硬組織再生医用材料の表面科学と骨芽細胞・破骨細胞分化機能制御機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21700485
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 中村 美穂 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40401385)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: バイオマテリアル / 骨芽細胞 / 破骨細胞

研究概要

本研究では、リン酸カルシウム系医用材料上における骨芽細胞・破骨細胞挙動を明らかにし、材料の表面科学特性が両細胞に与える影響について検討することを目的とした。材料表面科学特性評価より、分極処理によって表面に正電荷または負電荷を誘起した表面では、結晶性、粗さ、元素組成に変化が見られなかったが、ぬれ性が向上したことが確認された。骨芽細胞挙動評価では、骨芽細胞の接着・遊走等の細胞初期挙動では分極表面で促進効果が見られ、ぬれ性向上と関与していると考えられた。破骨細胞挙動評価では、破骨細胞評価法が確立され、材料種によって吸収効率が異なり、表面科学特性のみならず溶解性等の材料性質も関与していることが確認された。これらの得られた知見より細胞挙動を制御する新たなマテリアルデザインの可能性が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Controlled Deposition of Calcite Crystals on Yttria Stabilized Zirconia Ceramic electrets. (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada N, Nakamura M, Wang W, Hiyama T, Nagai A, Yamashita K.
  • 雑誌名: Cryst Growth Des 11(1) ページ: 166-174
• [雑誌論文] Polarization of Hybridized Calcium Phosphoaluminosilicates with 45S5 type Bioglass. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Saito H, Mase T, Sasaki T, Wang W, Nakamura M, Tanaka Y, Nagai A, Yamashita K.
  • 雑誌名: Biomed Mater 52010 ページ: 025001(5pp)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization and microstructure effects of ceramic hydroxyapatite electrets. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Iwasaki T, Nakamura M, Nagai A, Katayama K, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Appl Phys 107 ページ: 014107
• [雑誌論文] Biocompatibility and water durability of alumina-zirconia ceramics blended with microsized HA particles. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Yososs, YososssosssYoss YossssossYos Yosssoshida M, Nakamura M, Nagai A, Hashimoto K, Toda Y, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Ceram Soc Japan 118(6) ページ: 498-501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced osteoblastic adhesion through improved wettability on polarized hydroxyapatite. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Nagai A, Okura Toshinori, Sekijima Y, Hentunen T, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Ceram Soc Japan 118(6) ページ: 474-478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarized Hydroxyapatite Promotes Spread and Motility of Osteoblastic Cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Nagai S, Tanaka Y, Sekijima Y, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 92A ページ: 783-790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic surface charge acceleration of bone ingrowth of porous hydroxyapatite/-tricalcium phosphate ceramics. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Kobayashi T, Nakamura M, Itoh S, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 92A(1) ページ: 267-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Electric Fields Increase Osteoblast Adhesion through Improved Wettability on Hydroxyapatite Electret. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Nagai A, Hentunen T, Salonen J, Sekijima Y, Okura T, Hashimoto K, Toda Y, Monma H, Yamashita K.
  • 雑誌名: ACS Appl Mater Interfaces 1(10) ページ: 2181-2189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy of polarized hydroxyapatite and silk fibroin composite dressing on epidermal recovery from full-thickness porcine skin wounds. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okabayashi R, Nakamura M, Okabayashi T, Tanaka Y, Nagai A, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res Applied Biomaterials B 90 ページ: 641-646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced in vivo responses of osteoblasts in electrostatically activated zones by hydroxyapatite electrets. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Kobayashi T, Nakamura M, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Mater Sci : Mater Med. 20 ページ: 99-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Calcite Thin Films by Cooperation of Polyacrylic Acid and Self-generating Electric Field due to Aligned Dipoles of Polarized Substrates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada N, Nakamura M, Tanaka Y, Kanamura K, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Colloid Interface Sci 330 ページ: 374-379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion conduction mechanism in Ca deficient hydroxyapatite whisker. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Nakamura M, Nagai A, Toyama T, Yamashita K.
  • 雑誌名: Mater Sci Eng B-Solid 92[7] ページ: 1586-1591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rate of bonelike apatite formation accelerated on polarized porous hydroxyapatite. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki T, Tanaka Y, Nakamura M, Nagai S, Hashimoto K, Toda Y, Katayama K, Yamashita K.
