靭帯再生のための人工ハイブリッド組織の創製と評価

用于韧带再生的人工混合组织的创建和评估

• 批准号: 11F01359
• 负责人: 東藤 貢
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01359/
• 关键词: 再生医療; 組織工学; 足場材料; 多孔質構造; 生体高分子; 生分解性高分子

本研究の目的は, 大規模な骨欠損の再建治療での応用を目指して, 人工材料と幹細胞をハイブリッド化した人工骨組織を創製することである. 具体的には, 生体適合性に優れる生体ポリマー, 生分解性合成ポリマーおよびリン酸カルシウム系バイオセラミックスを複合化した材料をscaffoldとして開発し, 間葉系幹細胞を播種し一定期間培養することで, 細胞を増殖・分化させるとともに細胞外基質を形成させて人工組織を構築することを目指す. 初年度である平成24年度は, ハイドロキシアパタイト(HA)とポリカプロラクトン(PCL)を原料として複合系足場材料の試作を行った結果, HA多孔質構造にPCLコーティングを施すことで圧縮力学特性が大幅に向上することが明らかになった.平成25年度は, HA/PCL系scaffoldおよびHAscaffoldに間葉系幹細胞を播種し増殖・分化能を比較検討するとともに, 新しいscaffold用材料として海洋資源であるキトサンの可能性を探るために, キトサン多孔体を作製し間葉系幹細胞を用いた培養実験を行った. HA/PCL scatfoldでは, 幹細胞は4週間の培養で順調に増殖し, それに伴い圧縮強度と弾性率も順調に増加した. FE-SEMを用いた微視構造観察より, 細胞増殖と細胞外基質生成による膜状組織の構築が力学特性の向上に起因していることが明らかになった. 一方, キトサンscaffoldを用いた幹細胞の培養系においても4週間の培養で細胞は順調増殖した. また, ALP活性は2週目まで増加する傾向を示した後, 3週目で減少し, その後は一定の値を示した. 以上の結果より, 本研究で開発したHA/PCLおよびキトサンscaffoldは, 間葉系幹細胞の足場材料として有用であることが示された.

这项研究的目的是创建与人造材料和干细胞杂交的人造骨组织，以便在大规模重建骨缺损治疗中应用。具体而言，我们开发了一种由复合生物相容性的生物聚合物，可生物降解的合成聚合物和磷酸钙生物陶瓷作为支架制成的材料，并通过将间充质干细胞播种并培养它们并在一定时间段内培养它们，我们的目标是生长和分化细胞，并形成细胞外的基质构造人工构造人工组织。在2012年的第一年，我们使用羟基磷灰石（HA）和多丙酮酸酯（PCL）制作了复合支架材料的原型，并作为原材料制作了一个原型，并且发现PCL在HA多孔结构上的PCL涂层显着提高了压缩机械性能。在2013年，我们为了在HA/PCL支架和Hascaffold中播种间充质干细胞，将间充质干细胞播种以比较它们的增殖和分化能力，并探索壳聚糖的可能性，壳聚糖是一种新型型甲壳虫资源作为一种新的支架物质的可能性，我们准备了一种多孔的块状体，并使用培养基构成了培养基的细胞。在HA/PCL SCATFOLD中，培养4周后干细胞稳定增殖，因此，抗压强度和弹性模量稳定增加。使用FE-SEM的微观结构观察表明，由于机械性能的改善，细胞增殖和通过细胞外基质产生的膜样组织的构建。同时，在使用壳聚糖支架的干细胞培养系统中，在培养4周后，细胞也稳步增殖。此外，在ALP活性趋势增加到第二周之后，结果在第三周下降，此后显示恒定值。上述结果表明，本研究中开发的HA/PCL和壳聚糖支架可作为间充质干细胞的脚手架材料。

项目成果

Tensile deformation behavior of collagen/PCL composite scaffold forligament tissue engineering

胶原/PCL复合韧带组织工程支架的拉伸变形行为

• 发表时间: 2012
• 作者: Kwati Leonrd;et al.;Vannalaadsaysy Vilay
• 通讯作者: Vannalaadsaysy Vilay

Tensile mechanical characteristics of core-shell hybrid structural polymer scaffold for ligament tissue engineering

韧带组织工程核壳杂化结构聚合物支架的拉伸力学特性

• 发表时间: 2013
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo

Tensile deformation behavior of collagen/PCL hybrid scaffolds for Ligament tissue engineering

用于韧带组织工程的胶原/PCL混合支架的拉伸变形行为

• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo

Development and characterization of hybrid scaffolds with core-shell Structure for ligament tissue engineering

用于韧带组织工程的核壳结构混合支架的开发和表征

• 发表时间: 2013
• 作者: Vilay Vannaladsaysy;Mitsugu Todo
• 通讯作者: Mitsugu Todo