超分子ヒーター温熱発現性足場材で骨再生を時空間制御する

骨再生の促進は治療期間を短縮して治療の予後に大きく影響する。本研究では骨伝導性を有するDNA－プロタミン複合体に可溶化カーボンナノチューブ（CNT）をコンジュゲートさせたDP－CNT複合体を新規に調製した。この新素材は従来より骨伝導性に優れる特性が知られているDNAとプロタミン複合体を骨再生用足場材として応用しつつ、可視光線や近赤外線の照射によって温熱を発現し、自らが産生する熱刺激による骨再生の促進をはかる自己温熱発現型足場材である。研究代表者の川口はこの複合体が優れた賦形性を持つことに着目し、足場材本体のみでなく骨再生部位に軟組織が迷入することを遮断する目的で使用される遮断膜（バリヤーメンブラン）としての有効性を検討した。DP-CNT複合体の調製はコンジュゲートさせるCNT量比を変化させて行ったが、試作複合体はいずれも粉末として合成できた。そして凍結乾燥によって細胞定着に有利な多孔質内部構造を有していた。さらにCNTのコンジュゲートによって複合体の機械的強さは容量依存的に改善されるとともに、成形されたメンブランはPBSや培地中での経時的分解性を制御できることが明らかとなった。さらに近赤外線の照射によってメンブラン自体が制御可能な温熱発現を示すことも明らかとなった。本研究の結果から、DP－CNT複合体メンブランは任意形態に加工が容易であり、組織内で骨再生部位への線維性組織の侵入を遮断しつつ体外からの近赤外線照射のよって適切な温度発現を示して再生部位での骨再生を促進できることが示唆された。

骨再生の促進は治療期間を短縮して治療の予後に大きく影響する。本研究では骨伝導性を有するDNA－プロタミン複合体に可溶化カーボンナノチューブ（CNT）をコンジュゲートさせたDP－CNT複合体を新規に調製した。この新素材は従来より骨伝導性に優れる特性が知られているDNAとプロタミン複合体を骨再生用足場材として応用しつつ、可視光線や近赤外線の照射によって温熱を発現し、自らが産生する熱刺激による骨再生の促進をはかる自己温熱発現型足場材である。研究代表者の川口はこの複合体が優れた賦形性を持つことに着目し、足場材本体のみでなく骨再生部位に軟組織が迷入することを遮断する目的で使用される遮断膜（バリヤーメンブラン）としての有効性を検討した。DP-CNT複合体の調製はコンジュゲートさせるCNT量比を変化させて行ったが、試作複合体はいずれも粉末として合成できた。そして凍結乾燥によって細胞定着に有利な多孔質内部構造を有していた。さらにCNTのコンジュゲートによって複合体の機械的強さは容量依存的に改善されるとともに、成形されたメンブランはPBSや培地中での経時的分解性を制御できることが明らかとなった。さらに近赤外線の照射によってメンブラン自体が制御可能な温熱発現を示すことも明らかとなった。本研究の結果から、DP－CNT複合体メンブランは任意形態に加工が容易であり、組織内で骨再生部位への線維性組織の侵入を遮断しつつ体外からの近赤外線照射のよって適切な温度発現を示して再生部位での骨再生を促進できることが示唆された。