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2017 年度 実施状況報告書

混酸・加熱処理と選択的レーザー溶融法を応用した次世代骨誘導チタンメッシュの創成

研究課題

研究課題/領域番号 16K11712
研究機関大阪医科大学

研究代表者

植野 高章  大阪医科大学, 医学部, 教授 (60252996)

研究分担者 伊藤 雄一  大阪医科大学, 医学部, 非常勤医師 (10530701)
中島 世市郎  大阪医科大学, 医学部, 助教 (10720691)
山口 誠二  中部大学, 生命健康科学部, 講師 (50726198)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード骨再生 / 積層造形 / チタン人工骨 / 混酸加熱処理
研究実績の概要

我々は、腫瘍や外傷などで喪失した骨組織の再建材料として「顎顔面領域における再建用医療機器」の開発を積層造形技術を用いて進めている。これまでに、選択的レーザー溶融法による純チタン粒子からの自由造形の作製に成功しラットなどの小動物の骨欠損での基礎研究を行ってきた。この申請課題では、積層造形チタン人工骨の、機械的強度や生体内安全性を動物実験にて行っていき早期の実用化を目指している。
過去に多くの臓器再生の研究がなされてきた。その中で最も重要であり解決されていない課題として再生する目的臓器の「形態制御」、つまり様々な形態を持つ欠損臓器を個々の個体に合わせて作製することが挙げられる。申請者らは、大阪医科大学の強みである「枠組みを超えた研究」として積層造形技術を応用し、立体的自由造形を、生体親和性の最も高いマテリアルであるチタンを用いて完成し、かつ、世界で初めて積層造形チタンに化学処理を施し、化学処理チタン人工骨の骨形成能促進効果を証明した(2016-2017年:本学研究拠点育成症例助成、2016年硬組織再生生物学会学会賞、橋渡し加速研究基盤事業シーズB)。 また、並行して積層造形チタンメッシュ人工骨を病院倫理委員会の承認を得て顎骨骨欠損再建に使用し、現在まで10例の患者に使用し最長19か月の長期間の安定した臨床結果を得ている(第72回日本口腔科学会発表)。そしてこれらの研究成果をもとに国内での医療機器承認を得るため日本医薬品機構PMDAのRS戦略相談を実施し今後の具体的な研究目標として生体内での機械的強度、人工骨作製過程における機器・素材の選定、販売ルート確保などの構築の指示を受けた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

積層造形技術を応用し、立体的自由造形を、生体親和性の最も高いマテリアルであるチタンを用いて完成し、かつ、世界で初めて積層造形チタンに化学処理を施し、化学処理チタン人工骨の骨形成能促進効果を証明することができた。並行して積層造形チタンメッシュ人工骨の臨床応用を開始することができた。したがって,おおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

今までの臨床研究成果の蓄積とPMDAの意見を反映して実用化に向けた基礎的研究を行う。臨床研究については、骨形成のCT画像による評価に加えて有害事象の発生について2015年経産省ガイドラインに従い検証を行う(対象患者:外科手術の禁忌とならない成人、歯科口腔外科手術に際して骨造成が必要な患者で同意が得られた者として創部の炎症の有無、マテリアルの露出など安全性の観察)。
基礎研究においては、ラット頭蓋骨骨欠損モデルを用いて骨欠損部に積層造形チタン人工骨埋植を行う。埋植後4,8,16週後にラット頭蓋骨摘出を行い、マイクロCTにてX線学的観察を行う。その後に、頭蓋骨の機械的強度を評価し、各種処理法の形成骨の強度を比較する。また強度試験後は、チタン人工骨・形成骨の状態を非脱灰研磨標本作製し、トルイジンブルー染色を行い骨・チタンの結合状態を比較検証する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Evaluation of Guided Bone Regeneration Using the Bone Substitute Bio-Oss(R) and a Collagen Membrane in Rat Cranial Bone Defect Model2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Kasuya, Shihoko Inui, Nahoko Kato-Kogoe, Michi Omori, Kayoko Yamamoto,Kazuya Inoue, Yuichi Ito, Yoichiro Nakajima, Azumi Hirata and Takaaki Ueno
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology

      巻: 27 ページ: 85-90

    • DOI

      https://doi.org/10.2485/jhtb.27.79

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New Bone Formation Process Using Bio-Oss and Collagen Membrane for Rat Calvarial Bone Defect2018

    • 著者名/発表者名
      Kasuya Shin、Kato-Kogoe Nahoko、Omori Michi、Yamamoto Kayoko、Taguchi Shogo、Fujita Hiroshi、Imagawa Naoko、Sunano Akihiro、Inoue Kazuya、Ito Yuichi、Hirata Azumi、Ueno Takaaki、Moy Peter K.
    • 雑誌名

      Implant Dentistry

      巻: 27 ページ: 158~164

    • DOI

      10.1097/ID.0000000000000738

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermaxillary Fixation of Mandibular Fractures using a Bilayer Thermofoming Plate2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Hayase, Yoichiro Nakajima, Nahoko Kato-Kogoe, Hiroyuki Nakano, Kazuo Sano, Hitoshi Yoshimura, Yasunori Ariyoshi, Takaaki Ueno
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology

