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2018 年度 実績報告書

生体骨を模した新しい複層型人工骨の開発とdrug delivery

研究課題

研究課題/領域番号 16K10848
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

吉井 俊貴  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (50583754)

研究分担者 早乙女 進一  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (20401391)
大川 淳  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30251507)
榎本 光裕  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 非常勤講師 (90451971)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード骨再生 / 人工骨
研究実績の概要

当研究室が開発した多孔質ハイドロキシアパタイト/コラーゲン複合体(HAp/Col)は骨再生の足場材料として有用であるが、スポンジ状で強度が弱いため荷重部での単独使用は困難である。一方で、低気孔率のハイドロキシアパタイ ト(HAp)は、材料内部に骨再生が十分に期待できない反面、力学的強度に優れる。応募者は中空の低気孔率HApの内部に多孔質HAp/Col を配置することで、生体骨の構造(強度の強い皮質骨の内部に、網目状の海綿骨を有する)を模した新しい移植材料 ‘複層型HAp’を考案した。(力学試験、In vitro)まず気孔率15%、30%、40%のHApの力学的特性を検討した。それぞれの気孔率のHApを中空率0%、30%、60% とふりわけ、圧縮強度試験を行い、中空率と圧縮強度は負の相関を示すことが確認された。また気孔率と圧縮強度も負の相関を示すことが明らかとなった。(In vitro 薬剤吸着、徐放試験)次にIn vitroでBMP2のHAp/ Colへの含浸、徐放の試験を行い、BMP2の徐放性について確認した。その結果、ある程度、持続的なreleaseが確認された。
(In vivo 骨欠損モデルでの骨形成評価)ラットを用いたSegmental modelでは力学的特性から骨形成不良であったため、日本白色家兎の脛骨骨欠損モデルを用いて、30%中空HApの有用性を検証した。その結果、BMP2使用(-)の場合に骨癒合が得られなかったが、BMP2使用群では、良好な骨形成が得られた。今後、定量的な評価を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Co-existence ofossification of the nuchal ligament is associated with ...in patients with cervical ossification of the posterior longitudinal ligament -A multi-center CT study.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshii T,Hirai T,Okawa A、Kawaguti Y, et al
    • 雑誌名

      J Orthop Sci.

      巻: 24(1) ページ: 35-41

    • DOI

      10.1016/j.jos.2018.08.009.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of cancer-related and mitogen-activated protein kinase signaling pathways in human mature osteoblasts isolated from patients with type 2 diabetes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroiwa T, Yoshii T, Okawa A et al
    • 雑誌名

      Bone Rep.

      巻: Jun ページ: In press

    • DOI

      10.1016/j.bonr.2019.100199.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unexpected timely fracture union in matrix metalloproteinase 9 deficient mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuasa M, Yoshii T, Okawa A et al
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 31;13(5) ページ: :e0198088

    • DOI

      10.1016/j.afos.2018.02.003.

    • 国際共著
  • [学会発表] 腰椎椎体間固定術における新しい人工骨,多孔質ハイドロキシアパタイト/コラーゲン複合体の臨床使用-局所骨との前向き比較研究-2018

    • 著者名/発表者名
      吉井 俊貴, 湯浅 将人,平井 高志,加藤 剛,山田 剛史,猪瀬 弘之,坂井 顕一郎,新井 容嘉,川端 茂徳,大川 淳
    • 学会等名
      第47回 日本脊椎脊髄病学会学術集会
  • [学会発表] 重症外傷患者に対する新たなビスフォスフォネートを用いた治療法2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 正徳, 湯浅 将人, Stephanie Moore-Lotridge, 吉井 俊貴, Jonathan Schoenecker , 大川 淳
    • 学会等名
      第91回 日本整形外科学会学術総会
  • [学会発表] 乳癌骨転移モデルラットに対するパクリタキセル含浸HAp/Colによる局所制御実験2018

    • 著者名/発表者名
      松本連平, 江川聡, 平井敬悟, 山田剛史, 湯浅将人, 吉井俊貴, 大川淳, 早乙女進一
    • 学会等名
      第33回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] 当科で開発した人工骨、多孔質ハイドロキシアパタイト/コラーゲン複合体の脊椎固定術における臨床使用と骨癒合評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉井 俊貴, 早乙女 進一, 江川 聡, 平井 敬悟, 松本 連平, 平井 高志, 湯浅 将人, 猪瀬 弘之, 新井 容嘉, 大川 淳
    • 学会等名
      第33回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] ガンマ線照射が多孔質ハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)に与える影響 筋組織内での評価2018

    • 著者名/発表者名
      平井 敬悟, 江川 聡, 松本 連平, 湯浅 将人, 吉井 俊貴, 大川 淳, 中島 武彦, 早乙女 進一
    • 学会等名
      第33回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] ラット大腿骨急性骨髄炎モデルにおける抗菌剤含有ハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)の治療効果2018

    • 著者名/発表者名
      江川 聡, 松本 連平, 平井 敬悟, 吉井 俊貴, 大川 淳, 早乙女 進一
    • 学会等名
      第33回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] 骨折治療の基礎研究 重症外傷患者に対するビスフォスフォネートを用いた新たな治療法2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 正徳, Lotridge-Moore Stephanie, 湯浅 将人, 吉井 俊貴, 大川 淳, Scwartz Herbert, Schoenecker Jonathan
    • 学会等名
      第33回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] ガンマ線照射が多孔質ハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      平井 敬悟, 江川 聡, 松本 連平, 吉井 俊貴, 大川 淳, 中島 武彦, 早乙女 進一
    • 学会等名
      第40回 日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] Therapeutic Effect of Antibiotic-loaded Hydroxyapatite Collagen(HAp/Col)Composite on Acute, Bone-Destructive Osteomyelitis in Rats2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru Egawa, Keigo Hirai, Rempei Matsumoto,Toshitaka Yoshii, Atsushi Okawa, Shinichi Sotome
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2019 Annual Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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