リン酸オクタカルシウム3次元担体を用いた生体擬似環境下ストレス培養システムの開発

利用三维磷酸八钙载体开发生物模拟环境下的应激培养系统

• 批准号: 18800007
• 负责人: 益田 泰輔
• 金额: $ 1.78万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18800007/
• 关键词: リン酸オクタカルシウム; 硬組織再生担体; メカニカルストレス; 骨再生; 生体適合材料; 軟骨細胞; 骨芽細胞; 細胞・組織工学

本研究は,歯科・口腔外科,整形外科領域に適用可能で著しく骨再生を促進する独自開発の担体において,in vivoのメカニカルストレス環境を模倣した培養システムの開発により骨再生メカニズムを明らかにすることを目的としている.本年度は,3次元担体に対応したメカニカルストレス培養装置(メカニカルスティミュレータ)の開発に必要となる力学条件を明らかにするために,メカニカルストレス培養装置のプロトタイプを設計・作製を行った.試作機はPDMS(ポリジメチルシロキサン)を型形成した培養チップとPDMS膜から構成され,PDMS膜上に細胞群を播種するものとした.培養システムは制御部を除き新規導入したCO2インキュベータ内に設置することを実現し,長期培養可能なクリーンシステムを構築した.PDMS膜に変形を与えることにより薄膜上に播種された細胞群に勾配量のひずみを与えること,膜厚を変えることによりひずみ量を調節可能であることを有限要素解析から明らかにし,3次元担体に対応したメカニカルスティミュレータ設計における力学条件の同定を求めた.試作機によるマウス由来軟骨前駆細胞株ATDC5のストレス培養の結果,ひずみ量による分化傾向に違いがあることが示された.現在,応力解析から得られたひずみ量と細胞応答の関係を比較検討している.18年度に作製したプロトタイプ,ならびにそれらから得られた分化条件・力学条件は,in vivoのメカニカルストレス環境を模倣した培養システムを構築していくうえでの重要な基礎データをもたらした.メカニカルスティミュレータの開発・設計の遂行にあたり,上記の結果をふまえるとともに,3次元ストレス培養に適した担体の候補材としてリン酸オクタカルシウムはもとよりPDMS(ポリジメチルシロキサン)3次元担体の導入も検討している.

This study は 歯 division, oral surgery, plastic surgery field may で に apply the し く bone regeneration を promote す る open 発 の supporter に お い て, the in vivo の メ カ ニ カ ル ス ト レ ス environment を imitate し た cultivate シ ス テ ム の open 発 に よ り bone regeneration メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. は this year, three yuan supporter に 応 seaborne し た メ カ ニ カ ル ス ト レ ス training device (メ カ ニ カ ル ス テ ィ ミ ュ レ ー タ) の open 発 に necessary と な る mechanical condition を Ming ら か に す る た め に, メ カ ニ カ ル ス ト レ ス incubator の プ ロ ト タ イ プ を design, set system を っ た. Tried to machine は PDMS (ポ リ ジ メ チ ル シ ロ キ サ ン) type を form し た cultivate チ ッ プ と PDMS membrane か ら constitute さ れ, PDMS membrane に cells を seeding す る も の と し た. Cultivate シ ス テ ム は suppression of を except き new rules import し た CO2 イ ン キ ュ ベ ー タ す に set inside る こ と を be し, long-term culture may な ク リ ー ン シ ス テ ム を build し た. PDMS membrane に を - shape with え る こ と に よ り membrane に seeding さ れ た cells に hook dosing の ひ ず み を and え る こ と, film thickness を - え る こ と に よ り ひ ず を み quantity adjustment may で あ る こ と を finite element analytic か ら Ming ら か に し, 3 dimensional supporter に 応 seaborne し た メ カ ニ カ ル ス テ ィ ミ ュ レ ー タ design に お け る の mechanics conditions with constant を o め た. Try for machine に よ る マ ウ ス 駆 before origin cartilage cell lines ATDC5 の ス ト レ ス cultivate の results, ひ ず み quantity に よ る differentiation tendency に violations い が あ る こ と が shown さ れ た. Now, 応 force analytic か ら have ら れ た ひ ず み と cells 応 answer の masato is beg し を compare 検 て い る. 18 year に cropping し た プ ロ ト タ イ プ, な ら び に そ れ ら か ら must ら れ た は differentiation conditions, mechanical condition, in Vivo の メ カ ニ カ ル ス ト レ ス environment を imitate し た cultivate シ ス テ ム を build し て い く う え で の important foundation デ な ー タ を も た ら し た. メ カ ニ カ ル ス テ ィ ミ ュ レ ー タ の の 発 · design carries out に あ た り, written の results を ふ ま え る と と も に, 3 dimensional ス ト レ ス cultivate に optimum し た supporter の alternate material と し て リ ン acid Youdaoplaceholder0 <s:1> タカ シウム シウム シウム る とよ とよ とよ て PDMS(ポリジメチ シロキサ シロキサ <e:1> <e:1>) 3d carrier <s:1> import 検 検 discuss て て る る.

项目成果

Mechanobiological signal transduction in differentiating chondrocyte and new configuration for mechanical stress culture

软骨细胞分化中的机械生物学信号转导和机械应力培养的新配置

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc IEEE-NEMS 2007
• 作者: Takahashi I;Suzuki O;et. al.
• 通讯作者: et. al.

A new configuration device for mechanical stress culture

一种新型机械应力培养配置装置

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. MHS2006
• 作者: Masuda T;Takahashi I;Suzuki O et al.
• 通讯作者: Suzuki O et al.