Strategic bone reproduction using scaffold of porous carbonate apatite granules/fish-derived collagen composite

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K10180
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KUDOH Keiko 徳島大学, 病院, 講師 (70380029)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 炭酸アパタイト / 魚コラーゲン / スキャフォールド / 骨再生

Outline of Final Research Achievements

Carbonate apatite (CAP) granules were approved as an artificial bone substitute and commercially available that can be used in all maxillofacial and dental fields. Although the CAP granules possess many desirable properties, those inherent accurate granulation makes problems such as intraoperative materials scattering or postoperative materials migration. In this study, we have engineered a scaffold constructed of synthetic porous CAP granules and fish-derived collagen sponge (CAP granules /FC) and investigated whether the porous CAP granules /FC composites could improve bone regeneration.
【Results】We succeeded in manufactured of porous CAP granules /FC composites which were elastic and could be greppable by forceps, bendable, and cuttable with scissors. Furthermore, the biodegradable porous CAP granules /FC composites were replaced by newly formed bone without any adverse responses. Therefore, this newly developed type of composite may be useful for bone tissue engineering.

Free Research Field

口腔外科、再生医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

炭酸アパタイト(CAP)は、骨置換性を有する骨補填材として、既に臨床で使用されていたが、より速い骨の再生・骨結合のための「多孔化」や術中飛散や術後の移動などの問題に対しての「操作性向上」などの改善の必要があった。本研究において、鑷子で把持でき、ハサミで成形可能なゲル状の多孔質CAP・魚うろこコラーゲン複合体の作製に成功し、in vivoでの安全性および骨再生能を確認できた。特に、複合体材料として、人獣共通病原体の報告がない魚類由来のコラーゲンを用いたことにより、安全性の高い骨補填材の開発が可能となった。今後、多孔質CAP・魚うろこコラーゲン複合体の骨再生治療材料としての応用が期待できる。