| 研究課題/領域番号 |
25282134
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
藤江 裕道 首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (20199300)
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| 研究分担者 |
中村 憲正 大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 招へい教授 (50273719)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | バイオメカニクス / 間葉系幹細胞 / 自己生成組織 / ナノ加工 / 軟組織修復 |
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| 研究実績の概要 |
平成２５年度の検討結果を受けて，チタンにおけるナノ加工条件の最適化を図った．その結果，MSCの伸展度合いを最適にする条件は，パルス時間幅190 fs，レーザフルエンス0.5 J/cm2，走査速度1200 mm/minであることが分かった．
力学試験機および解析手法に改良を加えるとともに，ナノ加工や細胞培養の条件等の見直しを行った．PDMS状のナノ溝周期構造を加工してNano-scSATの生成を行い，原子間力顕微鏡，レーザー顕微鏡，力学試験装置を用いてscSATの形態特性と力学特性を調べた．また，ナノ構造上でのscSAT生成とは別に，コラーゲンシート状でscSATを培養し，scSAT/コラーゲン複合体を作成し，上記と同様に培養条件やコラーゲンシートの特性などについてデータをまとめた．その結果，Nano-scSATおよびscSAT複合体は，通常のscSATよりも力学特性が優れていることが分かった．
家兎の大腿骨荷重部に部分欠損を作成し，上記で生成したNano-scSATおよびscSAT複合体を他家移植した．また，ラットの膝蓋腱中央部に欠損を作成し，scSAT複合体を他家移植した．移植４時点では，いずれも良好な肉眼所見を示し，修復が確認された．
Nano-scSATおよびscSAT複合体を生成するための条件を明らかにした．さらに，これらの材料を用いた軟骨修復，および腱（靭帯）修復実験を行い，移植後一ヶ月においては，良好に治癒することを確認した．移植期間３ヶ月の試料については平成２７年度に観察，解析を行う予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
間葉系幹細胞から二種類の方法でscSATを生成する方法を開発し，それらの生成における最適条件を求めることができた．さらに，生成した両scSATを用いた軟骨と腱の修復実験も実施し，良好な治癒生成を得た．実験計画通りに研究が実施できていると考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究計画を基本とし，平成２６年度に得られた研究結果を分析して研究計画の微修正（改善）を行う．ナノ構造上で生成するNano-scSATについては，概ね，当初の研究計画に従って研究を進める．コラーゲンシートと複合させたscSAT複合体については，興味深い結果が得られているので，シートの厚さや培養期間などについて条件を変えた実験を計画・実行する．また，両材料の検討において，治癒組織の力学特性のみならず，生成タンパクの分析等を行って，組織修復に関する詳細な結果を得る．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究が予想以上に進捗し，幹細胞とコラーゲンシートを複合させたscSAT複合体に関する検討を行う用意が整った．その検討を実施するために若干の経費が必要となり，次年度に若干の予算を回すこととした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
当初計画以外に，scSAT複合体の培養・生成のために経費として次年度使用額を使う．
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