Area-specific gene delivery on apatite-coated 3D scaffold for vascularized muscle tissue engineering

用于血管化肌肉组织工程的磷灰石涂层 3D 支架上的区域特异性基因传递

基本信息

批准号：
18F18106
负责人：
大矢根綾子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-12 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

再生医療における三要素は、細胞、増殖・分化因子、足場材（スキャホールド）とされている。本研究では、生体外で後者の2要素を複合化することで、血管を含む筋肉・骨などの組織の再生に有効なin vivo組織再生用足場材の創製を目指している。前年度（2019年度）は、線維芽細胞増殖因子-2とリン酸カルシウムを複合化した3次元足場材を作製し、組成・構造分析および組織再生用足場材としての機能評価を進めた。結晶構造分析の結果、足場材の表面に担持・複合化されたリン酸カルシウムが、当初想定していたアパタイトではなく非晶質リン酸カルシウム（ACP）であることが明らかとなり、ACP複合化足場材とアパタイト複合化足場材の比較検討を行う必要が生じた。このため当該年度（2020年度）は、前年度成果の取り纏め・成果発表（論文投稿）に平行して、以下の実験を行った。まず、初年度（2018年度）に構築した反応システムを用いて、ACPナノ粒子を複合化した足場材を作製した。足場材としては、3次元連通多孔質構造を有する生分解性コラーゲン顆粒を用いた。また、比較対象として、研究代表者らの従来の反応システムを用いて低結晶性アパタイトを複合化した足場材を作製した。未処理の足場材、ならびにACPあるいはアパタイトを複合化した足場材の表面組成・構造を走査電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分光分析装置、X線回折装置などを用いて確認した後、ラット頭蓋骨欠損モデルに埋入した。埋入部位の新生骨量、骨質などをX線CTイメージング、組織学的評価などにより評価した結果、未処理の足場材およびACP複合化足場材に対し、アパタイト複合化足場材において、埋入部位の骨再生が有意に促進されることが明らかとなった。本モデルにおいて、ACPナノ粒子の複合化が足場材の骨再生能に与える効果は認められなかった。

再生医学的三个要素是细胞、生长/分化因子和支架。在这项研究中，我们的目标是通过在体外结合后两种元素，创建一种用于体内组织再生的支架，该支架可有效再生肌肉和骨骼（包括血管）等组织。去年（2019年度），我们制作了结合成纤维细胞生长因子2和磷酸钙的三维支架材料，并作为组织再生支架材料进行了成分和结构分析以及功能评价。晶体结构分析结果显示，支架材料表面负载复合的磷酸钙为无定型磷酸钙（ACP），并非最初设想的磷灰石，并且发现ACP复合支架材料和磷灰石复合材料有必要对化学支架材料进行比较研究。为此，在本财年（2020年），我们在整理和展示上一年度结果（论文提交）的同时，进行了以下实验。首先，利用第一年（2018年）构建的反应系统，我们创建了由复合ACP纳米颗粒制成的支架材料。具有三维开孔结构的可生物降解胶原颗粒被用作支架材料。此外，为了进行比较，研究人员使用传统的反应系统创建了一种与低结晶磷灰石复合的支架材料。使用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射装置等确认未处理的支架材料以及与ACP或磷灰石复合的支架材料的表面成分和结构后，我们对大鼠头骨进行了检查。嵌入模型中。通过X射线CT成像、组织学评估等评估植入部位的新骨量、骨质量等，我们发现磷灰石复合支架在植入部位的比率明显低于普通支架。结果表明，未处理的支架和ACP复合支架显着促进了骨再生。在该模型中，没有观察到ACP纳米颗粒复合物对支架材料的骨再生能力的影响。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Functionalization of 3D collagen sponges with amorphous calcium phosphate nanoparticles for bone tissue engineering

用于骨组织工程的具有无定形磷酸钙纳米颗粒的 3D 胶原海绵的功能化

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Santhakumar Syama;大矢根綾子;中村真紀;古賀健司;宮田さほり;吉野友都;村椿光;宮治裕史
通讯作者：
宮治裕史

アパタイト成膜スキャフォールドの骨新生効果

磷灰石成膜支架的骨再生作用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
吉野友都;宮治裕史;Santhakumar Syama;中村真紀;大矢根綾子
通讯作者：
大矢根綾子

大矢根の研究

欧亚恩的研究

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

In situ precipitation of amorphous calcium phosphate nanoparticles within 3D porous collagen sponges for bone tissue engineering

用于骨组织工程的 3D 多孔胶原海绵内原位沉淀无定形磷酸钙纳米颗粒

DOI：
10.1016/j.msec.2020.111194
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Santhakumar; A. Oyane; M. Nakamura; K. Koga; S. Miyata; K. Muratsubaki; H. Miyaji
通讯作者：
H. Miyaji

In situ fabrication of amorphous calcium phosphate nanoparticles within 3D collagen sponges for bone tissue engineering

用于骨组织工程的 3D 胶原海绵内原位制造无定形磷酸钙纳米颗粒