靭帯再生のための人工ハイブリッド組織の創製と評価

用于韧带再生的人工混合组织的创建和评估

• 批准号: 11F01359
• 负责人: 東藤 貢
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01359/
• 关键词: 再生医療; 組織工学; 足場材料; 多孔質構造; 生体高分子; 生分解性高分子

本研究の目的は, 大規模な骨欠損の再建治療での応用を目指して, 人工材料と幹細胞をハイブリッド化した人工骨組織を創製することである. 具体的には, 生体適合性に優れる生体ポリマー, 生分解性合成ポリマーおよびリン酸カルシウム系バイオセラミックスを複合化した材料をscaffoldとして開発し, 間葉系幹細胞を播種し一定期間培養することで, 細胞を増殖・分化させるとともに細胞外基質を形成させて人工組織を構築することを目指す. 初年度である平成24年度は, ハイドロキシアパタイト(HA)とポリカプロラクトン(PCL)を原料として複合系足場材料の試作を行った結果, HA多孔質構造にPCLコーティングを施すことで圧縮力学特性が大幅に向上することが明らかになった.平成25年度は, HA/PCL系scaffoldおよびHAscaffoldに間葉系幹細胞を播種し増殖・分化能を比較検討するとともに, 新しいscaffold用材料として海洋資源であるキトサンの可能性を探るために, キトサン多孔体を作製し間葉系幹細胞を用いた培養実験を行った. HA/PCL scatfoldでは, 幹細胞は4週間の培養で順調に増殖し, それに伴い圧縮強度と弾性率も順調に増加した. FE-SEMを用いた微視構造観察より, 細胞増殖と細胞外基質生成による膜状組織の構築が力学特性の向上に起因していることが明らかになった. 一方, キトサンscaffoldを用いた幹細胞の培養系においても4週間の培養で細胞は順調増殖した. また, ALP活性は2週目まで増加する傾向を示した後, 3週目で減少し, その後は一定の値を示した. 以上の結果より, 本研究で開発したHA/PCLおよびキトサンscaffoldは, 間葉系幹細胞の足場材料として有用であることが示された.

The purpose of this study is to provide an indication for the use of artificial materials and stem cells in the reconstruction of bone defects on a large scale and to create artificial bone tissues. Specifically, in vivo fitness optimization, in vivo synthesis, in vivo differentiation, in vivo synthesis, in vivo synthesis, in vivo, in vivo, in vitro, in vivo, in vivo, in vitro, in vivo, in vivo, In the first year of 2004, the composite field material was tested with HA and PCL as raw materials. As a result, HA porous structure PCL has been applied with high compressive mechanical properties. In 2015, we compared the seeding, proliferation and differentiation capabilities of HA/PCL scaffolds and HA scaffolds for mesenchymal stem cells. In order to explore the possibility of using new scaffold materials and marine resources, we made porous bodies and cultivated mesenchymal stem cells. HA/PCL scatfold increases stem cell proliferation in 4 weeks of culture, accompanied by an increase in compression intensity and sex ratio. FE-SEM Weishi app structure observation, cell proliferation, extracellular matrix formation, membranous tissue construction, mechanical properties and upward causes. The culture system of stem cells was established by using a scaffold. The cells were cultured for 4 weeks. ALP activity increased after 2 weeks, decreased after 3 weeks, and decreased after 3 weeks. These results indicate that HA/PCL is a useful material for mesenchymal stem cells.

项目成果

Tensile deformation behavior of collagen/PCL composite scaffold forligament tissue engineering

胶原/PCL复合韧带组织工程支架的拉伸变形行为

• 发表时间: 2012
• 作者: Kwati Leonrd;et al.;Vannalaadsaysy Vilay
• 通讯作者: Vannalaadsaysy Vilay

Tensile mechanical characteristics of core-shell hybrid structural polymer scaffold for ligament tissue engineering

韧带组织工程核壳杂化结构聚合物支架的拉伸力学特性

• 发表时间: 2013
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo

Tensile deformation behavior of collagen/PCL hybrid scaffolds for Ligament tissue engineering

用于韧带组织工程的胶原/PCL混合支架的拉伸变形行为

• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo

Development and characterization of hybrid scaffolds with core-shell Structure for ligament tissue engineering

用于韧带组织工程的核壳结构混合支架的开发和表征

• 发表时间: 2013
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo