ハイドロキシアパタイトマイクロパターンコーティングの骨形成促進効果

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500316
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 根尾 昌志 京都大学, 医学研究科, 講師 (80311736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八尾 健 京都大学, エネルギー科学研究所, 教授 (50115953) ; 中村 孝志 京都大学, 医学研究科, 教授 (10201675)
• Keywords: ハイドロキシアパタイト / マイクロパターン / 骨芽細胞 / アルカリフォスファターゼ

Research Abstract

まず、ハイドロキシアパタイト(HA)が骨芽細胞の分化増殖に与える影響を検討するため、1cm角のPESF(ポリエーテルスルフォン)基板を作製し、biomimetic法を用いて表面にHAをcoatingした基板とnon coatのPESF基板上でのマウス骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)の接着性、形態、増殖、分化を調べた。細胞培養開始直後、2日、7日の時点で基板を固定・脱水・乾燥させ、SEM観察を行った。結果、極初期の段階においてHAによる基板にたいする細胞接着性の向上を認めたが、細胞がconfluentになった状態での形態的な差異は認められなかった。細胞増殖の指標として総タンパク質量、分化の指標としてアルカリフォスファターゼ(ALP)を培養開始後7日、14日目の時点で測定した。当初基板に対するHAの接着性に問題があり培養期間中に培養液中でのHAの脱落を認めたため、接着強度の向上を目的としてHA coating前の基板にグロー放電処理を行い、HAの脱落を改善することが可能であった。結果としてHA基板では総タンパク質量の増加を認め、細胞増殖の促進を認めた。逆にnon-coat基板でのALP産生の増加を認めた。基板のアルカリフォスファターゼ(ALP)染色では初期での染色性に差は認められなかったが、confluent以降ではnon-coat基板での優位な染色性の向上を認めた。次に50μm,100μmの平行線、dotからなるHAマイクロパターンを基板上に作成し同様の検討を行ったが、全面HA coat基板より優位な増殖、non-coat基板より優位なALP産生の増加を示す基板を探し出すことができなかった。パターン間隔が細胞に比して大きいためnon-coatの部分の影響をうけるためと考え、細胞挙動に影響しうる細胞大より微細なマイクロパターン(5,10,20μm大)の作製が必要との方針で基板を再作製することとなった。