2021 Fiscal Year Research-status Report
多孔質炭酸アパタイト・魚コラーゲン複合体をスキャフォールドとした戦略的骨再生治療
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20K10180
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
工藤 景子 徳島大学, 病院, 講師 (70380029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 洋二 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (20200214)
石川 邦夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (90202952)
福田 直志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10804156)
工藤 隆治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (10263865)
山村 佳子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (00581406)
栗尾 奈愛 徳島大学, 病院, 講師 (80622141)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 炭酸アパタイト / 魚コラーゲン / スキャフォールド / 異所性骨再生 / 顎骨再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らが人工合成に成功した炭酸アパタイト（CAP）は、骨置換性を有する新規骨補填材として、既に臨床で使用されているが、「多孔化」やコラーゲンとの複合化による「操作性の向上」などの改良を進めている。本研究では、骨形成に最適な多孔質CAP・魚うろこコラーゲン複合体作製条件を確立することで新規骨再建材料を開発し、最終的には顎骨再建への応用を目指している。
2021年度（2年目）、以下の項目について検討を行い、結果を得ている。
【材料と方法】初年度（2020年度）に作製したCAP緻密体顆粒・魚うろこコラーゲン複合体（径9mm、高さ1mmのディスク状；以下複合体試料）をラット頭蓋骨欠損モデル（Wister系ラット（雄性）の頭蓋骨にトレフィンバーにて径9mmの円形の骨欠損を作成）に埋植する研究を実施した。用いた炭酸アパタイト顆粒は顆粒サイズ300~600μmである（前年度の研究において顆粒サイズが小さい試料においては組織学的に著明なリンパ球浸潤を伴う炎症所見の誘発が認められたため、除外した）。埋植試料としては、以下の5つの試料である。①魚うろこコラーゲンのみ（３％魚うろこコラーゲン；セルキャンパスFD08G（多木化学株式会社）を溶解したもの）、②複合体試料（コラーゲンに対するCAP緻密体の含有量を20w%)、③複合体試料（CAP含有量30w%）、④複合体試料（CAP含有量40w%）、⑤CAP緻密体顆粒のみ（35mg埋植）。埋植後、2週間に試料を摘出し、マイクロCTおよびHE染色による評価を行った。【結果】＜外観・マイクロCT＞CAP緻密体顆粒・魚うろこコラーゲン複合体では、CAP顆粒の周囲への飛散はなかったが、顆粒のみの試料では、CAPの周囲への飛散を認めた。＜HE染色＞いずれの試料においても骨形成を認めたが、特に試料③④（複合体試料）においては、試料⑤に匹敵する骨形成を認めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度は、前年度に実施できなかったラット頭蓋骨欠損部へのCAP緻密体・魚うろこコラーゲン複合体埋植を行った。初年度からの遅れを受け、全体としてやや遅れてはいるが、最終年度の総括に向けて進めてきたいと考えている。尚、2021年度は試料の摘出を埋植後2週間としたが、もう少し長い期間（4週間、8週間）についても追加研究を行う必要があると考えており、2022年度に実施する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの研究を引き続き実施する予定である。具体的には、以下の5つの試料をラット頭蓋骨欠損モデルに埋植する。①魚うろこコラーゲンのみ（３％魚うろこコラーゲン；セルキャンパスFD08G（多木化学株式会社）を溶解したもの）、②複合体試料（コラーゲンに対するCAP緻密体の含有量を20w%)、③複合体試料（CAP含有量30w%）、④複合体試料（CAP含有量40w%）、⑤CAP緻密体顆粒のみ（35mg埋植）。試料埋植４，８週後に摘出し、マイクロCTおよびHE染色による評価を行う。その際、CAPの吸収量や骨形成量についてイメージJソフトを用いて解析し、数値化して各試料間の比較検討を行いたい。
次に、CAP緻密顆粒ではなく、CAP多孔顆粒においても同様の方法で複合体を作製し、XRDやFTIRなどの材料学的な評価の他、ラット頭蓋骨欠損モデルに埋植し、埋植後２，４，８週後に摘出し、マイクロCTおよびHE染色による評価を行う。
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| Causes of Carryover |
動物実験のサンプル数が少なかった。またデータ処理用のパソコンも次年度以降への購入へ持ち越しとしたため、物品費の使用額が予定より少なかった。その他、新型コロナウイルスの影響を受け、県外への研究打ち合わせや学会参加が全くなかったため旅費は０円となり、次年度使用額が生じた。最終年度は、実験用動物の購入ならびにデータ処理用のパソコン購入に使用する予定である。また、これまでに得られたデータを現在論文発表用にまとめているので、英文校正や投稿料として使用したいと考えている。
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