外科系インプラントとしてのスカフォールドフリー3次元再生軟骨の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21390532
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 外科系歯学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (30344451)
• 研究分担者: 高戸 毅 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90171454) ; 森 良之 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70251296) ; 藤原 夕子 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (50466744)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 再生軟骨 / インプラント / スカフォールド / 顎顔面 / 軟骨細胞

研究概要

唇裂鼻変形の形成術や顎関節再建に使用することを目指し、複雑形状の再生軟骨や軟骨・骨2層型再生関節を作製した。いずれの再生軟骨も、細胞凝集塊(ペレット)を大量に作製し、力学的強度および低酸素・低栄養への抵抗性を付加した後に、ペレットを集積・癒合させて3次元形状を付与した。移植の時には、移植部位の組織張力軽減を図った。これらの知見をもとに、スカフォールドフリー3次元再生軟骨を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] The development of a serum-free medium utilizing the interaction between growth factors and biomaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwata K, Asawa Y, Nishizawa S, Mori Y, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 444-454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the implant type tissue-engineered cartilage by scanning acoustic microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Saijo Y, Fujihara Y, Yamaoka H, Nishizawa S, Nagata S, Ogasawara T, Asawa Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Biosci Bioeng 巻: 113 ページ: 252-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue responses against tissue-engineered cartilage consisting of chondrocytes encapsulated within non-absorbable hydrogel (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa S, Fujihara Y, Sakamoto T, Asawa Y, Komura M, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Tissue Eng Regen Med
  • 査読あり
• [雑誌論文] Administration of the insulin into the scaffold atelocollagen for tissue-engineered cartilage (2011)
  • 著者名/発表者名: Ko EC, Fujihara Y, Ogasawara T, Asawa Y, Nishizawa S, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 巻: 97 ページ: 186-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] BMP-2-embedded atelocollagen scaffold for tissue-engineered cartilage cultured in the medium containing insulin andTriiodothyronine-A new protocol for 3D in vitro culture of human chondrocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Ko EC, Fujihara Y, Ogasawara T, Asawa Y, Nishizawa S, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part C Methods
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunological response to tissue-engineered cartilage derived from auricular chondrocytes and a PLLA scaffold in transgenic mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujihara Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 31(6) ページ: 1227-1234
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of rapid-or intermediate-acting insulin on the proliferation and differentiation of cultured chondrocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwata K, Asawa Y, Fujihara Y, Tanaka Y, Nishizawa S, Nakagawa T, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Curr Aging Sci 巻: 3(1) ページ: 26-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selection of highly osteogenic and chondrogenic cells from bone marrow stromal cells in biocompatible polymer-coated plates (2010)
  • 著者名/発表者名: Liu G, Iwata K, Ogasawara T, Watanabe J, Fukazawa K, Ishihara K, Asawa Y, Fujihara Y, Chung UL, Moro T, Takatori Y, Takato T, Nakamura K, Kawaguchi H, Hoshi K
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 巻: 92(4) ページ: 1265-1272
  • 査読あり
• [雑誌論文] The optimization of porous polymeric scaffolds for chondrocyte/atelocollagen based tissue-engineered cartilage (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Yamaoka H, Nishizawa S, Nagata S, Ogasawara T, Asawa Y, Fujihara Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 31(16) ページ: 4506-4516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of fibroblast growth factor 18 in dedifferentiation of cultured human chondrocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka H, Nishizawa S, Asawa Y, Fujihara Y, Ogasawara T, Yamaoka K, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Cell Prolif 巻: 43(1) ページ: 67-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] The application of atelocollagen gel in combination with porous scaffolds for cartilage tissue engineering and its suitable conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka H, Tanaka Y, Nishizawa S, Asawa Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Biomed Mater Res A 巻: 93(1) ページ: 123-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utility of Nucleo Counter for the chondrocyte count in the collagenase digest of human native cartilage (2010)
  • 著者名/発表者名: Yonenaga K, Nishizawa S, Akizawa M, Asawa Y, Fujihara Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 62(6) ページ: 539-545
  • 査読あり
• [雑誌論文] The optimal conditions of chondrocyte isolation and its seeding in the preparation for cartilage tissue engineering (2010)
  • 著者名/発表者名: Yonenaga K, Nishizawa S, Fujihara Y, Asawa Y, Sanshiro K, Nagata S, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part C Methods 巻: 16(6) ページ: 1461-1469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aptitude of auricular and nasoseptal chondrocytes cultured under a monolayer or three-dimensional condition for cartilage tissue engineering (2009)
