| 研究課題/領域番号 |
17076001
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 治 東北大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60374948)
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| 研究分担者 |
佐々木 啓一 東北大学, 大学院歯学研究科, 教授 (30178644)
鎌倉 慎治 東北大学, 大学院医学系研究科, 助教授 (80224640)
高橋 一郎 東北大学, 病院・講師 (70241643)
中村 雅典 昭和大学, 歯学部, 教授 (50180394)
上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
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| キーワード | マイクロ・ナノデバイス / 再生医学 / 細胞・組織 |
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| 研究概要 |
平成18年度は、メカニカルストレスを軟骨細胞に圧縮負荷してmRNAレベルの機能解析を行う局所環境制御培養装置の開発、細胞へのメカニカルストレスの有限要素解析、生体力学負荷条件下の動物実験による骨再生担体材料(リン酸オクタカウシウムOCP)の生体反応を検討した.
培養装置の開発は、1)ポリジメチルシロキサン(PDMS)の薄膜を機械的に変形させる方式(円形くぼみ)を採用し、マイクロマス播種法にて軟骨前駆細胞に繰返し圧縮ひずみを加え、軟骨細胞への分化マーカーであるII型コラーゲンのmRNA発現を検討、2)PDMS膜に負荷されるひずみを有限要素法にて検討し、軟骨細胞に負荷されるひずみ量として、ひずみ量と分化を関連づける検討を行った。その結果、細胞塊直下のPDMS膜上で、半径方向に引張り・圧縮とひずみ量に反転・勾配が生じ、この変化と軟骨の分化促進(圧縮)および抑制(引張り)に関連性が認められた.この成果は、高橋らの動物実験検討(Eur J Cell Biol 84:45-58,2005)を定量的に裏付けた(益田(博士研究員)、高橋、鈴木、総括班・新井、福田).
ラット頭蓋冠上骨膜下に三次元形態OCPを埋入し、頭皮皮下組織による引張り荷重下の生体反応を酵素化学的に検討した.非荷重下部位では骨形成を促進するOCPが、この材料が本来有する破骨細胞様細胞賦活化能を著しく亢進して吸収性に転じ、局所のメカニカルストレスが骨再生反応を調節し得ることを明らかにした(鎌倉、佐々木、中村、上條、鈴木).
これらの成果に基づき、次年度以降は、局所環境制御培養装置(定量的引張負荷・石灰化環境調節培養装置)を開発し、軟骨細胞、骨芽細胞および骨細胞の細胞内情報伝達を解析する.骨再生担体材料の様々な骨埋入部位の生体反応を組織化学的に検討し、メカニカルストレス負荷の効果を細胞レベル-生体組織レベルの間で関連づける.
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