生体硬組織を標的とした薬物放出制御と骨幹細胞を用いた細胞組織工学

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バイオマテリアルの生体親和性を制御するために，生体の機能を十分に理解して，その機構を生体模倣（Biomimetic)することにより，新しい段階を迎えた。これらのバイオマテリアルを基盤としたドラックデリバリーシステム（DDS)は，生体機能を制御するサイトカインなどの薬剤を放出制御することから，分子レベルでのバイオマテリアルと細胞の相互作用をコントロールする上で必須の技術である．一方、高度に複合化されたDDS技術はさらにES細胞や肝細胞などの細胞増殖能が、その細胞の培養環境に影響されることが示され、細胞スキャホールドと活性制御技術の関係が明らかとなり、新しい再生医療への積極的な展開を加速している．本研究は，骨再生医療を目的としたインテリジェントマテリアルとして完全連通孔を持つサンゴ由来アパタイトを用いたDDSで3次元セルスキャホールドに有機無機コーティングを形成し、亜鉛を薬物として薬物放出制御機能を付加したDDS機能を有する担体を調製し，骨生成の高い人工骨を創生した。これらの人工骨に骨細胞を培養し、骨組織を病態動物に再移植する再生医療としての人工骨の調製を可能とした．１．星の砂からなる炭酸カルシウムから亜鉛含有β-TCPを生成した。２．骨粗鬆症マウスにおける亜鉛リン酸三カルシウムからの局所亜鉛放出制御を確認した3．ラット脛骨欠損修復における海洋性材料由来亜鉛リン酸三カルシウムの治療効果を確認した．4．ラット頭蓋冠欠損部への亜鉛リン酸三カルシウムの適用し，骨密度増加を確認した．5．亜鉛リン酸三カルシウムの薬物送達システムによる骨粗鬆症ラットの長期全身治療効果を確認した．