骨再生医療のための新規生体材料開発と人工骨組織創製への応用

骨再生医学新型生物材料的开发及其在人工骨组织制造中的应用

基本信息

批准号：
11J01708
负责人：
荒平高章
金额：
$ 0.83万
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 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01708/
关键词：
バイオマテリアルスキャホールド幹細胞コラーゲン β-TCP

项目摘要

前年度に報告したコラーゲンを基材としたscaffoldは,β-TCPを複合させることで力学特性を向上させることができたが,10～15kPa程度と非常に低い圧縮弾性率であった.そこで,本年度は力学特性のさらなる向上を目指し,β-TCPを基材としたscaffoldにコラーゲン相を導入した複合系2相多孔体を作製し,前年度と同様に細胞培養実験及び,力学試験を行った.また比較対象としてβ-TCPのみのscaffoldも同様の実験を行った.作製した2相多孔体は,構造安定性が大きく向上し,圧縮力学特性も向上した.また,気孔径については,平均的に200μm程度であり,内部への細胞侵入・増殖には適した気孔サイズであると考えられる.細胞数は28日まで増加を示し,細胞増殖の場として作製した多孔体が機能していると考えられる.次にALP活性において,14日以降に増加を示したことから,幹細胞の骨芽細胞への分化が行われていることが考えられる.骨分化マーカに関する遺伝子発現量も2相多孔体の方が大きな値を示し,骨芽細胞への分化が有意に進行していることが示唆された.β-TCP/collagen scaffoldでは,骨格に沿った細胞増殖だけでなく,コラーゲン線維や膜上での細胞の増殖が可能となった.以上の結果より,β-TCP scaffoldの空孔部にコラーゲン多孔体を導入することで,乾燥・湿潤状態双方での力学特性が向上した.さらに細胞培養実験において,β-TCPの持つ細胞の増殖・分化促進機能に加え,細胞増殖領域の確保が可能となった.

脚手架在上一年作为胶原蛋白基碱基报道，能够通过组合β-TCP来改善机械性能，但其压缩弹性模量非常低约10-15 kPa。因此，今年，我们创建了一个复合材料两相的多孔体，其中基于β-TCP将胶原蛋白相引入支架中，并像上一年一样进行细胞培养实验和机械测试。我们还对仅具有β-TCP的支架进行了类似的实验。产生的两相多孔体具有显着改善的结构稳定性，并且是压缩力。学术特征也有所改善。平均孔径约为200μm，被认为适合细胞浸润和增殖。细胞的数量增加到28日，而作为细胞增殖部位产生的多孔体可能起作用。接下来，ALP活性在14日后增加，这表明干细胞分化为成骨细胞。骨分化标记的基因表达水平在两相多孔体中也显示出更大的值，这表明分化为成骨细胞的分化正在显着发展。脚手架中的β-TCP/胶原蛋白不仅沿骨骼沿着细胞增殖，而且在胶原纤维和膜上增殖。这些结果表明，通过将胶原蛋白多孔物体引入β-TCP支架的孔中，可以改善干燥和湿条件的机械性能。此外，在细胞培养实验中，除了促进细胞增殖和β-TCP分化的功能外，还可以保护细胞增殖区域。