Development of bioimplants using adipose-derived stem cells for the treatment of bone and joint infections

使用脂肪干细胞开发生物植入物来治疗骨和关节感染

• 批准号: 22K09420
• 负责人: 林 克洋
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09420/
• 关键词: ヨード担持加工; 脂肪由来幹細胞; 感染; バイオインプラント

インプラントの感染耐性をあげ、感染の治療にも直接使用でき、かつ骨再生能力の高い新規バイオインプラントを開発、臨床応用を目的とした実験を計画した。我々の開発したヨード担持チタンは、抗菌作用がありかつ、生体内で使用すると骨親和性が高いことが偶然発見された。これに着目し、インプラントに感染耐性のある幹細胞を付加することで、非常に独自性の高い感染抵抗性バイオインプラントの開発を行うこととした。初年度として、インプラントに使用する素材の選定と、ヨード担持の方法を確立することからはじめた。純チタン片4cm2x５を用意し、表裏ヨード担持加工（陽極酸化処理、酸処理、ヨウ素処理）した。島津製作所製の蛍光X線分析装置で担持ヨード量を測定したところ、チタン64合金の平均値15μg/c㎡±2に対して担持量の平均は13.6μg/c㎡で、純チタンは12～13μg/c㎡±2前後であり、想定内のヨード担持が可能であった。更に、実際に生体内骨形成に有利な形状のインプラントを模索し、海綿骨と類似した多孔質耕造をもつ、チタン製トライタニウム（Stryker）を使用することにした。加工方法は多孔質構造面重視(ヨウ素担持量確保)とヨウ素担持量確保（多孔質構造及びスムーズ面）を検討したが、TESTピースで試した結果、試料の大きさが小さく、冷却装置の許容範囲で熱の上昇が抑えられると判断し、ヨウ素担持量確保（酸化皮膜形成後、ヨウ素担持加工）を施し、多孔面66.3μg/c㎡、平面21.5μg/c㎡の担持が可能であった。トライタニウムを１ｃｍ3大に切断し、生体内で使用予定の３片にヨード担持を行い、平均95.2μg/c㎡、51.9μg/c㎡と十分な担持に成功した。現在金属の上に脂肪由来幹細胞の培養の生着を確認している。

The development and clinical application of new methods for the treatment of infections and infections The development of anti-bacterial activity and bone affinity in vivo are occasionally observed. The development of stem cells with high infection resistance is very important. In the beginning of the year, the selection of materials and the method of support were established. Pure film 4cm2x5, surface treatment (anodizing, acid treatment, pigment treatment) Shimadzu Corporation's X-ray analysis equipment for the determination of the amount of support, the average value of the 64 alloy 15μg/c㎡±2, the average amount of support for the pure alloy 12~13μg/c ㎡±2, think about the possibility of support within the range. In addition, in practice, bone formation in vivo is advantageous in shape, shape, and shape. Sponge bone is similar to porous bone. The processing method pays more attention to porous structural surfaces ((Porous structure and surface), TEST test results, sample size, allowable capacity of cooling device, heat rise and suppression, element support amount assurance (after acid film formation, element support processing), porous surface 66.3μg/c㎡, flat surface 21.5μg/c㎡ support possibility In vivo, 3 tablets were used to support the test, with an average of 95.2μg/c ² and 51.9μg/c ². Now it is confirmed that the growth of stem cells derived from fat on the surface of the metal is confirmed.

项目成果

Bone Regeneration Using Autologous Adipose-Derived Stem Cell Spheroid Complex

使用自体脂肪干细胞球体复合物进行骨再生

• DOI: 10.1166/jbt.2022.3014
• 发表时间: 2022
• 期刊: J. Biomater. Tissue Eng
• 作者: Katsuhiro Hayashi;Xang Fang;Hiroshi Ueda;Akihiro Miwa;Toshiaki Naka
• 通讯作者: Toshiaki Naka

In vitro and in vivo experiment of bone regeneration after tumor resection using autologous adipose-derived stem cell spheroid complex

使用自体脂肪干细胞球体复合体进行肿瘤切除后骨再生的体外和体内实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayashi K;Yamamoto N;Takeuchi A;Miwa S;Igrashi K;Taniguchi Y;Morinaga S;Asano Y;Tsuchiya H
• 通讯作者: Tsuchiya H