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顎顔面領域における様々な疾患は治療後の骨欠損を伴う事が多くあり、整容的・機能的障害につながる。これらに対し自家骨移植による再建手術が行われているが、採取できる骨量、移植後の手術部位感染、骨吸収やドナーサイトへの侵襲など様々な問題を抱えている。これまで申請者は生体内微量元素の1つである亜鉛の骨芽細胞分化および骨形成促進に対する効果に着目し、研究を行ってきた。
本研究では亜鉛修飾処理を行った亜鉛放出型チタンメッシュプレートおよび低侵襲で採取可能な歯髄幹細胞を用いたin vitro、in vivoでの骨芽細胞分化、骨形成を解析し、臨床応用可能な新たな顎骨再建法を構築することを目的とする。本年度は作製した亜鉛徐放型チタンディスク上で歯髄幹細胞を培養しリアルタイムPCRを用いて骨芽細胞分化マーカーのmRNA発現を検索した。その結果、type 1 collagen、BMP2、ALP、Runx2およびオステオポンチンの発現増強が確認された。また、血管内皮増殖因子であるVEGF-Aの発現増強も確認できた。さらに亜鉛徐放型チタンディスク上での培養によりsmadのリン酸化が亢進された事から亜鉛徐放型チタンがBMP/TGF-βシグナルを介して骨芽細胞分化を促進させることが明らかとなった。同時に亜鉛徐放型チタンより徐放された亜鉛イオンの添加により歯髄幹細胞のアルカリフォスファターゼ活性、骨芽細胞分化マーカーのmRNA発現、基質石灰化が増強されることが確認された。
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