確認した。さらに、この合成ポリマーについて注射が可能な分子量のものを検討し、経皮的に低侵襲で骨欠損を修復できるBMPの担体を開発した。これらの研究結果を国際誌(Bone誌など)および英文図書に発表した。
2.BMP/PLA-DX-PEG/チタン複合体による骨欠損の修復
このPLA-DX-PEGとBMPの混合体をチタンメッシュインプラントに付着させた。ウサギの上腕骨に1.5cmの骨欠損を作成してインプラントを埋植してワイヤー固定した。4週間で骨欠損は完全に修復し、インプラント内部にも骨新生を認めた。この研究結果を国際誌(J Biomed Mater Res誌など)に発表した。
3.BMP/PLA-DX-PEGと人工関節の合体
このBMP/PLA-DX-PEG混合体を実験用人工骨頭の表面に付着させ、イヌの大腿骨近位に大きな骨欠損を伴う人工股関節置換術を行った。結果は、人工骨頭周囲に新しい骨を誘導し、母床骨に強固に結合すると共に大きな骨欠損を修復した。この研究結果を国際誌(Biomaterials誌)に投稿し、受理された。さらに実験用人工関節のソケットを作成しBMP/PLA-DX-PEG混合体を付着させ、イヌの臼蓋側に骨欠損を伴う人工関節全置換術の実験を現在行っている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] Horiuchi H, Saito N, Kinoshita T, Wakabayashi S, Yotsumoto N, Takaoka K: "Effect of phosphodiesterase inhibitor 4, rolipram, on new bone formations by recombinant human bone morphogenetic protein-2"Bone. 30. 589-593 (2002)

  • [文献書誌] Murakami N, Saito N, Horiushi H, Okada T, Nozaki K, Takaoka K: "Repair of segmental defects in rabbit humeri with titanium fiber mesh cylinders containing recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) and a synthetic polymer"J Biomed Mater Res. 62. 169-174 (2002)

  • [文献書誌] Kojima S, Kobayashi S, Saito N, Nawata M, Horiuchi H, Takaoka K: "Three-dimentional computed tomography evaluation of bony birth canal morphologic deformity (small pelvic cavity) after dome pelvic osteotomy for developmental dysplasia of the hip"Am J Obstet Gynecol. 187. 1591-1595 (2002)

  • [文献書誌] Saito N, Okada T, Horiuchi H, Ota H, Takahashi J, Murakami N, Nawata M, Kojima S, Nozaki K, Takaoka K: "Local bone formation by injection of recombinant human bone morphogenetic protein-2 contained in polymer carriers"Bone. (in press).

  • [文献書誌] Murakami N, Saito N, Takahashi J, Ota H, Horiuchi H, Nawata M, Okada T, Nozaki K, Takaoka K: "Repair of a proximal femoral bone defect in dogs using a porous surfaced prosthesis in combination with recombinant BMP-2 and a synthetic polymer carrier"Biomaterials. (in press).

  • [文献書誌] Kobayashi S, Saito N, Nawata M, Horiuchi H, Iorio R, Takaoka K: "Total hip arthroplasty with bulk femoral head autograft for acetabular reconstruction in developmental dysplasia of the hip"J Bone Joint Surg Am. (in press).

  • [文献書誌] Takahashi J, Saito N, Ebara S, Kinoshita T, Itoh H, Okada T, Nozaki K, Takaoka K: "Anterior thoracic spinal fusion in dogs by injection of recombinant human bone morphogenetic-2 and a synthetic polymer"J Spinal Disord. (in press).

  • [文献書誌] Ohta H, Kobayashi S, Saito N, Nawata M, Horiuchi H, Takaoka K: "Sequential changes in periprosthetic bone mineral density following total hip arthroplasty : A 3-year follow-up"Bone Miner Metab. (in press).

  • [文献書誌] Kobayashi S, Takahashi HE, Ito A, Saito N, Nawata M, Horiuchi H, Ohta H, Ito A, Iorio R, Yamamoto N, Takaoka K: "Trabecular minimodeling in human iliac bone"Bone. (in press).

  • [文献書誌] Saito N, Takaoka K: "New synthetic biodegradable polymers as BMP carriers for bone tissue engineering"Biomaterials. (in press).

  • [文献書誌] Saito N, Horiuchi H, Murakami N, Takahashi J, Okada T, Nozaki K, Takaoka K: "New synthetic biodegradable polymers for bone morphogenetic protein delivery systems. In"Biomaterials handbook : advanced applications of basic sciences and bioengineering"(Ed.) Wise DL, Marcel Dekker inc., New York (in press).

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公開日: 2004-04-07   更新日: 2016-04-21  

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