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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.

The previous year's report showed that the mechanical properties of β-TCP were up to 10 ~15kPa and the compression ratio was very low. This year, mechanical properties of β-TCP were measured and compared with those of the previous year. The comparison of the two phases of β-TCP and its scaffold is carried out. The structural stability and compressive mechanical properties of porous two-phase bodies are improved greatly. The average pore size is 200μm, and the cells inside the cell are invaded and proliferated. Cell count increased on the 28th day, and cell proliferation was controlled by the porous body. ALP activity decreased from the 14th day to the 19th day, and stem cells and bone bud cells differentiated. Bone differentiation is related to the development of 2-phase porous bodies, and the differentiation of bone bud cells is intentional.β-TCP/collagen scaffold can be used for cell proliferation along the membrane. As a result, the mechanical properties of β-TCP scaffold in both dry and wet states are improved. In addition to cell culture,β-TCP maintains cell proliferation and differentiation promotion functions, and cell proliferation field is guaranteed to be possible.