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平成14年でのMC3-T3細胞、骨髄細胞を用いたin vitro実験の結果、ハイドロキシアパタイトファイバーシート(HAシート)は、気孔率、気孔径の調節が自在にでき、細胞の三次元培養が可能であると同時に、その高い生体親和性から、蛋白の担体としても利用可能と考えられる.平成14年度に作製した、ラット脊椎固定術モデルを用いて、平成15年度は、(1)recombinant human bone morphogenetic protein-2(rhBMP-2)を付加したHAシートをrhBMP-2のcarrierとして利用し、脊椎固定術に応用可能か(2)骨芽細胞を内部で培養したHAシートが骨再生のscaffoldとして利用可能か、移植実験動物モデルへの移植を行い評価した.実験(1):ラット脊椎固定術モデルに対し,異なる量のrhBMP-2(5,10,15μg)を付加したHAシートを移植骨として用い、第5〜6腰椎間両側後側方固定術を施行した.術後腰椎を一塊として摘出,骨癒合の有無を評価した.実験(2):1日齢ラット頭蓋骨由来の骨芽細胞様細胞を培養シャーレで培養後、トリプシン処理で細胞懸濁液を作成した.これを気孔率と気孔径が95%、5μm(SO)、99%、250μm(S2000)の2種類のHAシートに5×10^6個の細胞数で播種し、2週間培養した.それらをヌードマウス皮下に移植し、1〜4週目に試料を摘出、光顕による観察を行った.実験結果(1):10,15μg付加群の全例で移植後4週以内に骨癒合を得た.実験結果(2):移植後早期には、S2000のほうがより多くの細胞がシート内部に三次元的に付着、増殖していた.しかし移植後4週目以降は、S2000では元の約半分の大きさに縮小、内部の細胞も減少したが、力学的強度で勝るSOでは内部に軟骨細胞様細胞が充満し、旺盛な内軟骨性骨化を認めた.よってHAシートは、骨再生における骨芽細胞のscaffoldとしても使用可能であるだけでなく、rhBMP-2の担体として有用であり、脊椎固定術へも応用可能と考えられた.

【研究分担者】
相澤守	明治大学	理工学部	助教授	(Kakenデータベース)