欠損指再建のための生体骨模倣人工指骨の開発

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事故により指を切断するなどした患者に対して、本来の指骨に限りなく近い人工指骨構造体を適用できれば、彼らのクオリティーオブライフ向上のために有益であることは間違いない。また、このような指骨構造体を作製可能な技術を確立すれば、それを基盤として指骨以外の臓器の構築も可能となる可能性を有している。本研究では、ヒドロゲルの内部に血管構造体の鋳型となる血管構成細胞からなる構造体を作製した後に、エレクトロスピニング法を利用して、その周囲をシリカおよびコラーゲンのファイバーで覆うことで人工指骨の構築を目指している。平成21年度はファイバーを巻き付ける基材として、前年度に開発に成功した細胞に穏和な酵素反応で架橋し、体温下でも溶解しないゼラチン誘導体を、実際にヒトに利用することを想定した検討を行い、機能性向上のための多糖との複合化を試みた。多糖にも酵素によって認識され、架橋される官能基を導入し、ゼラチン誘導体との混合溶液に対して酵素反応を行ったところ、動物細胞の生存を損なうことなく、ゼラチン誘導体と多糖誘導体が結合したハイブリッド材料を得ることができた。この基材に巻き付けるシリカファイバーの高機能化に関しては、シリカ表面の疎水性をシランカップリング剤により制御することによって、タンパク質の吸着を向上させることに成功し、この技術を利用すれば生体への移植後の周囲組織との親和性をコントロールできることが分かった。ゼラチン誘導体ゲルをターゲットとしてシリカファイバーをエレクトロスピニング法により形成させることにより、そのゲルの表面にファイバーを堆積させることが可能であった。