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2018 年度 実施状況報告書

軟骨・骨組織誘導性ハイブリッド生体材料を用いた新規関節軟骨再建法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K20577
研究機関岡山大学

研究代表者

高畠 清文  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (70736537)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードハニカムTCP / 軟骨組織形成 / 骨組織形成 / 人工生体材料 / 幾何学構造
研究実績の概要

本申請課題では、リン酸三カルシウム(TCP)に直線的貫通孔の構造を付与したハニカムTCPを用いて細胞外微小環境を再現することにより、軟骨組織および骨組織がシームレスに誘導可能な軟骨・骨組織誘導性ハイブリッド生体材料を創出し、新規関節軟骨組織再建法を開発することを目的としている。
平成30年度は、ハニカムTCPの貫通孔孔径を変化させることにより、特異的に軟骨・骨組織を誘導可能であるメカニズムの解明を行なった。近年の研究において、硬組織形成と血管新生との関連が報告されているため、ハニカムTCPの孔径変化による硬組織形成と孔内の血管新生との相関について実験動動物(ラット)を用いて経時的に組織学的検討を行なった。その結果、細い孔径(75μm)のハニカムTCPでは初期に孔内で血管新生が観察されるが、経時的に血管新生の減弱が観察された。孔径が細い場合には孔内が低酸素状態に陥るため軟骨形成が誘導されると考えられた。また孔径が太いハニカムTCPの場合(300,500μm)では孔内に太い血管侵入を認め、酸素供給が旺盛なため、孔内に骨組織遊動が起こった。このように、軟骨・骨組織が特異的に誘導されるメカニズムを明らかにし、学術論文としてまとめた。
また一方で、孔径300μmのハニカムTCPに80μg/mlのBMP-2を充填した試料を、実験動物(ウサギ)の膝関節欠損部に移植した。その結果、膝関節の骨組織相当部に骨組織を、軟骨組織相当部に軟骨組織を誘導することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成30年度は動物実験において、ウサギの膝関節軟骨を軟骨・骨組織同時に誘導することに成功している。しかしながら、軟骨組織部分の誘導が未だ不確実である。したがって、より確実性の高い軟骨組織誘導が必要と考えられる。

今後の研究の推進方策

軟骨組織誘導を確実にするため、軟骨誘導因子と言われているTGF-βやGDF-5などの成長因子をTCPに充填し、確実な軟骨組織誘導を目指す。

次年度使用額が生じた理由

平成30年度に実験動物を用いて実験が中心であり、動物実験の条件設定を綿密に行った。そのため、組織学的検討が十分にできておらず、標本作製や免疫組織学化学的検討を行う経費が平成30年度において使用されていない。したがって、平成31年度は組織学的検討を行うための標本作製や染色に用いる消耗品の購入を計画している。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Effects of the Geometrical Structure of a Honeycomb TCP on Relationship between Bone / Cartilage Formation and Angiogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Hiroyuki、Takabatake Kiyofumi、Tsujigiwa Hidetsugu、Watanabe Satoko、Ito Satoshi、Kawai Hotaka、Hamada Mei、Yoshida Saori、Nakano Keisuke、Nagatsuka Hitoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Sciences

      巻: 15 ページ: 1582~1590

    • DOI

      10.7150/ijms.28452

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization and potential roles of bone marrow-derived stromal cells in cancer development and metastasis2018

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hotaka、Tsujigiwa Hidetsugu、Siar Chong Huat、Nakano Keisuke、Takabatake Kiyofumi、Fujii Masae、Hamada Mei、Tamamura Ryo、Nagatsuka Hitoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Sciences

      巻: 15 ページ: 1406~1414

    • DOI

      10.7150/ijms.24370

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Role of Bone Marrow-Derived Cells during Ectopic Bone Formation of Mouse Femoral Muscle in GFP Mouse Bone Marrow Transplantation Model2018

    • 著者名/発表者名
      Takabatake Kiyofumi、Tsujigiwa Hidetsugu、Song Yu、Matsuda Hiroyuki、Kawai Hotaka、Fujii Masae、Hamada Mei、Nakano Keisuke、Kawakami Toshiyuki、Nagatsuka Hitoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Sciences

