増殖因子徐放作用を有する機能性コラーゲン材料の開発および生体材料としての応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557166
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 純造 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80029149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱田 吉之輔 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10362683) ; 寺岡 文雄 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (00099805) ; 荘村 泰治 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (10154692)
• Keywords: コラーゲン / ハイドロキシアパタイト / 生体吸収性 / 機能性ペプチド / 血管新生 / 徐放性

Research Abstract

本研究では、前年度までにアパタイト含有コラーゲン複合膜を利用し、アパタイトに機能性たんぱく質を吸着させることでコラーゲンアパタイト複合膜からの蛋白質放出制御を検討してきた。
本年度は、さらに高度なタンパク質放出制御を達成するためアパタイトの生体吸収性制御を試みた。アパタイトの結晶性を変えることでアパタイトの溶解性は大きく異なる。また、生成アパタイトの結晶サイズによって食細胞の貧食による生体吸収性促進も期待できる。そこで、合成温度の制御およびアミノ酸存在によるアパタイト結晶成長阻害をすることで複数の異なる結晶性および結晶サイズを有するアパタイトを合成した。このアパタイトの生体吸収性に関してラット頸骨に形成した骨欠損モデルを用いて検討したところ、結晶性の低いアパタイトおよび結晶サイズの小さいアパタイトほど生体吸収性に優れ、生体内での残存期間が短くなることが確認された。
また、ここで合成した結晶性、結晶サイズの異なるアパタイトにタンパク質を吸着し、タンパク質吸着アパタイトからのタンパク質放出挙動を検討したところ、結晶性ならびに結晶サイズの違いを変えてやることで任意のタンパク質放出を量的、時間的に制御できる可能性が示唆された。このアパタイトを用いたコラーゲンアパタイト複合膜を生成することで、より細密なタンパク質放出制御が期待できる。
さらに初年度に報告した血管新生ペプチドを含有したコラーゲンゲルを作成し、このゲルの血管新生能について検討を行った。このペプチドは約3.0の等電点を持ち、コラーゲン溶液中のプラスに荷電した領域に特異的に吸着しポリイオンコンプレックスを形成する。このゲルをラット背部皮下に埋入したところ約1週間で顕著な血管新生が確認され、この複合材料が血管新生用の材料として利用可能であることが確認された。

Research Products

• [Publications] Hamada Y et al.: "Angiogenic activity of osteopontin-derived peptide SVVYGLR"Biochemical and Biophysical Research Communication. 310・1. 153-157 (2003)
• [Publications] Nakao H et al.: "Control of pore size in L-lactide/epsilon-caprolactone copolymer foams for tissue regeneration by the freeze-drying method"Dental Materials Journal. 22. 262-271 (2003)
• [Publications] Matsumoto T et al.: "Hydroxyapatite particles as a controlled release carrier of protein"Biomaterials. in press.