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2009 年度 実績報告書

培養骨膜シートの骨形成活性を最大限に引き出す基材とプロセッシング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21592492
研究機関新潟大学

研究代表者

川瀬 知之  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90191999)

研究分担者 奥田 一博  新潟大学, 医歯学, 准教授 (00169228)
キーワード培養骨膜シート / 骨再生 / 細胞基材 / 細胞プロセッシング
研究概要

ヒト歯槽骨由来の骨膜小片を培養して、そこから遊走してくる細胞が形成する細胞が重層化したシート状のものを培養骨膜シートと称している。本研究では、この骨膜シートの骨形成活性を最大に引き出すことができるプロセッシング法として増殖因子とPRPの組み合わせ処理法の有効性を検討した。また、基材として、poly(lactide-8-caprolactone)(LCL)フィルムと多孔質poly-L-lactic acid(PLA)膜の有用性を検討した。比較として、分散骨膜細胞を多孔質セラミックスブロックに播種して作製した「培養骨」を用いた。
1. 増殖因子とPRPによる骨膜培養期間の短縮化と高機能化の両立:培養開始時点からPRPやbFGFやdexamethasoneなどで順次骨膜片を処理することによって、増殖速度を格段に向上させるとともにALPなど骨芽細胞マーカーの発現を促進させ、結果的に石灰化を誘導できた。
2. 新規基材の開発:collagen-coated ePTFE meshを用いた実験からcollagenコートが有用なことは確認できたが、PAUを用いた化学的処理法がうまくいかず、自然吸着を利用してLCLの表面処理を行った。均一にコートすることは困難であったが、培養期間を通じておおきく剥離することもなく、骨膜シートの維持と増殖に貢献した。動物への移植実験においては、形成された石灰化組織を溶解させることもなく、炎症反応もわずかなもので、臨床応用の可能性を示唆した。一方、直径30-50μmの気孔からなる多孔質PLA膜は、collagenなどの前処理がなくとも、高い骨膜片の維持保持能力を発揮することから、そのトポグラフィ的な特徴が関与しているものと想像し、現在、解析作業を進めているところである。
3. 非侵襲的骨形成評価法の開発:特に動物を用いて骨形成実験を行ううえで、評価法の確立は重要である。μCTによる形成類骨量の測定はすでに確立していたが、生きた状態の動物を観察することは困難であった。そこで、^<99m>Tc-HMDPを用いた骨シンチレーション法の応用と近赤外(NIR)蛍光色素で標識したpamidoronateをプローブとしたoptical imagingについて検討した。一長一短あるものの、どちらも異所性類骨形成を鋭敏に検出することができた。しかし、リン酸カルシウムへの吸着が想定以上に強力であることも判明したことから、再生医学研究のためには、プローブの新規開発も含めて、研究戦略の練り直しの必要性を感じている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Osteogenic activity of human periosteal sheets cultured on salmon collagen-coated ePTFE meses.2010

    • 著者名/発表者名
      Kawase T, Okuda K, Kogami H, Nakayama H, Nagata M, Yoshie H.
    • 雑誌名

      J Mater Sci Mater Med 21

      ページ: 731-739

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human periosteum-derived cells combined with superporous hydroxyapatite blocks used asan osteogenic bone substitute for periodontal regenerative therapy : Animal implantation study using nude mice.2010

    • 著者名/発表者名
      Kawase T, Okuda K, Kogami H, Nakayama H, Nagata M, Sato T, Wolff LF, Yoshie H.
    • 雑誌名

      J Periodontol 81

      ページ: 420-427

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation by bone scintigraphy of osteogenic activity of commercial bioceramics (porousβ-TCP and HAp particles) subcutaneously implanted in rats.

    • 著者名/発表者名
      Nakayama H, Kawase T, Okuda K, Kogami H, Inoue H, Oda T, Hayama K, Tsuchimochi M, Wolff LW.
    • 雑誌名

      J Biomater Appl (in press)

    • 査読あり
  • [学会発表] 異所性骨形成モデルにおけるNIR(近赤外線)検査の応用の試み2010

    • 著者名/発表者名
      中山均、川瀬知之、小神浩幸、奥田一博、吉江弘正.
    • 学会等名
      第9回日本再生医療学会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 培養自家骨膜シートをもちいた歯周組織再生療法に関する基礎的研究2010

    • 著者名/発表者名
      川瀬知之
    • 学会等名
      第9回日本再生医療学会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] ポリ乳酸カプロラクトン重合体フィルムのヒト骨膜シート培養・移植への応用2010

    • 著者名/発表者名
      奥田一博、川瀬知之、山中克之、須田洋子、金子正、小神浩幸、中山均、永田昌毅、吉江弘正.
    • 学会等名
      第9回日本再生医療学会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] The human cultured periosteal sheet for periodontal regeneration : A salmon collagen-coatedmesh, a functional potent scaffold, to upregulate the osteogenic potential.2009

    • 著者名/発表者名
      Okuda K, Yoshie H, Kawase T, Kongami H, Nakayama H, Nagata M.
    • 学会等名
      The 95th Annual Meeting of the American Academy of Periodontology
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      20090912-20090915
  • [学会発表] インプラント症例を対象とした培養自家骨膜による歯槽骨再生2009

    • 著者名/発表者名
      永田昌毅、川瀬知之、吉江弘正、奥田一博、中田光、高木律男.
    • 学会等名
      第52回日本歯周病学会秋季学術大会
    • 発表場所
      宮崎市
    • 年月日
      2009-10-11
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイト多孔体を足場にした培養骨による異所性骨形成 -非侵襲的近赤外蛍光イメージング評価法の可能性-2009

    • 著者名/発表者名
      川瀬知之、中山均、小神浩幸、奥田一博、吉江弘正.
    • 学会等名
      第52回日本歯周病学会春季学術大会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      2009-05-15
  • [産業財産権] ヒト骨膜培養方法2010

    • 発明者名
      川瀬知之、奥田一博
    • 権利者名
      新潟大学
    • 産業財産権番号
      特許、国際特願に基づく特願2009-529083
    • 出願年月日
      2010-01-26
    • 外国
  • [産業財産権] 培養細胞が産生する石灰化物による骨形成・再生2010

    • 発明者名
      川瀬知之
    • 権利者名
      新潟大学
    • 産業財産権番号
      特許、PCT/JP2010/53661
    • 出願年月日
      2010-03-05
    • 外国
  • [産業財産権] 再生医療用材料2009

    • 発明者名
      川瀬知之、奥田一博、中島悠
    • 権利者名
      新潟大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2009-281382
    • 出願年月日
      2009-12-11

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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