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

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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。