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2011 年度 実績報告書

高機能人工骨の創製

研究課題

研究課題/領域番号 20240043
研究機関東京大学

研究代表者

鄭 雄一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30345053)

研究分担者 酒井 崇匡  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (70456151)
キーワード生体材料 / トランスレーショナル・リサーチ / 再生医学 / 生理活性
研究概要

オーダーメード型人工骨に関しては、成長因子の一つであるFGF2を搭載した人工骨を作製し、ビーグル犬の頭蓋骨欠損(径2cm)に埋植したところ、高濃度の生理活性物質を投与した群で、放射線学的、組織学的に良好な骨形成が確認された。
テトラポッド型人工骨に関しては、射出成型により製造した、均一な形状とサイズを持つ人工骨を作成した。この人工骨は、多孔体ブロックを粉砕して作った、従来用いられてきた形状もサイズも不均一な人工骨に比して、細胞や血管が侵入するのに都合の良い粒子間構造を持っていることを明らかにした。粒子間構造は、これまで直接評価されたことはなく、Mercury Porosimetryや2次元画像から間接的に推定されてきたため、実隙には細胞や血管がはいりこむことのできない構造まで過大に評価されていた。今回、正確に3次元的に評価するために、50~600マイクロメートルの高分子性球状粒子を疑似細胞として用いることで、初めて細胞や血管にとって意義のある粒子間構造を3次元的に評価することができた。
バイオセンサーにより骨形成性低分子化合物を同定したなかで、ヘッジホッグシグナル作動薬SAGが主に骨芽細胞の初期分化を、ヘリオキサンチン誘導体であるTHが主に骨芽細胞の後期分化を誘導することに着目し、SAGとTHを組み合わせて、未分化細胞を刺激することを着想した。その結果、両者を組み合わせることで、単独の場合を大きく凌駕する、きわめて強力な骨誘導能力を持つことが明らかになった。小動物での効果は確認されており、今後、大動物実験に向けて、準備する予定である。
オーダーメード型人工骨の臨床治験が終了し、データ解析も終った。現在、オーファンデバイスとしての承認申請をするために、厚生労働省およびPMDAとの協議を行っている。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Effect of trehalose coating on basic fibroblast growth factor release from tailor-made artificial bone implant2011

    • 著者名/発表者名
      Choi S, Lee J, Igawa K, Suzuki S, Mochizuki M, Nishimura R, Chung U, Sasaki N.
    • 雑誌名

      J Vet Med Sci

      巻: 73 ページ: 1547-1552

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of the theories of rubber elasticity using an ideal polymer network2011

    • 著者名/発表者名
      Akagi Y, Katashima T, Katsumoto Y, Fujii K, Matsunaga T, Chung U, Shibayama M, Sakai T.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 44 ページ: 5817-5821

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Harmine promotes osteoblast differentiation through bone morphogenetic protein signaling2011

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa T, Lee J, Hibino A, Asai M, Hojo H, Ha B, Teruya T, Nagai K, ChungU, Yagasaki K, Woo J.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 409 ページ: 260-265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise control and prediction of hydrogel degradation behavior2011

    • 著者名/発表者名
      Li X, Tsutsui Y, Matsunaga T, Shibayama M, Chung U, Sakai T.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 44 ページ: 3567-3571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SANS Studies on Tetra-PEG Gel under Uniaxial Deformation2011

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga T, Asai H, Akagi Y, Sakai T, Chung U, Shibayama M.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 44 ページ: 1203-1210

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Galphaq Signal in Osteoblasts Is Inhibitory to the Osteoanabolic Action of Parathyroid Hormone2011

    • 著者名/発表者名
      Ogata N, 他
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 286 ページ: 13733-13740

    • DOI

      10.1074/jbc.M110.200196

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trehalose May Prevent Postsurgical Adhesions in a Rabbit Model of Hysterotomy2011

    • 著者名/発表者名
      Fujino H, 他
    • 雑誌名

      J Vet Med Sci

      巻: 73 ページ: 931-935

    • DOI

      10.1292/jvms.10-0342

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel method for designing and fabricating custom-made artificial bones2011

    • 著者名/発表者名
      Saijo H, 他
    • 雑誌名

      Int J Oral Maxillofac Surg

      巻: 40 ページ: 955-960

    • DOI

      10.1016/j.ijom.2011.03.018

    • 査読あり
  • [学会発表] C/EBP-βand RUNX2 Cooperatively Control Cartilage Degradation with MMP-13 as the Target and HIF-2α as the Inducer in Chondrocytes2011

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 学会等名
      33th annual meeting of the American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR)
    • 発表場所
      米国サンディエゴ
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] Functional Redundancy of GSK-3α and GSK-3β To Control Chondrocyte Differentiation through Phosphorylation of RelA/NF-κB p652011

    • 著者名/発表者名
      Ito S
    • 学会等名
      33th annual meeting of the American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR)
    • 発表場所
      米国サンディエゴ
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] Notch/Rbpj/Hes1 signal in chondrocytes modulates terminal stage of end ochondral ossification during skeletal growth and osteoarthritis development2011

    • 著者名/発表者名
      Hosaka Y
    • 学会等名
      33th annual meeting of the American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR)
    • 発表場所
      米国サンディエゴ
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] GSK-3α and GSK-3βmodulate early stages of chondrocytes differentiation through phosphorylation of RelA/NF-κB p652011

    • 著者名/発表者名
      Ito S
    • 学会等名
      2011 World Cogress on Osteoarthritis (OARSI)
    • 発表場所
      米国サンディエゴ
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Notch/Rbpj/Hes1 signal in chondrocytes modulates terminal stage of end ochondral ossification during skeletal growth and osteoarthritis development2011

    • 著者名/発表者名
      Hosaka Y
    • 学会等名
      2011 World Cogress on Osteoarthritis (OARSI)
    • 発表場所
      米国サンディエゴ
    • 年月日
      2011-09-15
  • [図書] 図解 骨博士が教える「老いない体」のつくり方 実践編2011

    • 著者名/発表者名
      鄭雄一
    • 総ページ数
      111
    • 出版者
      ワック株式会社
  • [備考]

    • URL

      www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp

  • [産業財産権] 3次元形成可能な格子構造体2011

    • 発明者名
      鄭雄一, 他
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/070747
    • 出願年月日
      2011-09-12
    • 外国
  • [産業財産権] トレハロースを含有する炎症性呼吸器疾患の治療剤2011

    • 発明者名
      鄭雄一, 他
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      特願2011-096657
    • 出願年月日
      2011-04-24
  • [産業財産権] ケロイド又は肥厚性瘢痕の治療剤又は予防剤2011

    • 発明者名
      鄭雄一, 他
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/078040
    • 出願年月日
      2011-12-05
    • 外国

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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