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2017 年度 実績報告書

生体腱のコラーゲン階層構造を模倣した人工腱マトリクスの創製とその再構築機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K01321
研究機関地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター

研究代表者

柚木 俊二  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 主任研究員 (20399398)

研究分担者 安田 和則  北海道大学, 医学研究院, 名誉教授 (20166507)
近藤 英司  北海道大学, 医学研究院, 特任教授 (60374724)
大藪 淑美  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 主任研究員 (80587410)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード人工腱 / 関節外科 / コラーゲン線維 / 配向
研究実績の概要

平成28年度の評価の継続
(1)ハイブリッド人工腱の組織再構築現象に関する統合的評価(その1): 内径の異なる3種類のコラーゲンfiberをそれぞれ5回、9回、および54回ループして、内径3mm×長さ25mmである人工腱fascicleを作製した。これらをラット皮下へ埋植し、3週後の組織学体評価を行った。人工腱fascicleを構成するコラーゲンfiber間には細胞・組織の浸潤を認めた。一部は貪食を受けていたが、ほとんど分解・吸収されておらず、fiber周囲の異物反応も観察されなかった。
(2)高強度3次元ハイブリッド人工腱の量産: 平成27年度に開発したゲル紡糸技術を発展させ、強化された乾燥コラーゲンfiberの組紐による人工腱の作製を行った。内径が13G、および18Gのステンレス管から内径を制御したゲル紡糸を行い、化学架橋を導入した後、それぞれから断面積が0.062 mm2および0.0123 mm2の乾燥fiberを得た(それぞれfiber-Lおよびfiber-S)。乾燥fiber中のコラーゲン線維は配向していることがSEM観察から明らかになり、コラーゲンmolecule < fibril < fiberの3段階階層化を達成した。
組織浸潤性を有し、生体内での強度劣化が異なる人工腱の作製を意図して、fiber-Lと-Sの組紐化を行い、組数を調節して総コラーゲン断面積がほほ同じ(0.44 002~0.50 mm2)人工腱を得た。熱架橋により人工腱を安定化・滅菌したのち、医学側へと提供した。
(3)ハイブリッド人工腱の組織再構築現象に関する統合的評価: 上記2種類の人工腱を、北大医にて既に確立した兎膝蓋腱への埋植実験に供した。ただいま組織学的評価および生体力学的評価を実施中である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Continuous Fabrication of Collagen Fibers Comprised of Uniaxially Aligned Fibrils: The Second Step for Mimicking Hierarchical Collagen Structure of Tendon2018

    • 著者名/発表者名
      柚木俊二,海老澤瑞枝,畑山博哉,近藤英司,安田和則
    • 学会等名
      Society for Biomaterials 2018 Annual Meeting & Exposition
    • 国際学会
  • [学会発表] コラーゲンのゲル紡糸: 線維配向と直径制御を可能にする連続紡糸技術2017

    • 著者名/発表者名
      柚木俊二,海老澤瑞枝,畑山博哉,近藤英司,安田和則
    • 学会等名
      第39バイオマテリアル学会
  • [図書] ゲル化・増粘剤の使い方、選び方 事例集2018

    • 著者名/発表者名
      柚木俊二
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      (株)技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-691-9-3043
  • [産業財産権] コラーゲンゲルの連続成型体およびその作製方法2017

    • 発明者名
      柚木俊二、海老澤瑞枝、近藤英司、安田和則
    • 権利者名
      柚木俊二、海老澤瑞枝、近藤英司、安田和則
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-215184

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公開日: 2019-12-27  

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