骨芽細胞培養系を用いた骨欠損部充填材の開発

利用成骨细胞培养系统开发骨缺损填充材料

基本信息

批准号：
07780776
负责人：
田中茂雄
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,培養骨芽細胞により得られる石灰化物の形成を力学的刺激によりコントロールし,それを骨充填材として応用することを目的としている.本科学研究費交付期間においては,培養デイッシュ上に異なる力学的刺激量の分布させることにより,骨芽細胞が形成する石灰化物の分布をコントロールすることが可能かどうかを検討した.力学的刺激装置として,培養ディッシュ(φ35mm)底面下に取り付けたピエゾセラミックス(φ15mm,以下PZT)により培養細胞へ任意の形態の力学的刺激を与えることのできる装置を自作した.今回は力学的刺激としてランニングやジャンプ時に生じる瞬間的な荷重負荷に着目し,パルス状の振動負荷(2Hz)をPZTにより培養骨芽細胞へ与えた.力学的刺激装置により生じる周期的なパルス振動負荷は,培養ディッシュ底面上にピークひずみの分布を形成する.実験では,このピークひずみ分布と培養骨芽細胞の増殖分布および石灰化物形成分布を比較検討した.培養3日目における細胞増殖数を比較すると,ピークにずみの値が大きいPZT直上(約53μ)や,逆に値の小さいPZTから離れたディッシュ表面(約27μ)では無負荷で培養した細胞よりも増殖数が少なく,PZT端部付近におけるピークひずみ領域(約39μ)において最も細胞増殖が高まった.また培養14日目におけるvon Kossa染色の結果では,無負荷ディッシュにおいては石灰化物が均一に分布していたのに対し,パルス振動負荷ディッシュでは,ピークひずみの大きいPZT上で石灰化物の形成密度が低く,その周辺において石灰化物の密度が高かいことがわかった.以上の結果より,培養骨芽細胞の増殖や石灰化物形成の促進や抑制に関係するピークひずみ量が存在することが示された.今後,この関係を定量的に明らかにすることにより,本手法による培養ディッシュ底面上での石灰化物形成コントロールが十分可能であると考えられた.

这项研究旨在控制通过机械刺激通过培养的成骨细胞获得的钙化形成，并将其施加为骨填充剂。在这个科学研究期间，我们研究了是否可以通过在培养的菜肴上分发不同量的机械刺激来控制成骨细胞形成的钙化分布。作为一种机械刺激装置，我们创建了一种可以使用压电陶瓷（φ15mm，以下称为PZT）的装置，该设备可以为培养的细胞提供任何形式的机械刺激，称为pzt，该培养基（φ35mm）。这次，我们专注于作为机械刺激的运行或跳跃过程中发生的瞬时载荷。使用PZT将脉冲振动载荷（2Hz）应用于培养的成骨细胞。机械刺激器产生的周期性脉冲振动载荷形成了培养皿底部峰值应变的分布。在实验中，比较了这种峰值应变分布和培养成骨细胞的生长分布，并比较了钙化的形成分布。当比较培养第三天的细胞生长数量时，与PZT的峰值应变值直接生长的细胞数量与峰值应变值，相反，在盘状表面上生长的细胞数量（约27μ）与最小的细胞数量相比，生长的细胞数量低于未载体的细胞，并且是峰值的峰值a（the Peak affered Traine），并且是峰值的峰值（均为pzt）。此外，在培养的第14天，生长的细胞数量低于PZT末端附近的峰值应变面积（约39μ）。 Kossa染色结果表明，钙化在卸载的盘中均匀分布，而在脉冲振动盘中，PZT的钙化密度较低，PZT的钙化密度较低，峰值应变较大，而钙化的密度则很高。上面的结果表明，峰值应变量与培养成骨细胞的促进和抑制和钙化的形成有关。将来，人们认为，通过定量阐明这种关系，可以使用这种方法来控制培养皿底部的钙化形成。