一方向連通気孔を持つ炭酸アパタイトによる顎骨再建と骨再生医療への応用

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K10333
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 大江 剛 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 徳島大学専門研究員 (60432762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 工藤 隆治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10263865) ; 福田 直志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156) ; 宮本 洋二 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (20200214) ; 中川 貴之 広島大学, 病院(歯), 助教 (30456230) [Withdrawn] ; 工藤 景子 徳島大学, 病院, 講師 (70380029) ; 栗尾 奈愛 徳島大学, 病院, 講師 (80622141)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 炭酸アパタイト / 一方向連通気孔 / 骨再生用スキャフォールド / 骨再建材料 / 骨再生

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、一方向連通気孔を有し骨置換性の炭酸アパタイト多孔体の骨再建材料および骨再生用スキャフォールドとしての有用性を評価することである。
2019年度は骨芽細胞様細胞を用いた一方向連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体の細胞学的評価を行った。具体的には、まず、一方向連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体(Up-CAp)を作製した。さらに、ディスク状に成形した一方向連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体上でマウス頭蓋冠由来細胞であるMC3T3-E1細胞を培養し、初期細胞接着と経時的な細胞増殖をMTT assayおよびSEM観察、Hoechst染色で細胞学的評価を行った。
2020年度はウサギ顎骨区域切除モデルを用いた一方向連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体単独による骨再建の評価を行った。Miloraらの方法に準じて(J Oral Maxillofac Surg 68:1225, 2010)、ニュージーランド白ウサギの下顎骨に、5mmあるいは10mmの間隙で区域切除を行い、顎骨欠損部にUp-CApを埋植し、チタンミニプレートで顎骨とともに固定した。対照群は一方向連通気孔を有さない炭酸アパタイトブロックとした。しかし、ウサギの下顎骨が菲薄でプレート固定しても外れることが多かったので、下顎骨下縁に近遠心幅10mm、高さ5mmとなるように顎骨欠損部を作製する辺縁切除に切り替えた。試料移植後4週および8週に周囲組織と一塊に試料を摘出した。3次元的なUp-CApの吸収および、骨への置換をμCTで確認した。Up-CApの組織親和性、骨伝導性、骨置換性の詳細等は病理組織学的に検索した。
2021年度は2020年度に行った動物実験を、硫酸カルシウムを前駆体とした系と水酸化カルシウムを前駆体とした系の2種類の炭酸アパタイトブロックを使用して行い、同様の評価を行った。