  • 著者名/発表者名: Asawa Y, Ogasawara T, Takahashi T, Yamaoka H, Nishizawa S, Matsudaira K, Mori Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part A 巻: 15(5) ページ: 1109-1118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue reactions to engineered cartilage based on poly-L-lactic acid scaffolds (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujihara Y, Asawa Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part A 巻: 15(7) ページ: 1565-1577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of transforming growth factor(TGF)-b1 in combination with fibroblast growth factor(FGF)-2 and insulin-like growth factor(IGF)-I on chondrocytes proliferation culture for the cartilage regenerative medicine (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara T, Ohba S, Fujihara Y, Takahashi T, Liu G, Chikazu D, Suenaga H, Chung U, Yoda T, Mori Y, Susami T, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Asian Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 巻: 21 ページ: 18-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of IGF-1 expression by prolonged TGF-b1 administration suppresses osteoblast differentiation
  • 著者名/発表者名: Ochiai H, Okuda S, Saito A, Hoshi K, Yamashita H, Takato T, Azuma T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanog promotes osteogenic differentiation of the mouse mesenchymal cell line C3H10T1/2 by modulating bone morphogenetic protein(BMP) signaling
  • 著者名/発表者名: Ogasawara T, Ohba Shinsuke, Yano F, Kawaguchi H, Chung UI, Saito T, Yonehara Y, Nakatsuka, T, Mori Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early-stage foreign body reaction against biodegradable polymer scaffolds affects tissue regeneration during the autologous transplantation of tissue-engineered cartilage in the canine model
  • 著者名/発表者名: Asawa Y, Sakamoto T, Komura M, Watanabe M, Nishizawa S, Takazawa Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Cell Transplant 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent trends of cartilage regenerative medicine and its application to the oral and maxillofacial surgery
  • 著者名/発表者名: Hoshi K, Fujihara Y, Asawa Y, Nishizawa S, Kanazawa S, Sakamoto T, Watanabe M, Ogasawara T, H S, Mori Y, Takato T
  • 雑誌名: Oral Science International 巻: (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 再生医療を臨床導入するための制度と課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 星和人
  • 学会等名: 再生医療の実現化ハイウェイ生命倫理等の課題の解決に関する研究再生医療における臨床試験コーディネーター向け生命倫理講習会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 2012-03-10
• [学会発表] 再生軟骨医療の現状と将来像 (2012)
  • 著者名/発表者名: 星和人
  • 学会等名: 臨床研究者育成プログラム講演
  • 発表場所: 東京都文京区
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] Development of implant-type tissue-engineered cartilage applied for the nasal correction of the cleft lip and palate patients (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hoshi, Yuko Fujihara, Satoru Nishizawa, Yukiyo Asawa, Sanshiro Kanazawa, Makoto Watanabe, Tomoaki Sakamoto, Ryoko Inaki, Misaki Takei, Mariko Matsuyama, Sakura Uto, Kumiko Kurabayashi, Toru Ogasawara,* Satoru Nagata, Tsuyoshi Takato
  • 学会等名: 9th European Craniofacial Congress
  • 発表場所: Salzburg, Austria
  • 年月日: 20110914-17
• [学会発表] DEVELOPMENT OF IMPLANT-TYPE TISSUE-ENGINEERED CARTILAGE APPLIED FOR THE CORRECTION OF THE CLEFT LIP-NOSE PATIENTS (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshi, Y. Fujihara, S. Nishizawa, Y. Asawa, S. Kanazawa, M. Watanabe, T. Sakamoto, R. Inaki, M. Takei, M. Matsuyama, S. Uto, K. Kurabayashi, M, Harai, T. Ogasawara, S. Nagata, T. Takato
  • 学会等名: TERMIS-AP 2011
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20110803-05
• [学会発表] 足場素材導入による軟骨再生医療の新展開-唇裂鼻変形に対するインプラント型再生軟骨による治療 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星和人
  • 学会等名: 第56回日本口腔外科学会総会「最新の臨床研究」
  • 発表場所: 大阪府大阪市
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 生分解性ポリマー足場素材を用いた3次元再生軟骨の研究開発日本再生医療学会雑誌SY-7-4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星和人、高戸毅
  • 学会等名: 2010第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島県広島市
  • 年月日: 20100318-19
• [学会発表] Human cultured chondrocytes and tissue stem cells for tissue engineering of permanent cartilage ICRS (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Hoshi
  • 学会等名: 2010 Stem Cells for Cartilage Repair
  • 発表場所: Barcelona, Spain Session
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 脱分化に伴うヒト軟骨細胞表面マーカー変化の解析と再生医療における細胞品質管理への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 星和人、浅輪幸世、高戸毅、中川匠、中村耕三、川口浩
  • 学会等名: 第24回日本整形外科基礎学術集会
  • 発表場所: 横浜市日本整形外科
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 3次元再生軟骨の構造・機能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 星和人,三澤雅樹
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] 軟骨再生医療の現状と展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 星和人
  • 学会等名: 介護技術専門研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-01
• [図書] 遺伝子医学MOOK13号 (2009)
  • 著者名/発表者名: 星和人、高戸毅
  • 総ページ数: 316, 170-174
  • 出版者: メディカルドゥ
• [備考]
  • URL: http://square.umin.ac.jp/ct-e
• [産業財産権] 再生軟骨の軟骨特性を評価する方法 (2011)
  • 発明者名: 星和人、高戸毅、原井基博
  • 権利者名: 富士ソフト株式会社、国立大学法人東京大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-009253
  • 出願年月日: 2011-01-19
• [産業財産権] 細胞培養用中空糸モジュールおよび細胞培養方法 (2010)
  • 発明者名: 星和人,高戸毅,松山秀人,守屋俊浩,中川栄
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学,野村ユニソン株式会社
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-188831
  • 出願年月日: 2010-08-25
• [産業財産権] 脱分化型軟骨細胞の軟骨細胞への再分化用培地発明者 (2010)
  • 権利者名: 星和人、鄭雄一、川口浩、中村耕三、高戸毅
  • 産業財産権番号: 特許(中国)、CN101014699(B)
  • 取得年月日: 2010-05-26
  • 外国