亜鉛徐放型チタン系フレームワークと炭酸アパタイトを用いた顎骨再生療法の開発

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K10132
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 福田 雅幸 秋田大学, 医学部附属病院, 准教授(病院教授) (20272049)
• 研究分担者: 高野 裕史 秋田大学, 医学部附属病院, 講師(病院准教授) (30282172) ; 遊佐 和之 山形大学, 医学部, 助教 (80636960)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 顎骨再生 / 亜鉛 / チタン / 炭酸アパタイト

研究実績の概要

研究の目的：骨の実質欠損を再生医療のみで修復するには限界があり、従来の骨格を再現するフレームワークが必要である。申請者らは、生体内微量元素を応用した次世代型フレームワークの新規開発を目指し、材料周囲に亜鉛イオンを徐放し、間葉系間質細胞を骨芽細胞に分化・増殖を促進させる亜鉛徐放型チタン系（Zn-Ti）フレームワークを作製した。本研究では、Zn-Tiフレームワークと骨代替材料（人工骨）の一つである炭酸アパタイトを用いた新しい顎骨再生療法の開発と臨床応用を目指す。

令和4年度の研究実施計画
2．Zn-Tiフレームワークと炭酸アパタイトが骨芽細胞に及ぼす影響についての検討
本検討には、骨髄由来骨芽細胞（BMCs）を用いる。Zn-Tiフレームワークと炭酸アパタイト上でBMCsを培養し、標準培地で細胞を培養し、細胞がサブコンフルエントに達した後、骨芽細胞誘導培地による分化誘導を行う。細胞増殖は、MTT法を用いて検討する。また、分化誘導後の細胞生存率、骨芽細胞分化および基質石灰化に関して、それぞれMTT アッセイ、real time PCR およびvon Kossa 染色を行い評価する。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

理由
山形大学との共同研究により、本試料の作製と評価には実績がある。

令和4年度の研究結果
2．Zn-Tiフレームワークと炭酸アパタイトが骨芽細胞に及ぼす影響についての検討
本年度は、Zn-Tiフレームワークが骨髄由来骨芽細胞（BMCs）に及ぼす影響について検討した。BMCsは徐放された亜鉛イオンにより細胞生存率が上昇し、骨芽細胞の分化マーカーであるtype I collagen、osteocalcin(OC)、alkaline phosphatase(ALP)bonesialoprotein(BSP)のmRNAの発現上昇を認めた。さらに、培養21日目にはvon Kossa染色陽性のカルシウム沈着の亢進を認めた。

今後の研究の推進方策

令和5年度以降は、炭酸アパタイトが骨髄由来骨芽細胞（BMCs）に及ぼす影響について検討し、Zn-Tiフレームワークから徐放される亜鉛イオンがBMCsに及ばす影響と比較検討する。

次年度使用額が生じた理由

山形大学との共同研究により、試料の作製と評価に関する費用が抑えられたため。

研究成果

• [雑誌論文] Protocol for a multicentre, prospective observational study of elective neck dissection for clinically node-negative oral tongue squamous cell carcinoma (END-TC study) (2022)
  • 著者名/発表者名: Yanamoto S, Michi Y, Otsuru M, Inomata T, Nakayama H, Nomura T, Hasegawa T, Yamamura Y, Yamada S, Kusukawa J, Yamakawa N, Hasegawa O, Ueda M, Kitagawa Y, Hiraki A, Hasegawa T, Ohiro Y, Kobayashi W, Asoda S, Kobayashi T, Iino M, Fukuda M, et al
  • 雑誌名: BMJ Open 巻: - ページ: e059615
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2021-059615
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multicenter retrospective study of nivolumab for recurrent/metastatic oral squamous cell carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamakawa N, Umeda M, Yoshii Y, Mitsudo K, Noguchi M, Kusukawa J, Katakura A, Nakayama H, Sasaki M, Noguchi T, Ueda M, Bukawa H, Yagihara K, Horie A, Miyazaki A, Chikazu D, Tomihara K, Mishima K, Otsuru M, Asoda S, Fujiwara S, Ohyama Y, Kurita H, Kawamata H, Fukuda M, et al
  • 雑誌名: Oral Diseases 巻: - ページ: 1-22
  • DOI: 10.1111/odi.14471
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 上顎切除後にミリングバーを応用した広範囲顎骨支持型補綴にて咬合再建を行った3例 (2022)
  • 著者名/発表者名: 福地峰世，髙野裕史，山崎雅人，有馬実咲，伊東慶介，鈴木兼一郎，今野泰典，五十嵐秀光，福田雅幸
  • 雑誌名: 顎顔面インプラント誌 巻: 21 ページ: 107-117
  • 査読あり
• [学会発表] 口腔癌治療に必要な知識up to date～今知っておくべき知識・手技・リスクマネージメント～」広範囲顎骨支持型装置および補綴によるインプラント治療 (2022)
  • 著者名/発表者名: 福田雅幸
  • 学会等名: 日本口腔外科学会第55・56回教育研修会・口腔四学会合同研修会
  • 招待講演
• [学会発表] インプラント義歯にて機能回復を行った口腔癌切除症例の臨床的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 髙野裕史，五十嵐光秀，今野泰典，福地峰世，鈴木兼一郎，鈴木昇建，福田雅幸
  • 学会等名: 第52回日本口腔インプラント学会総会・学術集会
• [学会発表] 下顎骨半側切除後の下顎骨再建に対し骨頭付き再建用チタンプレートを用いた症例の臨床的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊東慶介，髙野裕史，早津大二郎，藤井健吾，鈴木昇建，鈴木兼一朗，福地峰世，今野泰典，五十嵐秀光，福田雅幸
  • 学会等名: 第67回日本口腔外科学会総会・学術集会
• [学会発表] 補綴下顎半側切除後にカスタムメイドメッシュトレーと腸骨PCBMで下顎骨再建を行い，広範囲顎骨支持型装置および補綴にて咬合再建を行った2例 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊東慶介，髙野裕史，及川湧基，有馬実咲，鈴木昇建，鈴木兼一郎，福地 峰世，五十嵐秀光，今野泰典，福田雅幸
  • 学会等名: 第26回日本顎顔面インプラント学会学術大会
• [学会発表] ULTRA FLEX MESH CUSTOMと腸骨PCBMを用いた下顎骨再建と広範囲顎骨支持型装置および補綴 (2022)
  • 著者名/発表者名: 福田雅幸
  • 学会等名: 日本口腔インプラント学会第42回東北・北海道支部学術大会
  • 招待講演