骨置換性ナノコンポジットバイオマテリアルの開発

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生体を模倣した石灰化コラーゲン複合材は、骨細胞工学において有望視されているバイオマテリアルであるが、低い強度特性や得られる形態的特性によりその応用が制限されている。そこで我々は、石灰化コラーゲン複合材と生分解性ポリマーPLA(以下nHAC/PLA)を用いて、三次元的なスキャフォールドを作製した。これらは高い生体適合性と強度特性の両方を備えているが示されたが、生体異物として炎症の初期段階が発現するかは末検討であった。生体適合性を評価するため、好中球との共培養を行い上記材料に対する刺激性を測定した。好中球は人由来血液より標準的な方法により採取したものを用い、またnHAC/PLA材料は培養液(HBSS:37℃)に任意時間浸漬したものを試験試料とした。好中球に対して試験試料を添加し、刺激性の指標として細胞生存率、LDHおよびTNF-αの産生量を測定した。細胞生存率は、試料浸漬液とコントロールの間で顕著な差は無く、LDHでは、1日,2及び4週でコントロールより有意に低い値を示した。LDHは細胞内に含まれ、細胞膜が破壊された時に増加するため、本研究で作製した材料は細胞を破壊しない安全な材料であることが示唆された。同様に細胞刺激性の指標として用いられるTNF-αでは1週程度の浸漬でややコントロールより高い値を示したが、その前後ではコントロールより低い値を示した。臨床的には材料の生体(骨)埋入初期の反応が極めて重要であり、本研究の材料は1週浸漬前後の細胞刺激性が十分に低いことが分かった。本材料で作製した組織再生用のGTR膜は人工唾液中で均一な生分解性を示し、pHに影響を及ぼさなかった。また同膜は分解性を自由に制御でき、強度を備えることから有望な生体材料と考えられる。