2017 Fiscal Year Research-status Report
骨増生に最適な硬度を付与した多孔性三次元配向性コラーゲンマテリアルの開発
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17K11811
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
池田 貴之 日本大学, 歯学部, 講師 (30366603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩田 洋平 日本大学, 歯学部, 専修医 (00508624) [Withdrawn]
成田 達哉 日本大学, 歯学部, 助教 (50508629) [Withdrawn]
本田 雅規 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70361623)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 三次元配向性コラーゲン / 骨造成 / 立方体のコラーゲンマテリアル / 垂直的骨造成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3 次元配向性コラーゲンマテリアル製作および細胞接着
コラーゲンマテリアルの製作はこれまで研究成果からこラーゲン線維幅径0.1mm コラーゲン線維数20本のシートを積層し、厚さ７mm、直径10mm の立方体に成型した。積層する際の接着強度を密にしたものと、疎にしたものの2 種類を作製する。また、円柱状のコラーゲンマテリアルはコラーゲンシームレスチューブ内に幅径0.1mmのラーゲン線維を挿入することで作製した。立方体型のコラーゲンマテリアルは接着強度が密のものは形体保持力に優れ積層部からの剥離が少なかったが細胞接着に劣り、接着強度が疎のコラーゲンマテリアルは密のものより剥離が多いが剥離しないものは細胞接着に優れていた。円柱状のコラーゲンマテリアルは周囲をコラーゲンシームレスチューブで覆っているため、剥離することもなく取り扱いに優れていた。しかし、シームレスチューブ内に挿入する線維が少ないものは、培養液中に線維が放出することがあり、挿入本数が多い場合は、培養液中への線維の放出は少なかったが、マテリアル内の細胞接着が少なくなる傾向があった。
円柱状のコラーゲンマテリアルはコラーゲンシームレスチューブからのコラーゲン線維の放出がなければ、立方体のコラーゲンマテリアルと同等の細胞接着を示すこと。剥離が少なく取り扱いが容易であること、製作期間、製作費用を抑制することが可能であることの三点から、コラーゲン線維の放出を防ぎ適度なコラーゲン線維量もしくは空孔率を保持することで立方体のコラーゲンマテリアルよりも移植実験において有効である可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
立方体のコラーゲンマテリアルは成形能に優れているが、実験中に剥離することが問題であった。そこでコラーゲンシート間の接着力を高めた担体を製作したが、コラーゲンファイバー間の空孔率が低下することによる細胞接着の減少を招き、さらに剥離する場合もあることが判明した。コラーゲンシームレスチューブにコラーゲンファイバーを挿入するタイプでは、剥離は認められ無くなったが空孔率を大きくすると、コラーゲンシームレスチューブからコラーゲンファイバーの放出が認められることが判明した。コラーゲンシームレスチューブによる円柱型のコラーゲンマテリアルは、コラーゲンファイバーの放出を防止することができれば、立方体のコラーゲンマテリアルと同等細胞接着を得ることが判明したことから、初年度の進捗状況はおおむね順調であり、コラーゲンシートの積層よりも、製作期間および製作費用が抑制できることから、今後の研究を進めるうえで有益であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
円柱型のコラーゲンマテリアルは、方体のコラーゲンマテリアルと同等の細胞接着能を有しており、成形能で劣るものの製作期間および製作費用を抑制できることから、コラーゲンファイーバーの放出を考慮した円柱型コラーゲンマテリアルを用いて研究を行って行く予定である。コラーゲンファイバーの放出を防止した円柱型コラーゲンマテリアルを製作するためにコラーゲンファイバーをまとめたファイバー束をコラーゲンシームレスチューブに挿入する方法および、コラーゲンシートにコラーゲンファイバーを接着しこれを巻きこむことで円柱形にする方法を考えている。コラーゲンシートを巻き込むタイプは予備実験で簡易型を製作しており、高い毛細管現象により立方体のコラーゲンマテリアルよりも多くの細胞接着が得られることが判明しているが、シートが緩むことが問題であった。これは最終的に接着するコラーゲンシートの幅を増加させ接着面積を広くし、方体のコラーゲンマテリアルの積層シートを接着力を高めるた接着密度を高める方法を併用し対応する予定としている。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた担体製作費が、コラーゲンシームレスチューブにコラーゲンファイバーを挿入するタイプにすることで抑制されたために次年度使用額が生じた。
次年度では、次年度使用額に平成30年度助成金を合わせてコラーゲンシームレスチューブにコラーゲンファイバーを挿入するタイプに改良を加え、コラーゲンファイバーの放出を抑制する担体の製作およびコラーゲンファイバーを接着したコラーゲンシートを円柱状に巻き込むタイプの担体を製作する。
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