  • 雑誌名: J Am Ceram Soc 116 ページ: 23-27
  • 査読あり
• [学会発表] ハイドロキシアパタイトの分極及び誘電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀内尚紘, 中村美穂, 岩崎健, 永井亜希子, 武田博明, 鶴見敬章, 片山恵一, 山下仁大
  • 学会等名: 第14回生体関連セラミックス討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] 骨系細胞の挙動に及ぼす炭酸アパタイトセラミックスの分極能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡会孝典, 中村美穂, 橋本和明, 永井亜希子, 山下仁大
  • 学会等名: 第14回生体関連セラミックス討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] 分極水酸アパタイトの表面場が及ぼす骨細胞の接着及び結合への効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安藤大志, 中村美穂, 永井亜希子, 遠山岳史, 山下仁大
  • 学会等名: 第14回生体関連セラミックス討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Polarized Hydroxyapatite in Silk Fibroin Film Increases in vitro Organization of Endothelial Cells into Capillary-like Networks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Soya T, Hashimoto K, Nagai A, Yamashita K.
  • 学会等名: 3^<rd> Internatonal Congress on ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] 分極水酸アパタイトの骨芽細胞挙動制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 山下仁大
  • 学会等名: 第20回無機リン化学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] 分極水酸アパタイトを含有するフィブロイン複合材料に体する細胞応答性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 征矢朋子, 岡林留美, 橋本和明, 関島安隆, 永井亜希子, 森田育男, 山下仁大
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] 分極水酸アパタイトを含有するフィブロイン複合ゲルを用いた豚全層皮膚欠損モデルに対する治癒効果の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡林留美、中村美穂, 永井亜希子, 山下仁大
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Characteristics of Human Osteoclasts Cultured on different Bioceramics. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Hentunen T, Salonen J, Sekijima Y, Nagai A, Yamashita K.
  • 学会等名: 23^<rd> European Conference on Biomaterials
  • 発表場所: Tampere, Finland
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Polarization increases osteoblastic adhesion through improved wettability on hydroxyapatite. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Nagai A, Okura T, Monma H, Skijima Y, Hentunen T, Yamashita K.
  • 学会等名: 9^<th> Asian Bioceramics Symposium
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] 分極水酸アパタイトによる間葉系幹細胞由来骨芽細胞挙動制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 関島安隆, 山下仁大
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2009
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] 分極アパタイトによる骨芽細胞挙動制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 田中優実, 山下仁大
  • 学会等名: 2009年度秋季(第54回)日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] Osteoblast Adhesion and Differentiation Cultured on Polarized Hydroxyapatite. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Hentunen T, Salonen J, Nagai A, Sekijima Y, Yamashita K.
  • 学会等名: 20th European Conference on Biomaterials
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイトの表面特性と骨芽細胞接着挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 関島安隆, 大倉利典, 門間英毅, 山下仁大
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Evaluation of Endothelial Cell Behaviors on Silk Fibroin Films Including Polarized Hydroxyapatite. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Soya T, Okabayashi R, Nagai A, Hashimoto K, Toda Y, Morita I, Yamashita K.
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Ceramics in Medicine, Bioceramics 22
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Efficacy of polarized hydroxyapatite and silk fibroin composite gel on skin wounds in vivo. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okabayashi R, Nakamura M, Tanaka Y, Nagai A, Yamashita K.
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Ceramics in Medicine, Bioceramics 22
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Adhesion Morphology and Motility of Osteoblastic Cells Cultured on Polarized Hydroxyapatite. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y, Hashimoto K, Toda Y, Yamashita K.
  • 学会等名: 2^<nd> Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: Syngapore
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] 分極水酸アパタイト局所場による表面機能制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 大倉利典,門間英毅, 田中優実, 永井亜希子, 山下仁大
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第118回学術講演会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] 骨芽細胞機能を制御する分極ハイドロキシアパタイトの表面局所場 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 田中優実, 山下仁大
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイトのぬれ性と骨芽細胞様細胞挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂, 永井亜希子, 関島安隆, 田中優実, 山下仁大
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [図書] セラミックバイオマテリアルの科学("セラミックスバイオマテリアル")(岡崎正之、山下仁大編)第3章 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村美穂
  • 総ページ数: 44-82
  • 出版者: コロナ社
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/material/index2.html