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2018 年度 実施状況報告書

下顎再建用スキャホールドの骨芽細胞誘導能を最適化する紫外線光触媒効果の基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K11913
研究機関横浜市立大学

研究代表者

廣田 誠  横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20347305)

研究分担者 岡本 喜之  横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (80536227)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード顎骨再建
研究実績の概要

顎骨再建において再建材料の安定性は重要である。これまでは自家骨が最も信頼できる再建材料であったが、侵襲を軽減するためにこれに代わる人工材料の開発が求められている。これまで研究代表者は細胞誘導能を備えたチタンファイバーからなる顎骨結合型再建材料を開発し、良好な成果を得ていたが、同時に材料内部への骨形成が十分でないという課題も残り、この課題を改善するために紫外線光触媒を応用してチタンファイバー材料内部への骨形成を高めようと本研究を実施している。チタンファイバー材に紫外線照射をすることによって内部への親水性が著しく向上し、血液の浸透も良くなることが本研究では明らかになった。これが生体でどのように作用するかを確認するため、ラットを用いた動物実験による検証を行った。まず動物実験系を確立するために長さ10ミリ、幅3ミリ、厚み3ミリのチタンファイバー材によるラット大腿骨再建を実施するも、材料の剛性が十分でなくまた骨折など起こしてしまうため骨形成を確認できなかった。そのため大腿骨に設定する骨欠損を区域欠損ではなくし、表面のみの骨欠損としたがやはり骨折が生じるため評価が困難であった。血液親和性の向上による骨形成の評価であれば骨欠損は当面は必須要件ではないと考え、単純に骨表面に載せて材料を固定するのみとしてところ実験系が安定したため、同様の方法で紫外線照射の有無で2群に分けて動物実験を進めている。今後は材料内部への骨形成、材料と骨の結合の程度を評価していく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

・紫外線照射装置が故障し、且つ製造販売によるメンテナンスが遅れたため。
・動物実験の手法の確立に時間を要したため。
・人手不足。

今後の研究の推進方策

紫外線照射装置は安定したが、動物実験の際にラットの骨が折れてしまうなど不具合が生じるため、骨が折れないような固定方法、固定用装置の開発が必要となる。埋入材料に関しても形態に変化を生じやすくその後の評価を困難にさせているが、剛性を強化すると固定が難しく、上記の骨折の要員となるためバランスの良い材料を開発する必要があると思われる。現状では小型動物の動物実験系が不安定なまま研究が進められている状態であるため、研究計画のゴール設定を見直し、小型動物(ラット)での動物実験系を確立させてから確実に成果を出せるようにする。

次年度使用額が生じた理由

安定した結果を得るための動物実験の手技・設定が確立できなかったため、動物実験に使用する費用を使用せず、残額が生じた。当該年度は当初予定していた動物実験から変更した形で行い、また中間報告のための研究協力者との打ち合わせ、成果報告に使用する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 国際共同研究 (1件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学ロサンゼルス校

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公開日: 2019-12-27  

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