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2015 年度 実施状況報告書

遺伝子導入とナノバイオマテリアルを応用した新規骨組織再生療法

研究課題

研究課題/領域番号 26462932
研究機関岩手医科大学

研究代表者

近藤 尚知  岩手医科大学, 歯学部, 教授 (70343150)

研究分担者 石崎 明  岩手医科大学, 歯学部, 教授 (20356439)
平 雅之  岩手医科大学, 歯学部, 准教授 (60179398)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード生体材料 / 注入式 / ナノハイドロキシアパタイト / ヒアルロン酸 / ハイドロゲル複合体 / 硬組織再生 / 骨誘導タンパク / 医療デバイス
研究実績の概要

顎骨の再生および骨造成には自家骨移植や、その他骨補填材の移植が一般的に行われており、患者に対する外科的侵襲は不可避であり、また身体的・精神的負荷も大きい。したがって、骨造成手術時における外科的侵襲の負荷を減らすこと、または外科的処置にとってかわる有効な骨造成法の開発が待ち望まれている。
市販のナノ・アパタイトを架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲルに混和し注入式生体材料を調整、十分に混和した複合体を注射筒に取り,マウス頭蓋部骨膜下,骨膜周囲および背部皮下の2箇所に22Gの注射筒を用い骨膜下1~1.5ml,背部皮下2~2.5mlの分量にて注入した。注入後は、術後1週、4週、8週に渡りμCTにて経過を観察した。8週経過の際には、μCT直前にCO2を用いて屠殺した.μCT撮影後には、残存材料を含むマウス頭蓋をダイヤモンドソーにて切り出し、また背部皮下組織も残存材料および周囲組織が含まれるように摘出しHE染色にて組織像を観察した。
架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲル/ナノ・アパタイト複合体は、マウス頭蓋骨骨膜下、骨膜周囲および背部皮下においてある程度経時的にμCT像上での不透過度を増加させることを確認した。また経時的に体積を減じており、生体内で複合体材料が一部吸収されている事も示唆された。架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲル/ナノ・アパタイト複合体にBMPを加えたものは、組織学的検索の結果、骨様組織を形成することが確認できた。
上記検討の結果、ナノ・ハイドロキシアパタイトと架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲルおよびBMPを混和させた注入型生体材料を調整し、マウス頭蓋骨膜下および背部皮下に注入した結果、μCTおよび組織学的評価により、骨様組織(硬組織様構造物)を認めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ナノ・ハイドロキシアパタイトと架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲルを混和させた注入型生体材料を調整に成功した。この材料は常温では液状で注射による体内への埋入が可能材料である。予備実験の段階でより良いものを開発するために多くの時間を要したが、適切な混和比、タイミングなどを検討して、体内で固化するものを開発した。
一方、遺伝子導入においては、あたらいしいベクターを構築後、in vitroにおける検討を続けているが、めざましい結果が得られず、動物実験に移行する判断が難しい状態にある。
しかしながら、ナノ・ハイドロキシアパタイトと架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲルにBMPのタンパクを混和させた注入型生体材料をマウス頭蓋骨膜下および背部皮下に注入した。結果、μCTおよび組織学的評価により、骨様組織の形成を認めた。

今後の研究の推進方策

ナノ・ハイドロキシアパタイトと架橋型ヒアルロン酸ベース・ハイドロゲルにBMPのタンパクを混和させた注入型生体材料を調製し、マウス頭蓋骨膜下および背部皮下に注入した結果、μCTおよび組織学的評価により、骨様組織の形成を認めたので、この材料の評価を引き続き行っていく。
また、遺伝子導入による、骨形成促進効果についても、その検証を引き続き行っていく。
実験結果の評価法として、骨組織であることを確認するため、骨特異的なタンパク等の免疫組織染色とも行うことを検討する。

次年度使用額が生じた理由

実験の進行状況により、消耗品の支出額が、予想以上に大きくなったため。

次年度使用額の使用計画

額面としてはそれほど大きなものではなく、次年度の予定に大きな変更は生じないものと思われる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Impact of the Static and Radiofrequency Magnetic Fields Produced by a 7T MR Imager on Metallic Dental Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta ORISO, Takuya KOBAYASHI, Makoto SASAKI, Ikuko UWANO, Hidemichi KIHARA, Hisatomo KONDO
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 15 ページ: 26-33

    • DOI

      http://doi.org/10.2463/mrms.2014-0122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical outcomes of aesthetic and functional rehabilitation with dental implants in patients with alveolar cleft2015

    • 著者名/発表者名
      Hidemi Nakata, Shinji Kuroda, Noriko Tachikawa, Munemitsu Miyasaka, Kenya Yoneda, Hisatomo Kondo, Shohei Kasugai
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Science & Engineering

      巻: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      doi:10.4172/ 2157-7552.1000160.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histological and micro-computed tomographic observations after maxillary sinus augmentation with porous hydroxyapatite alloplasts: a clinical case series2015

    • 著者名/発表者名
      Hidemi Nakata, Shinji Kuroda, Noriko Tachikawa, Emi Okada, Maho Akatsuka, Shohei Kasugai, Hisatomo Kondo
    • 雑誌名

      SpringerPlus

      巻: 5 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/s40064-016-1885-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wearing complete dentures is associated with changes in the three-dimensional shape of the oropharynx in edentulous older people that affect swallowing2015

    • 著者名/発表者名
      Junichi Furuya, Yasushi Tamada, Tomohide Sato, Atsushi Hara, Taro Nomura, Takuya Kobayashi, Maiko Sakai andHisatomo Kondo
    • 雑誌名

      Gerondorogy

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      DOI: 10.1111/ger.12197

    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of relationship between damage state of implant supported prostheses and muscular active mass2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Oyamada, K. Kanemura, N. Tanabe, J. Yokota, H. Kondo
    • 学会等名
      Annual Meeting of Academy of Osseointegration
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-02-17 – 2016-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Interleukin (IL)-17F enhances the osteoblast differentiation on titanium surface2016

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto C., Kihara H., Takafuji K., Kimura S., Kondo H
    • 学会等名
      Annual Meeting of Academy of Osseointegration
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-02-17 – 2016-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Current Challenge in Implant Dentistry2015

    • 著者名/発表者名
      Hisatomo Kondo
    • 学会等名
      43rd Indian Prosthodontic Society Conference (第43回インド補綴学会)
    • 発表場所
      Hyderabad International Convention Centre
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] VEGF-Cは骨髄由来間葉系幹細胞の増殖や遊走を促進する2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐靖之,横田潤,佐々木健,久保田将史,近藤尚知
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会第45回学術大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] ラット頭蓋骨欠損部におけるプレス加工ナノ・アパタイト/コラーゲン複合体を用いた骨再生2015

    • 著者名/発表者名
      池田功司,平雅之,畠山航,高藤恭子,近藤尚知
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会第45回学術大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] 陽極酸化・水熱処理チタン上でのマウス間葉系幹細胞への影響2015

    • 著者名/発表者名
      横田潤,武部純,西郷慶悦,石崎明,近藤尚知
    • 学会等名
      日本口腔インプラント学会第45回学術大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23

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公開日: 2017-01-06  

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