Bone regeneration using scaffold of carbonic acid and low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) with geometric property

使用碳酸支架和具有几何特性的低强度脉冲超声（LIPUS）进行骨再生

• 批准号: 20791476
• 负责人: ITO Hidetoshi
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Showa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20791476/
• 关键词: インプラント; 骨再生; scaffold; 炭酸アパタイト; 人工骨補填剤; 低出力超音波; 幾何学的特性; 炭酸アパタイトscaffold; 骨再生医療

今日において、欠損補綴の治療としてインプラント治療は、大きな役割となりつつある。しかしながら、インプラント治療の問題として、周囲骨の形成を如何に促進させるかが鍵となり、まだ完全とは言えない。さらに、実際には骨リモデリング活性の低下している高齢者や、埋入距離の獲得のため人工骨(アパタイト)を用いた症例が多く、早期荷重を難しくしている。そこで、本研究では、安全で且つ効果的に骨を造成するために、低出力超音波(LIPUS)と炭酸アパタイトscaffold、さらに増殖因子による化学的刺激の併用によって、脂肪細胞からの骨芽細胞への分化誘導を試み、自家骨移植の基礎的研究行い、次いで、その臨床的応用への考察を行った。本研究では、炭酸アパタイトに直径300~400μmのポアを付与することにより、骨芽細胞の誘導および骨形成能を活性化し、長期的に安定したリモデリングを可能にするscaffoldを作成する。そして、LIPUSを併用することにより、サイトカインを刺激し骨芽細胞や軟骨細胞の増殖を促し、骨形成を促進させる。その結果、以上の併用により、脂肪幹細胞は、骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーを発現し、形態的にも機能的にも骨芽細胞様細胞、あるいは、軟骨細胞様細胞に分化することが可能であることが明らかとなった。これらの結果は、炭酸アパタイトscaffoldと骨および軟骨の分化誘導に関与する増殖因子(化学的刺激)、さらに、LIPUSによる機械的刺激との何らかの相乗的刺激によって、自家細胞のex vivoにおける硬組織再生の可能性を示唆するものである。以上より、本研究において、インプラント治療の新たな手法の可能性が示唆されたと考えられ、同時にこれは、患者のQOL向上の道が開かれたことを意味している。

Today, the treatment of missing repairs and the treatment of defects are not enough. How to promote the formation of peripheral bone In addition, in practice, the activity of the artificial bone is low, the embedding distance is high, and the artificial bone is difficult to obtain in the early stage. This study aims to investigate the safety and effectiveness of bone formation, the combination of low-intensity ultrasound (LIPUS), carbon dioxide scaffold, growth factors, chemical stimulation, the induction of differentiation of adipocytes, the basic research of autologous bone transplantation, and the clinical application. In this study, we investigated the activation and long-term stability of bone bud induction and bone formation in carbon dioxide particles with diameters of 300 - 400μm. The combination of LIPUS and SOS stimulates the proliferation of bone bud cells and chondrocytes, and promotes bone formation. As a result, the differentiation of adipose stem cells, bone bud cells and chondrocytes, morphological and functional differentiation of adipose stem cells, chondrocytes and chondrocytes, may occur. The results showed that carbon dioxide scaffolds and bone and cartilage differentiation induction were related to growth factors (chemical stimulation), carbon dioxide and LIPUS mechanical stimulation, and the possibility of hard tissue regeneration in vivo. The above results show that the possibility of new treatment methods for patients with acute respiratory syndrome is higher than that of traditional Chinese medicine.