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2011 年度 実績報告書

生体注入型セラミックス粉体の分極処理と骨再生促進効果

研究課題

研究課題/領域番号 21500429
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

伊藤 聰一郎  東京医科歯科大学, 歯学部・口腔保健学科, 非常勤講師 (10242190)

研究分担者 山下 仁大  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70174670)
王 魏  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (60451944)
キーワード自己血由来多血小板血漿(PRP) / ハイドロキシアパタイト / 炭酸アパタイト / 粉体 / 電気分極処理 / 骨形成促進 / 担体
研究概要

これまで多血小板血漿(PRP)はハイドロキシアパタイト(HA)粒子の担体として有効であること、分極したHA粒子は骨芽細胞を活性化し骨形成を促進することを報告した。今回はHA粒子の電気分極がより早期における骨原性細胞の活動に及ぼす効果を検討した。
方法:日本白色家兎より得たPRPに分極または未分極HA粉体を加え、混和ゲルを作製した。これを走査型顕微鏡(SEM)で観察した。日本白色家兎の大腿骨内側顆部にドリルで直径3mm、深さ5mmの骨孔を開け、PRP+分極HA、PRP+未分極HA、PRPゲルのみ、分極HA粉体のみ、未分極HA粉体のみ、骨孔のみを埋入した(各N=6)。3週と6週後に試料を採取し、μCT撮影と組織評価(Villanueva Goldner : VG染色、TRAP/Toluidine blue二重染色)を行った。
結果:PRP+HA粉体ゲルでは、PRPのフィブリン網にHA粒子が固定化されていた。PRPのみと骨孔のみでは骨が形成されなかった。(1)骨孔における新生骨の割合:埋入後3週で新生骨はPRP+分極HA群において有意に多く形成されていた。6週後ではPRP+分極HA、PRP+未分極HAが他群より有意に大きく、分極HA粉体が対照群より大きかった。(2)骨梁表面の骨芽細胞占拠率:骨孔における新生骨の割合と同様の傾向が見られた。(3)骨孔内破骨細胞密度:埋入後3週でPRP+分極HA、PRP+未分極HAが対照群より大きく、6週ではこの2群、特に前者が他群より有意に大きかった。
考察:PRP+分極HAとPRP+未分極HAの2群で骨芽細胞の活性が増強され、その結果新生骨形成が促進された。この効果は分極HAとPRPを複合化することでより早期に生じることが示唆された。さらに、この2群で破骨細胞がより早期から活性化されるが、PRP+分極HA群でこの効果が長く持続した。これはHA粉体の分極により骨のリモデリングが長く持続することを示唆している。以上より、PRPはHA粉体の優れたキャリアであり、分極HA粉体を混合することにより、早期より生じた骨原性細胞の活性化が持続して、骨形成を増強することが示された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 分極アパタイト粉体の骨形成促進効果とPRPの担体としての有用性2011

    • 著者名/発表者名
      大庭聖子、王巍、伊藤聰一郎、山下仁大
    • 雑誌名

      日本生体電気・物理刺激研究会誌

      巻: 22巻 ページ: 21-26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気分極処理したセラミックス粉体による組織再生促進2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤聰一郎
    • 雑誌名

      整形外科

      巻: 62巻 ページ: 998

  • [雑誌論文] バイオセラミックスの電気分極2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤聰一郎、王巍、山本直輝、山下仁大
    • 雑誌名

      日本生体電気・物理刺激研究会誌

      巻: 24巻 ページ: 17-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of new bone formation by the electrically polarized hydroxyapatite micro-granules/platelet-rich plasma composite

    • 著者名/発表者名
      Seiko Ohba, Wei Wang, Soichiro Itoh, Yuzo Takagi, Akiko Nagai, Kimihiro Yamashita
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: (In press)

    • 査読あり
  • [学会発表] Enhanced effects of electrical polarization to form new bone on hydroxyapatite and availability of platelet-rich plasma as a carrier2012

    • 著者名/発表者名
      Itoh S., Ohba S., Wang W., Yamashita K.
    • 学会等名
      Orthopedic Research Society 2012 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      20120204-20120207
  • [学会発表] PRPあるいはヒアルロン酸を担体として用いた分極処理ハイドロキシアパタイト微粒子の骨形成促進効果比較2012

    • 著者名/発表者名
      大庭聖子,王巍,伊藤聰一郎,永井亜希子,山下仁大
    • 学会等名
      第39回日本生体電気・物理刺激研究会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20120000
  • [学会発表] 新たな神経架橋技術の導入-脱細胞化神経と電気分極処理セラミックスによる神経再生の促進-2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤聰一郎
    • 学会等名
      第34回末梢神経を語る会
    • 発表場所
      青森
    • 年月日
      20110000
  • [学会発表] Enhanced effects of electrical polarization to form new bone on hydroxyapatite micro-granules and availability of platelet-rich plasma as a carrier2011

    • 著者名/発表者名
      Seiko Ohba, Wei Wang, Soichiro Itoh, Yuzo Takagi, Kimihiro Yamashita
    • 学会等名
      The 1^<st> Tri-University Consortium on Oral Science and Education
    • 発表場所
      Bangkok
    • 年月日
      20110000
  • [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイトの骨形成促進効果とPRPゲルの担体としての有用性2011

    • 著者名/発表者名
      大庭聖子,永井亜希子,山下仁大
    • 学会等名
      第58回日本歯科理工学会学術講演会
    • 発表場所
      郡山
    • 年月日
      20110000
  • [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイトとPRP混和ゲルの骨形成促進効果2011

    • 著者名/発表者名
      大庭聖子,王巍,伊藤聰一郎,山下仁大
    • 学会等名
      第38回日本生体電気・物理刺激研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110000
  • [図書] Advances in Nanocomposites-Synthesis, Characterization and Industrial Applications2011

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi M., Koyama Y., Edamura K., Irie A., Sotome S., Itoh S., Takakuda K., Shinomiya K., Tanaka S.
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Synthesis of Hydroxyapatite/Collagen Bone-Like Nanocomposite and Its Biological Reactions

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公開日: 2013-06-26  

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