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2020 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開発による新規関節軟骨再建法構築と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K19159
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) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードハニカムTCP / 軟骨組織再生 / 骨組織再生 / 人工生体材料 / 幾何学的構造
研究実績の概要

現在までに申請者らは、骨組織誘導能、生体親和性に優れているリン酸三カルシウム(TCP)に直線的貫通孔をハニカム状に配列させたハニカムTCPを開発し、その直線的貫通孔の孔径を変化させることにより、骨組織と軟骨組織を特異的に誘導することに成功している。
そこで本申請課題では、既存関節軟骨相当部に軟骨組織、骨組織相当部に骨組織を同時に、かつシームレスに組織が連続した状態で誘導可能な新規生体材料を開発することを目的とし、基礎的研究を行なっている。
申請者らはすでにウサギ膝関節において孔径300μmのハニカムTCPにBMP-2 80μg/mlを含浸させた試料において旺盛な骨形成と、わずかに軟骨組織形成を認める結果を得ている。2020年度は、BMP-2単独投与ではなく、軟骨組織誘導すると報告されているGDF-5やTGF-βなどの成長因子を添加して、ハニカムTCPによるさらなる軟骨組織誘導を検討した。その結果、BMP-2単独投与よりも複合投与の方が軟骨組織を誘導することを確認した。

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

本年度はウサギを用いた動物実験において、ハニカムTCPを用いて膝関節に旺盛な軟骨組織再生する最適条件(ハニカムTCPの直線的貫通孔の孔径、またBMP-2やGDF-5, TGF-βの含有量 )の決定を計画していたが、COVID-19の影響で計画通りの動物実験が推進できなかったため。

今後の研究の推進方策

本申請課題の目的である、骨組織・軟骨組織をシームレスに連続した状態で再生するため、すでに骨組織誘導の最適条件は得ているが、軟骨組織誘導の最適条件を決定する必要がある。そこで今後の研究推進の方策として、軟骨組織誘導のために用いる成長因子のGDF-5, TGF-βの含有量を以前のラット異所性実験で最も軟骨組織を誘導した10μg/mlを軸として重点的に行う。

次年度使用額が生じた理由

ウサギ動物実験を用いたハニカムTCPを用いた軟骨・骨組織誘導実験において、COVID-19の影響により使用動物匹数、TCP個 数、成長因子が予定よりも使用量が少なかったため次年度使用額が生じた。次年度は、ウサギ膝関節欠損モデルにおいて最適な軟骨組織誘導条件決定のための消耗品費に使用する予定にしている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件)

  • [雑誌論文] Geometrical Structure of Honeycomb TCP to Control Dental Pulp-Derived Cell Differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Takabatake Kiyofumi、Tsujigiwa Hidetsugu、Nakano Keisuke、Inada Yasunori、Qiusheng Shan、Kawai Hotaka、Sukegawa Shintaro、Fushimi Shigeko、Nagatsuka Hitoshi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 ページ: 5155~5155

    • DOI

      10.3390/ma13225155

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Learning for Osteoporosis Classification Using Hip Radiographs and Patient Clinical Covariates2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Norio、Sukegawa Shintaro、Kitamura Akira、Goto Ryosuke、Noda Tomoyuki、Nakano Keisuke、Takabatake Kiyofumi、Kawai Hotaka、Nagatsuka Hitoshi、Kawasaki Keisuke、Furuki Yoshihiko、Ozaki Toshifumi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 ページ: 1534~1534

    • DOI

      10.3390/biom10111534

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long-Term Effect of Honeycomb β-Tricalcium Phosphate on Zygomatic Bone Regeneration in Rats2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagiri Ryoko、Watanabe Satoko、Takabatake Kiyofumi、Tsujigiwa Hidetsugu、Watanabe Toshiyuki、Matsumoto Hiroshi、Kimata Yoshihiro
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 ページ: 5374~5374

    • DOI

      10.3390/ma13235374

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Honeycomb β-TCP Geometrical Structure on Bone Tissue Regeneration in Skull Defect2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Toshiyuki、Takabatake Kiyofumi、Tsujigiwa Hidetsugu、Watanabe Satoko、Nakagiri Ryoko、Nakano Keisuke、Nagatsuka Hitoshi、Kimata Yoshihiro
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 ページ: 4761~4761

    • DOI

      10.3390/ma13214761

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maxillofacial Trauma Surgery Patients With Titanium Osteosynthesis Miniplates2020

    • 著者名/発表者名
      Sukegawa Shintaro、Masui Masanori、Sukegawa-Takahashi Yuka、Nakano Keisuke、Takabatake Kiyofumi、Kawai Hotaka、Nagatsuka Hitoshi、Furuki Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Craniofacial Surgery

      巻: 31 ページ: 1338-1342

    • DOI

      10.1097/SCS.0000000000006352

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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