      巻: 15 ページ: 748~757

    • DOI

      10.7150/ijms.24605

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Vitro Efficacy of CaCO3 Content in CaTiO3 CaCO3 Composites for Bone Growth2018

    • 著者名/発表者名
      Rodriguez Andrea Paola, Sanchez Maria Alejandra, Felice Betiana, Zamora Martin Lucas, Tsujigiwa Hidetsugu, Takabatake Kiyofumi, Kawai Hotaka, Nakano Keisuke, Nagatsuka Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Hard Tissue Biology

      巻: 27 ページ: 250~256

    • DOI

      10.2485/jhtb.27.250

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Possibility of Notch Signaling Role in the Cell Differentiation of Experimentally Induced Periodontal Polyp2018

    • 著者名/発表者名
      Saeka Matsuda, keita Moriyama, Masahito Shoumura, Aiko Kida, Hidetsugu Tsujigiwa, Kiyofumi Takabatake, Hotaka Kawai, Keisuke Nakano, Norimasa Okafuji, Naoto Osuga and Toshiyuki Kawakami
    • 雑誌名

      ournal of Dental and Oral Health

      巻: 4 ページ: 1-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Prognostic Implications of Bone Invasion in Gingival Squamous Cell Carcinoma2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S, Shimo T, Murase Y, Takabatake K, Kishimoto K, Ibaragi S, Yoshioka N, Okui T, Nagatsuka H, Sasaki A
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 38 ページ: 955-962

    • DOI

      10.21873/anticanres.12309

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ハニカムTCPを用いた硬組織形成制御における血管新生について2018

    • 著者名/発表者名
      松田寛之、高畠清文、辻極秀次、浜田芽衣、河合穂高、吉田沙織、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第72回NPO法人日本口腔科学会学術集会
  • [学会発表] 口腔扁平上皮癌における癌間質による腫瘍組織の生物学的性格の制御2018

    • 著者名/発表者名
      高畠清文、松本 卓、河合穂高、吉田沙織、松田寛之、中野敬介、飯田征二、長塚 仁
    • 学会等名
      第47回(公社)日本口腔外科学会 中国四国支部学術集会
  • [学会発表] 肺癌移植マウス高転移臓器における骨髄由来細胞の局在と役割の検討2018

    • 著者名/発表者名
      河合穂高、辻極秀次、藤井昌江、高畠清文、中野敬介、吉田沙織、浜田芽衣、長塚 仁
    • 学会等名
      第107回日本病理学会総会
  • [学会発表] 肺癌移植マウスを用いた高転移臓器における骨髄由来細胞の局在と役割の検討2018

    • 著者名/発表者名
      河合穂高、辻極秀次、信長ひかり、高畠清文、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第22回日本がん免疫学会総会
  • [学会発表] エナメル上皮腫および間質との相互作用が骨組織におよぼす影響について2018

    • 著者名/発表者名
      澄 文香、阪上峻基、浜田芽衣、高畠清文、長塚 仁、辻極秀次
    • 学会等名
      第27回硬組織再生生物学会学術大会・総会
  • [学会発表] 口腔扁平上皮癌における腫瘍間質による腫瘍実質の生物学的性格制御について2018

    • 著者名/発表者名
      高畠清文、河合穂高、吉田沙織、松田寛之、藤井昌江、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第27回硬組織再生生物学会学術大会・総会
  • [学会発表] ハニカムTCPの幾何学構造が硬組織形成における血管新生に与える影響について2018

    • 著者名/発表者名
      松田寛之、高畠清文、辻極秀次、河合穂高、吉田沙織、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第27回硬組織再生生物学会学術大会・総会
  • [学会発表] 腫瘍移植マウスの高転移臓器における骨髄由来細胞の局在と役割の検討2018

    • 著者名/発表者名
      河合穂高、辻極秀次、信長ひかり、高畠清文、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第29回日本臨床口腔病理学会 総会・学術大会
  • [学会発表] 口腔扁平上皮癌におけるPD-L1発現傾向の臨床病理学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉田沙織、浜田芽衣、藤井昌江、河合穂高、高畠清文、中野敬介、長塚 仁
    • 学会等名
      第39回岡山歯学会総会・学術大会

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公開日: 2019-12-27  

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