Drug Delivery Systemを用いた新規生体吸収性骨補填材の開発-骨増殖因子を組合せたハイブリッド型吸収性ブロックの骨リモデリングに関する評価-

使用药物输送系统开发新型生物可吸收骨移植材料 -与骨生长因子结合的混合可吸收块的骨重塑评价-

• 批准号: 14771154
• 负责人: 古内 秀幸
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Iwate Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14771154/
• 关键词: 生体材料; Drug Delivery System; 骨再生; 骨増殖因子; TGF-β1; β-リン酸三カルシウム; ゼラチン; Deug Delivery System; β-リン酸カルシウム; 酸性ゼラチン

ロ腔外科領域では、唇顎口蓋裂患者の顎裂部などの骨欠損に自家骨移植を行っているが、健常部に侵襲を加えるなど、解決すべき点が多い。これを材料で補填する場合、口腔内は易感染性であるため、異物として残存しない吸収性材料が安全であるが、従来型では骨形成能がなく、自家骨への置換に時間がかかった。この問題を解消するため、生体内吸収性を有するβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)に骨増殖因子(TGF-β1)を含んだゼラチンハイドロゲルを複合させ、骨再生の足場と薬物送達システム(DDS)を兼ね備えた新規ハイブリッド型の骨補填材の開発を進めてきた。実際の骨欠損に作製した材料を移植し、その後の変化を観察するため、ラットの頭蓋骨に形成した欠損の骨再生をマイクロフォーカスX線CT装置と骨塩量測定装置により評価した。非移植群では、骨欠損形成後およそ6週目から骨再生が観察され、CT画像では欠損部骨の左右両側の断端部より枝状に矢状縫合部に向う不透過像として確認された。また新たな評価として、医療用画像解析ソフトにより、CT画像の多断面再構成、3D画像の再構成を行った結果、脳硬膜側よりも頭頂側で骨形成能が高かった。また経時的に骨塩量の増加を認めたが、12週目においても骨欠損部は線維性組織の侵入により、完全な自家骨修復は観察されなかった。開発材料の移植群では、材料の吸収に伴いTGF-β1が徐放され、骨再生に要する時間が非移植群に比較し短縮される可能性が示唆された。またゼラチンの化学架橋度を上げることにより、吸収速度は遅延し、TGF-β1の徐放期間を一定の期間延長できることが示唆された。材料の作製にあたってはβ-TCPにゼラチンを複合させると強度が増し、組織再生の有効な足場となるが、その過程において偏りが生じることがあるため、性質を安定させるためには、これを均一に複合させることが重要と思われた。

在颊手术领域，自体骨移植是在骨缺陷上进行的，例如嘴唇裂痕和left裂的患者的裂缝部分，但是需要解决许多点，例如对健康领域的侵入性。在用材料填充材料时，口腔是传染性的，因此不保留异物的可吸收材料是安全的，但是常规类型没有形成骨骼的能力，并且花了很长时间才能替换自体骨。为了解决这个问题，我们一直在开发一种新型的杂化骨填充剂，该骨骼填充剂结合了骨骼再生支架和药物输送系统（DDS），通过将体内可吸收性β-三磷酸盐（β-TCP）与含明胶含量的骨骼生长因子（TGF-β1）相结合。植入了实际骨缺陷中产生的材料，并观察到随后的变化，并使用微型焦点X射线CT设备和骨矿物质密度测量装置评估了大鼠头骨中形成的缺陷的骨骼再生。在非植入组中，在骨缺陷形成后约6周观察到骨再生，在CT图像中，它被确认为可渗透的图像，该图像针对有缺陷骨两侧的矢状缝合线，以分支状的方式朝着矢状弹性。此外，作为一项新的评估，使用医学图像分析软件对CT图像和3D图像进行了多个横截面重建，而顶叶的骨形成能力高于硬脑膜。此外，尽管随着时间的流逝，骨矿物质含量增加，但由于骨缺损中纤维组织的入侵，在第12周没有观察到完全自体骨修复。有人提出，在发达材料的植入组中，TGF-β1在吸收材料时缓慢释放，并且与非植入的基团相比，骨骼再生所需的时间可能会缩短。还提出，高明胶的化学交联程度延迟了吸收率，这可以在一定时间内延长TGF-β1的持续释放周期。准备材料时，明胶与β-TCP结合会增加强度，并为组织再生提供有效的支架，但是在此过程中可能会出现偏见，因此认为将这些均匀结合起来以稳定这些特性非常重要。

项目成果

M.Taira, H.Furuuchi, S.Saitoh, Y.Sugiyama, S.Sekiyama, Y.Araki, Y.Tabata: "Bio-sorption of acidic gelatin hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats"Journal of Oral Rehabilitation. 31(in press). (2004)

M.Taira、H.Furuuchi、S.Saitoh、Y.Sugiyama、S.Sekiyama、Y.Araki、Y.Tabata：“植入费舍尔大鼠背部组织的酸性明胶水凝胶的生物吸附”口腔杂志

Preparation of gelatin and collagen scaffolds and evaluation of their histological reaction

明胶和胶原支架的制备及其组织学反应评价

• 发表时间: 2002
• 期刊: Transactions of the Fourth International Congress on Dental Materials 16
• 作者: Taira;M.;Furuuchi;H.;Saitoh;S.;Araki;M.;Sakamaki;M.
• 通讯作者: M.

Bio-sorption of acidic gelatin hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats

植入Fisher大鼠背部组织的酸性明胶水凝胶的生物吸附

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Oral Rehabilitation 32
• 作者: M.Taira;H.Furuuchi;S.Saitoh;Y.Sugiyama;S.Sekiyama;Y.Araki;Y.Tabata
• 通讯作者: Y.Tabata

A patient treated for alveolar deficiency with distraction osteogenesis

一名接受牵引成骨术治疗牙槽缺损的患者

• 发表时间: 2004
• 期刊: Japan Journal of oral Diagnosis / Oral Medicine 17
• 作者: Yosiki Sugiyama;Hideyuki Furuuchi;Makoto Shibasaki;Tukasa Shioyama;Saburo Sekiyama
• 通讯作者: Saburo Sekiyama

Taira, M., Furuuchi, H., Saitoh, S., Araki, M., Sakamaki, M.: "Preparation of gelatin and collagen scaffolds and evaluation of their histological reaction"Transactions of the Fourth International Congress on Dental Materials. 16. 296 (2002)

Taira, M.、Furuuchi, H.、Saitoh, S.、Araki, M.、Sakamaki, M.：“明胶和胶原蛋白支架的制备及其组织学反应的评估”第四届国际牙科材料大会的交易。