权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Biomedical application of fish collagen: Development of the bone-mimetic collagen-fibril coating on the titan-made bone implant

鱼胶原蛋白的生物医学应用：钛制骨植入物上仿骨胶原纤维涂层的开发

基本信息

批准号：
21H04731
负责人：
都木靖彰
金额：
$ 26.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

(a) 骨ミメティック構造の創出：　2021年度に創出した方法を改良し，石灰化誘起溶液のCa・Pi濃度を再調整し，細胞培養ウェル底面に一様に石灰化したコラーゲン線維層をコーティングすることに成功した．X線回折（XRD）解析ではヒドロキシアパタイト（HA）結晶のピークが観察され，生体骨同様にHA結晶が沈着していることが証明された．ただし，そのCa/P比は約1.4で，HA結晶の理論値（1.67）より低く，HA以外の結晶体を少量含むと予想された．（b）チタン材料表面への骨ミメティックコート技術の開発：　Yabutsuka (2020)を参考として，チタン材料表面にHA結晶をコーティングした．その結果，アルカリSBFと正常SBFに順番に浸漬することで，結晶を成長させ得ることを示した．成長した結晶にはHAが含まれることが示唆されたが，Ca/P比は1.3程度と他の結晶成分が混在する可能性があり，HAの存在比を増加させる必要がある．なお，チタン材料表面にコーティングした結晶層にコラーゲン原線維をコーティングすることにも成功したが，線維の配向性が低かった．今後この点の改良が必要である．(c) 骨ミメティック構造に対する幹細胞反応性の解明：　まず原線維コーティング上にヒト骨髄由来間葉系幹細胞（hMSC，ロンザ株式会社）を培養し，骨芽細胞分化指標として頻用されるアルカリフォスファターゼ（ALP）活性とアリザリンレッド（AR）染色による石灰化物の検出を試みたところ，前者ではALP抽出時にコーティングしたコラーゲン層も抽出されるという問題が生じた．また，後者ではコラーゲン層が自発的に石灰化してAR陽性となることが示され，両者を用いた定法では骨芽細胞分化状態の把握ができなかった．現在，qPCRを用いた幹細胞の遺伝子発現プロファイルの解析技術開発を進めている．

(a)The structure of bone marrow was created in 2021. The method was improved. The Ca·Pi concentration of the lime inducing solution was adjusted again. The lime inducing solution was successfully used in the cell culture. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the HA crystal was deposited in the bone marrow. The Ca/P ratio is about 1.4, the theoretical value of HA crystal is (1.67), and a small amount of crystals other than HA is expected. (b) Development of HA Crystallization Technology on the Surface of Materials: Yabutsuka (2020) As a result of this, the normal SBF was immersed in the solution, and the crystallization was observed. The growth of HA in the crystal is not only necessary, but also necessary, because Ca/P ratio is less than 1.3 and other crystal components are mixed. The crystal layer of the material is very thin and the alignment of the line is very low. In the future, it is necessary to improve this point. (c)Stem Cell Reactivity in Bone Tissue Structure: Stem cells are derived from mesenchymal stem cells.(hMSC, Ltd.) When cultured, the differentiation index of bone bud cells was increased by ALP activity and lime production in AR staining. The former was increased by ALP extraction. In the latter case, the differentiation state of bone bud cells was determined by the method of calcareousness. Now, qPCR is being used to develop stem cell DNA.