| 研究課題/領域番号 |
17H04387
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山田 将博 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (90549982)
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| 研究分担者 |
江草 宏 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 歯科補綴学 / 細胞・組織 / 再生医学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，歯根膜細胞がセメント質表面として認識するチタン表面をナノ技術により確立し，チタン表面にセメント質産生を介したシャーピー線維構造の形成を誘導することで，歯根膜結合をもつ新たなインプラント技術の基盤を構築することである．
グレードⅡ純チタンディスク（機械研磨加工）に，申請者が確立している表面処理方法（Kato E et al., Dent Mater, 2015）を用いて，機械研磨面とナノ表面の試料を作製し，表面特性の評価を行った．ヒト抜去歯のセメント質表面を対照試料として用いた．各種チタン表面とセメント質表面に関して，研究協力者の技術協力のもと、非接触光学式三次元プロファイラーと走査型電子顕微鏡の画像解析により表面形態を評価した．その結果，機械研磨面と異なり，ナノ表面の頂点分布パターンはセメント質表面のものと類似することがわかった．
また，5週齢Wisterラットの下顎骨を脱細胞化処理した歯槽骨の抜歯窩へ機械研磨面のまま、もしくは，ナノ表面チタンインプラントを挿入した脱細胞化歯槽骨－チタンインプラント複合体を、8週齢Wisterラットの腎被膜下に移植した。8週間の治癒後，チタンインプラント周囲における歯根膜の形成を評価した．その結果，機械研磨面チタンインプラントでは，抜歯窩骨壁との間の空間である歯根膜腔に形成された線維性組織はまばらであり、インプラント表面に対して垂直ではなく平行に配向することが示された．一方，ナノ表面インプラントでは，多くの細胞成分を有する線維組織の付着とインプラント表面に垂直で密な線維の配向が観察された．
以上の結果より，セメント質に類似する表面形態を示すナノ表面改質を用いることにより，間葉系幹細胞と歯根膜マトリックスの存在下で、チタンインプラント上に歯根膜組織を再構築できる可能性が示唆された．
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| 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
ナノ表面の生体模倣表面としての基本性質を示すことができた．また，平成30年度に当初計画していたin vivo腎被膜埋植モデルにて，ナノ表面の歯根膜組織の誘導能を示すことができた．以上のことから，現時点で仮説通りの実験結果を得ていると考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成31年度は，歯根膜組織で被包したチタンインプラントのラット顎骨埋入モデルを用いて，ナノ表面チタンインプラント上でのセメント質誘導とシャーピー線維構造の形成，およびインプラントと歯根膜との直接的結合の成立を検証する．
機械研磨面もしくはナノ表面の棒状チタンインプラントを，温度応答性培養皿上で培養した歯根膜細胞シートで被包し，抜歯2‐3週後の11週齢ラット上顎第一大臼歯部抜歯窩へ完全埋入する．埋入3~4週後に，非脱灰切片および脱灰パラフィン切片を作製する．一般化学染色による組織形態計測学的評価とともにセメント質関連マーカーを免疫組織化学染色により同定する．また，インプラント‐組織界面の超微細構造と元素分布をTEM観察およびEPMAを用いて解析する．
細胞培養実験においては，メカノトランスダクション阻害剤を用いて，ナノ表面上でのヒト歯根膜細胞のセメント芽細胞マーカー発現の上昇に対するメカノトランスダクション機構の関与を探索する．
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