Bone regeneration using scaffold of carbonic acid and low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) with geometric property

使用碳酸支架和具有几何特性的低强度脉冲超声（LIPUS）进行骨再生

基本信息

批准号：
20791476
负责人：
ITO Hidetoshi
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

今日において、欠損補綴の治療としてインプラント治療は、大きな役割となりつつある。しかしながら、インプラント治療の問題として、周囲骨の形成を如何に促進させるかが鍵となり、まだ完全とは言えない。さらに、実際には骨リモデリング活性の低下している高齢者や、埋入距離の獲得のため人工骨(アパタイト)を用いた症例が多く、早期荷重を難しくしている。そこで、本研究では、安全で且つ効果的に骨を造成するために、低出力超音波(LIPUS)と炭酸アパタイトscaffold、さらに増殖因子による化学的刺激の併用によって、脂肪細胞からの骨芽細胞への分化誘導を試み、自家骨移植の基礎的研究行い、次いで、その臨床的応用への考察を行った。本研究では、炭酸アパタイトに直径300~400μmのポアを付与することにより、骨芽細胞の誘導および骨形成能を活性化し、長期的に安定したリモデリングを可能にするscaffoldを作成する。そして、LIPUSを併用することにより、サイトカインを刺激し骨芽細胞や軟骨細胞の増殖を促し、骨形成を促進させる。その結果、以上の併用により、脂肪幹細胞は、骨芽細胞および軟骨細胞の分化マーカーを発現し、形態的にも機能的にも骨芽細胞様細胞、あるいは、軟骨細胞様細胞に分化することが可能であることが明らかとなった。これらの結果は、炭酸アパタイトscaffoldと骨および軟骨の分化誘導に関与する増殖因子(化学的刺激)、さらに、LIPUSによる機械的刺激との何らかの相乗的刺激によって、自家細胞のex vivoにおける硬組織再生の可能性を示唆するものである。以上より、本研究において、インプラント治療の新たな手法の可能性が示唆されたと考えられ、同時にこれは、患者のQOL向上の道が開かれたことを意味している。

如今，种植治疗在缺陷假体的治疗中发挥着重要作用。然而，种植治疗的关键是如何促进周围骨的形成，目前还远远不够完善。此外，现实中存在许多骨重建活性降低的老年患者的病例以及使用人造骨（磷灰石）来获得植入距离的病例，从而导致早期负重变得困难。因此，在这项研究中，为了安全有效地制造骨骼，我们结合使用低功率超声（LIPUS）、碳酸盐磷灰石支架和生长因子的化学刺激，将脂肪细胞转化为成骨细胞。自体骨移植，然后考虑其临床应用。在这项研究中，我们通过在碳酸盐磷灰石中添加直径为300至400μm的孔隙，创建了一种支架，可激活成骨细胞诱导和成骨能力，并实现稳定的长期重塑。通过联合使用LIPUS，刺激细胞因子促进成骨细胞和软骨细胞的增殖，从而促进骨形成。结果，由于上述的组合，脂肪干细胞表达成骨细胞和软骨细胞分化标记物，并且能够在形态上和功能上分化成成骨细胞样细胞或软骨细胞样细胞，这已变得很清楚。。这些结果表明，通过碳酸盐磷灰石支架、参与骨和软骨分化诱导的生长因子（化学刺激）以及LIPUS的机械刺激的一些协同刺激，自体细胞的离体硬组织再生是可能的。综上所述，这项研究似乎暗示了种植治疗新方法的可能性，同时也意味着改善患者生活质量的路径已经打开。