生体吸収性・良操作性・骨再生能を持つ多機能骨髄止血材の開発

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骨切開を伴う手術では骨切断面から多くの出血を伴うため、一般的にはボーンワックスで骨切断面にパッキングする物理的な止血法が用いられている。しかしボーンワックスは非分解・非吸収性であるため、残存による骨癒合・治癒阻害や術後感染等の合併症を助長する可能性がある。さらに骨癒合・再生の遅延は術後の社会復帰を妨げ、患者のQOLに影響を及ぼす。従って、これらが解決できる新たな骨切断面に用いる止血材料の開発は多くの患者に有益である。研究代表者らは、独自技術で開発したポリカプロラクトン(PCL)をベースとした生体吸収性ポリマーと骨再生誘導ペプチドによる新規骨髄止血材料を創出してきた。しかし、ポリマー、ペプチドの設計条件によって操作性や骨再生能に影響を及ぼすことが判明した。本研究では、材料の質的向上を図るため、各設計条件を見直す基礎研究を行い、さらに前臨床研究も含めた動物実験にて有用性を検証する。本年度では、骨再生促進のためのペプチドによる材料界面設計をおこなった。材料表面の物理化学的特性（疎水性や電荷など）は細胞に影響を与えることがわかっているが、どのような物理科学的特性が細胞に対しどのように影響するかを調べる方法はない。そこで20種類のアミノ酸から、同アミノ酸を3残基に配列したペプチド(例：GGGやAAAなど）を材料表面を修飾する固定化ペプチドアレイを作成した。固定化ペプチドアレイではアミノ酸配列により骨芽細胞の細胞接着や細胞伸展に変化がみられた。また、ペプチド20種類から2つを組み合わせた固定化ペプチドアレイ（例：GGGとAAAなど)では、骨芽細胞のミトコンドリア活性もみられた。細胞応答クラスターを物理化学的特性値指標で分類すると、材料表面の物理化学的特性は細胞の応答を制御できる可能性があることが分かった。