ナノ構造を制御した複合系ｓｃａｆｆｏｌｄと幹細胞による骨組織再生

使用具有受控纳米结构和干细胞的复合支架进行骨组织再生

• 批准号: 12F02380
• 负责人: 東藤 貢
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02380/
• 关键词: 再生医療; 組織工学; 骨再生; 複合材料; 間葉系幹細胞; 整形外科; 多孔質材料; 幹細胞; 整形外科学

本研究の主目的は，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．平成26年度は，平成25年度に開発したキトサン多孔体に細胞親和性を付与するために，RGDペプチドを用いた改質を行った．間葉系幹細胞を用いた細胞培養実験の結果，細胞増殖能はペプチドの導入により2倍程度に向上した．また，コラーゲンとキトサンを複合した新規複合系多孔体を作製した．この複合系多孔体は，コラーゲン単体およびキトサン単体の多孔体より，すぐれた細胞増殖能を示し，28日間の間葉系幹細胞の培養で，2倍程度の細胞増殖能を示した．一方，複合系多孔体の力学特性については，圧縮強度は，キトサンとコラーゲンの中間に位置したが，弾性率については，これら単体の多孔体よりすぐれた値を示した．さらに，骨分化培地を用いた培養の結果，複合系多孔体において骨分化マーカは単体多孔体に比べて，より上昇していた．また，力学特性の向上を目指した多孔体として，ハイドロキシアパタイトHA多孔体に生分解性ポリマーPLLAをコーティングした材料を開発し，力学特性が劇的に向上したことを確認した．以上の結果より，本研究で開発したRGDペプチド改質キトサン，キトサン・コラーゲン複合多孔体，HA/PLLA多孔体は，骨組織工学において，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 main purpose of this study is to develop artificial bone tissue from artificial materials and stem cells for large-scale reconstruction of bone defects. Specifically, in vivo fitness optimization, in vivo synthesis, in vivo decomposition, in vivo synthesis, in vivo recombination, in vivo scaffold development, in vitro seeding, in vitro culture, in vitro cell proliferation and differentiation, in vitro extracellular matrix formation, in vitro artificial tissue construction. In 2006, the company developed a porous body with cell affinity, and RGD was used to modify it. As a result of cell culture with mesenchymal stem cells, cell proliferation was able to increase by 2 times. A new composite porous body is prepared. The cellular proliferation ability of the composite porous body was shown to be twice as high as that of the mesenchymal stem cells cultured during the 28-day period. On the other hand, the mechanical properties of porous bodies in composite systems are different, and the compressive strength is different. The middle position of porous bodies in composite systems is different, and the property ratio is different. In addition, the bone differentiation culture medium culture results, composite porous body, bone differentiation medium culture medium The mechanical properties of the porous body are determined by the mechanical properties of the porous body. As a result, this study has developed a new type of porous composite, HA/PLLA porous composite, which is useful for bone tissue engineering and mesenchymal stem cell podo-field materials.

项目成果

複合系scaffoldと間葉系幹細胞を用いた関節系組織の作製と評価

使用复合支架和间充质干细胞创建和评估关节组织

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Chen;A. Shibata;L.J. Zhao;S. Gao;Y.Z. Tian and N. Tsuji;東藤 貢;東藤 貢
• 通讯作者: 東藤 貢

関節機能再建のためのエンジニアリング－人工関節から組織工学まで

关节功能重建工程——从人工关节到组织工程

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Chen;A. Shibata;L.J. Zhao;S. Gao;Y.Z. Tian and N. Tsuji;東藤 貢
• 通讯作者: 東藤 貢

Effect of sintering time on microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite porous materials for bone tissue engineering application

烧结时间对骨组织工程用羟基磷灰石多孔材料微观结构和力学性能的影响

• 发表时间: 2014
• 期刊: Evergreen
• 作者: Phanny Yos;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo

ハイドロキシアパタイトscaffoldの力学特性に及ぼす多孔質構造制御の影響

多孔结构控制对羟基磷灰石支架力学性能的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: Yanzhong Tian;Yu Bai;Meichuan Chen;Akinobu Shibata;Daisuke Terada and Nobuhiro Tsuji;東藤貢，有吉文彬，荒平高章
• 通讯作者: 東藤貢，有吉文彬，荒平高章

Improvement of compressive properties of porous HA scaffold by introducing PCL secondary phase

引入PCL第二相改善多孔HA支架的压缩性能

• 发表时间: 2014
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: Phanny Yos;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo