骨折治癒過程をモデルにした骨欠損部の血流不足を改善させる新たな骨再生法の開発

以骨折愈合过程为模型，开发一种新的骨再生方法，改善骨缺损中血流不足的问题

• 批准号: 22K10032
• 负责人: 池田 正明
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental 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-22K10032/
• 关键词: 再生; 骨; 生体材料; 炎症; 低酸素; 軟骨内骨化

従来の生体材料や幹細胞を用いた骨再生療法においては、大型の骨欠損への適用に限界がある。その要因の一つは骨欠損部の血流不足である 。骨折の治癒過程においては、血管新生と軟骨形成(仮骨形成)、およびそれに続く軟骨内骨化が重要な役割を担っている。骨折治癒過程、特に 血管新生と軟骨形成を再現させる骨再生法の開発は、従来法の問題点を大きく改善させる可能性がある。最近、無菌性の自然免疫応答(炎症) や低酸素状態を誘導する生体材料が、血管新生、幹細胞の浸潤および軟骨形成に寄与し、骨や心筋の再生を促進することが報告された。そこで本研究は、血 管新生と軟骨形成を誘導できる生体材料(物質)を明らかにし、軟骨内骨化を介した新しい骨再生療法の開発に貢献することを目的としている。本年度は、骨折の治癒過程を再現するのに有効と思われる生体材料を用いて、骨折初期過程の再現と骨再生への効果の検討をおこなった。その結果、骨欠損部の骨再生に非常に有効である抗酸化剤（仮称A）および炎症賦活剤（仮称B）を発見した。マウスの頭蓋冠骨に骨欠損を作成し、A とBを含む足場材料を移植したところ、骨欠損部の30％-90％に石灰化が認められた。一方、生理食塩水を含む足場材料を移植した群では石灰化は全く認められなかった。組織学的な解析をおこなったところ、当初想定していた軟骨の形成は認められず、膜内骨化によって骨の再生が起こったものと推定された。研究代表者らが見出した抗酸化剤（A）および炎症賦活剤（B）は、人体への毒性がなく、安全性が高い生体物質であることから、新しい骨再生療法の開発に貢献する成果であると考えられる。

在使用生物材料和干细胞的常规骨再生疗法中，对大骨缺损的应用有限。其背后的因素之一是骨缺陷缺乏血流。在愈合骨折的过程中，血管生成，软骨发生（伪主体形成）和随后的内软骨骨化起着重要作用。复制骨折愈合过程的骨再生方法的发展，尤其是新血管形成和软骨形成，可能会大大改善常规方法的问题。最近，据报道，诱导无菌先天免疫反应（炎症）和缺氧的生物材料有助于血管生成，干细胞浸润和软骨发生，并促进骨骼和心肌再生。因此，这项研究旨在阐明可以诱导血管生成和软骨生成的生物材料（材料），并通过内侧软骨骨化为新的骨再生疗法的发展做出贡献。今年，我们使用的生物材料被认为在骨折的愈合过程中有效，并检查了初始骨折过程和骨骼再生的有效性。结果，发现抗氧化剂（暂定名称A）和炎症激活剂（暂定名称b）在骨缺损的骨再生中非常有效。在小鼠的钙骨骨中产生了骨缺损，植入了含有A和B的脚手架材料，显示钙化为30％-90％的骨缺损。另一方面，在植入含有盐水的支架材料的组中未观察到钙化。组织学分析表明，未观察到初始软骨的形成，据估计，由于膜内骨化而发生骨再生。研究人员发现的抗氧化剂（a）和炎症激活剂（b）是生物学物质，对人体毒性无毒性并且非常安全，被认为是导致新骨再生疗法发展的结果。