リン酸カルシウムを用いた新規足場材開発と組織再生への応用

我々と東京大学古月研究室の共同研究チームは，リン酸カルシウムを100ナノメートル程度に粉砕・微粒子化してコラーゲン足場材料（スキャフォールド）に配合し，様々な生体活性（バイオアクティビティ）を向上させることに成功しました．ナノ微粒子は吸収が早く，タンパク吸着やマクロファージ出現を向上させ，歯周組織再生のためのバイオマテリアルとして優れた特性を有すると考えられます．下図のβ-TCPナノ微粒子をコラーゲン足場材に配合した再生用材料は，ラット頭蓋の骨再生を引き起こしました．本研究は2013年の Journal of Nanomaterialsに掲載されました．

 

 

β-TCP単独で高気孔性の足場材を作製すると強度が不足するため，生体プラスチックのPLGAで補強を行ったスキャフォールドを作製しました．歯周組織再生薬リグロスの主成分である線維芽細胞増殖因子FGFを添加して再生実験を行った結果，スキャフォールドが生体内で圧縮されることなく再生の場が確保され，十分な骨増生を認めました．本研究は2015年のJournal of Periodontal Researchに掲載されました．

 

 

β-TCPナノ微粒子を配合したスキャフォールドをラットの皮下組織へ埋植する実験を行いました．細胞や血管が早期から大量にコラーゲン内部へ入り込んでいる（イングロース）ことを観察しました．つまりナノ微粒子の添加はコラーゲン材料の様々な活性を向上させることが明らかとなりました．本研究は2017年のDental Materials Journalに掲載されました．

 

 

β-TCPナノ微粒子配合スキャフォールドを用いてイヌ実験的歯周炎モデル（1壁性）の再生実験を行いました．下図のようにスキャフォールドは歯周組織再生を促進することが明らかになり，さらに歯周組織再生薬リグロスの主成分である線維芽細胞増殖因子FGF2を併用すると，再生量が大幅に増加しました．本研究は2016年のJournal of Periodontal Researchに掲載されました．

 

リコンビナントヒトコラーゲン様ペプチド（RCP）は，遺伝子工学によって生み出され動物由来成分を含まない，安心安全なバイオマテリアルです（富士フイルムHP）．我々はRCPを用いて顆粒状の骨補填材を作製し，さらにβ-TCPナノ微粒子を配合して，ラットの頭蓋骨欠損部への埋植実験を行いました．RCP-β-TCPは大変強い骨形成能を示しました．またイヌ歯周組織欠損モデルに埋植すると，歯槽骨の再生とともに歯根膜の形成を認め，歯周組織再生材料としてのポテンシャルも確認できました．本研究は2020年のJ Biomed Mater Res Part B Appl Biomater，2023年のJ Oral Biosciに掲載されました．

 

 

 

 

参考文献

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