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2017 年度 実績報告書

機能性骨補填材設計に有用なリアルタイムイメージング技術を用いた評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K01278
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

永井 亜希子  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (40360599)

研究分担者 野崎 浩佑  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00507767)
堀内 尚紘  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (90598195)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード機能性骨補填剤 / 材料表面設計 / リアルタイムイメージング
研究実績の概要

本研究においては、機能性人工骨補填材の開発のために、生体-インプラントマテリアル間で生じる相互作用を、経時的に評価する方法論の確立を目的とした。29年度は、まず、ナノハイドロキシアパタイト薄膜への異方性秩序の導入とそれらの物性評価、インビトロ評価を行った。生体骨組織は、ナノオーダーの周期的繊維状構造がマイクロオーダーの組織骨格を構築する異方性配向を示すためである。ナノ粒子の合成には、有機分子が作る自己集合構造を反応場として利用するプロセスを用いた。添加した有機分子が生成物の表面を修飾することでその成長方向を規定し、生成物の形状制御が可能であった。次にこれらの粒子を細胞用ガラス基板上に、セラミックスシートとして成膜することができた。透光性は保持されていて、走査型電子顕微鏡で観察にて、プレート状もしくはファイバー状に制御されていることを確認した。こうして得られたセラミックスシート上において、幹細胞や骨系細胞の培養を行ったところ、増殖性や分化程度に差異があることが分かった。
次に、生体のリアルタイム評価を、共焦点レーザー顕微鏡により行った。まず頭蓋骨に欠損部位を作成し、多孔質の人工骨補填材を埋入した。この空間を、ガラスを利用し封入、外環境から遮断した閉空間を構築し、この部位を経時的に観察した。まず顕著なのは炎症性細胞の集積と血管形成、骨破壊であり、その後新生骨形成が開始された。この骨形成は骨組織側から優位に始まり、材料側の変化は乏しかった。この結果は、人工骨補填材と自家骨とを用いたときにみられる骨修復の差が誘導される一要因と考えられ、新しい機能性骨補填材開発への知見となりうると考えられた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of controlled micro-/nanosurfaces on osteoblast proliferation2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata Natsuko、Nozaki Kosuke、Horiuchi Naohiro、Yamashita Kimihiro、Tsutsumi Yusuke、Miura Hiroyuki、Nagai Akiko
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 105 ページ: 2589~2596

    • DOI

      doi.org/10.1002/jbm.a.36118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of periodontal ligament-derived cells by type III collagen-coated hydroxyapatite2017

    • 著者名/発表者名
      Fujita Kazuhisa、Nozaki Kosuke、Horiuchi Naohiro、Yamashita Kimihiro、Miura Hiroyuki、Nagai Akiko
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 29 ページ: 15~27

    • DOI

      10.3233/BME-171709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ag nanoparticle?coated zirconia for antibacterial prosthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada Risa、Nozaki Kosuke、Horiuchi Naohiro、Yamashita Kimihiro、Nemoto Reina、Miura Hiroyuki、Nagai Akiko
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 78 ページ: 1054~1060

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.msec.2017.04.149

    • 査読あり
  • [学会発表] 内皮細胞におけるグルコース修飾ハイドロキシアパタイトナノ粒子の細胞内取り込みの探索2018

    • 著者名/発表者名
      小室博明, 笹野哲郎, 山下仁大, 永井亜希子
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
  • [学会発表] Electrical and structural evaluation of sodium ion doped beta-tricalcium phosphate2017

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K, Endo T, Horiuchi N, Yamashita K, Hashimoto K, Itaka K, Nagai A.
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
    • 国際学会
  • [学会発表] 二価のカルボン酸を用いた板状水酸アパタイトの水熱合成2017

    • 著者名/発表者名
      堀内 尚紘, 野崎 浩佑, 中村 美穂, 永井 亜希子, 山下 仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第 30 回秋季シンポジウム
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイトナノ粒子の表面修飾によるトランスフェクション効率の向上2017

    • 著者名/発表者名
      小室博明, 笹野哲郎, 山下仁大, 永井亜希子
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第 30 回秋季シンポジウム
  • [学会発表] ナノアパタイトの表面修飾におけるトランスフェクション向上に及ぼす細胞吸収効果.2017

    • 著者名/発表者名
      小室博明, 笹野哲郎, 山下仁大, 永井亜希子
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] Influence of surface modification for hydroxyapatite nanoparticles by biomolecules on transfection efficiency.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Komuro, Tetsuo Sasano, Kimihiro Yamashita, Akiko Nagai.
    • 学会等名
      International Symposium on Integrated Functionalities (ISIF)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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