      巻: 26 ページ: 301-304

    • DOI

      10.2485/jhtb.26.301

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of highly sensitive biomarkers that can aid the early detection of pancreatic cancer using GC/MS/MS-based targeted metabolomics2017

    • 著者名/発表者名
      Hirata Yuichi、Kobayashi Takashi、Nishiumi Shin、Yamanaka Kodai、Nakagawa Takashi、Fujigaki Seiji、Iemoto Takao、Kobayashi Makoto、Okusaka Takuji、Nakamori Shoji、Shimahara Masashi、Ueno Takaaki、et al
    • 雑誌名

      Clinica Chimica Acta

      巻: 468 ページ: 98~104

    • DOI

      10.1016/j.cca.2017.02.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Newly Formed Bone Induced by Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-22017

    • 著者名/発表者名
      Hirata Azumi、Ueno Takaaki、Moy Peter K.
    • 雑誌名

      Implant Dentistry

      巻: 26 ページ: 173~177

    • DOI

      10.1097/ID.0000000000000564

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Histologic Evaluation of Bone Regeneration using Titanium Mesh Prepared by Selective Laser Melting Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Seiji Yamaguchi, Tomiharu Matsushita, Shigeo Mori, Hisashi Kitagaki, Hitoshi Yoshimura, Kazuo Sano, Akihiro Sunano, Yoichiro Nakajima, Hiroyuki Nakano and Takaaki Ueno
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology.

      巻: 26 ページ: 257-260

    • DOI

      https://doi.org/10.2485/jhtb.26.257

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 検査用グミゼリーによる咀嚼能率スコア法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中島世市郎、植野高章、上田晃一、塗隆志、小越菜保子、山本佳代子、諏訪吉史、河田了
    • 雑誌名

      形成外科

      巻: 60 ページ: 427-431

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工骨を用いたサイナスリフト後に術後性上顎洞炎を起こした2例2017

    • 著者名/発表者名
      豊杏理、橋口範弘、田窪希実子、木次沙知、田口尚吾、諏訪吉史、山本佳代子、山西博久、大森実知、藤田 寛、加納みわ、砂野彰宏、木村吉宏、植野高章
    • 学会等名
      第48回日本口腔外科学会近畿支部学術集会
  • [学会発表] 選択的レーザー溶融法(SLM法)チタンメッシュを用いた顎骨欠損部位への骨増量術についての臨床的検討2017

    • 著者名/発表者名
      井上和也、中島世市郎、小越菜保子、木村吉宏、寺井陽彦、植野高章
    • 学会等名
      第26回硬組織再生生物学会
  • [学会発表] 異種代用骨Bio-OssとCollagen膜の併用による骨形成過程の組織学的観察2017

    • 著者名/発表者名
      加須屋真、小越菜保子、山本佳代子、早瀬友克、大森実知、伊藤雄一、寺井陽彦、植野高章
    • 学会等名
      第26回硬組織再生生物学会
  • [学会発表] H2SO4/HCL(混酸・加熱)処理を施した積層造形チタンメッシュの埋植後早期の骨形成能に関するX線学的・組織科学的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本佳代子、伊藤雄一、小越菜保子、寺井陽彦、有吉靖則、山口誠二、辻極秀次、長塚仁、植野高章
    • 学会等名
      第26回硬組織再生生物学会
  • [学会発表] 下顎骨再建後の咀嚼嚥下運動を評価する検査用グミゼリーの開発と評価法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中島世市郎、諏訪吉史、大森実知、井上和也、藤田寛、木次沙知、田野智之、有吉靖則、小野高裕、植野高章
    • 学会等名
      第62回日本口腔外科学会総会学術大会
  • [学会発表] 異種代用骨Bio-Oss® とCollagen膜を併用した場合の骨形成過程の組織学的観察2017

    • 著者名/発表者名
      加須屋真、山本佳代子、早瀬友克、大森実知、伊藤雄一、木村吉宏、小越菜保子、植野高章
    • 学会等名
      第62回日本口腔外科学会総会学術大会
  • [学会発表] SLM造形法コツ誘導型チタンメッシュの骨形成能の組織形態学的観察・評価2017

    • 著者名/発表者名
      山本佳代子、伊藤雄一、小越菜保子、加須屋真、乾志帆子、大森実知、植野高章
    • 学会等名
      第62回日本口腔外科学会総会学術大会
  • [学会発表] 下顎骨骨折に対し2層性熱可塑性樹脂床を用いた顎間固定の検討2017

    • 著者名/発表者名
      北川祐介、中島世市郎、早瀬友克、寺井陽彦、植野高章.
    • 学会等名
      第29回日本口腔科学会近畿地方部会
  • [学会発表] 約30年にわたり長期経過観察、治療を行なえた特発性骨融解症の1例2017

    • 著者名/発表者名
      紺田敏之、中島世市郎、木村吉宏、植野高章
    • 学会等名
      第29回日本口腔科学会近畿地方部会
  • [学会発表] ラット頭蓋骨骨欠損モデルに対し異種性代用骨Bio-Oss® とCollegen膜を使用した場合の骨修復過程の評価2017

    • 著者名/発表者名
      加須屋真、乾志帆子、小越菜保子、山本佳代子、大森実知、伊藤雄一、植野高章
    • 学会等名
      第29回日本口腔科学会近畿地方部会

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公開日: 2018-12-17  

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