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NIMSなど、骨の再生を促進する複合多孔質足場材料を開発

NIMSなど、骨の再生を促進する複合多孔質足場材料を開発

独立行政法人 物質・材料研究機構(NIMS)、独立行政法人 理化学研究所 および独立行政法人 国立成育医療研究センターは、骨の再生を促進する複合多孔質足場材料の共同開発に成功した。大きな欠損をもつ骨組織の再生医療に役立つことが期待される他、軟骨や皮膚など様々な組織の再生にも応用できる可能性があるという。

けがや病気などによって骨に大きな欠損ができた場合、骨組織が本来もつ再生・修復能力には限りがあるため、多孔質材料などの 足場材料を用いた再生医療が有望と考えられている。しかし、細胞親和性と力学強度にすぐれた足場材料を単一の原料から作製することは困難なため、我々はこれまで天然高分子と生体吸収性合成高分子を複合化した多孔質足場材料を開発し、骨の再生に有効であることを既に示した。ただし、足場材料のみで骨欠損を修 復するのには限界があり、骨形成の誘導能力をいかにして高めるかが課題であった。

今回の研究では、骨形成を誘導するBMP4とよばれる タンパク質を、既に開発した足場材料に加え、BMP4とコラーゲンスポンジ、PLGAメッシュの三者を複合化した多孔質足場材料を開発することに成功した。複合化によってBMP4の生理活性が失われないように、コラーゲンに結合可能なアミノ酸配列と融合したタンパク質を遺伝子工学の方法で合成した。

開発した複合多孔質足場材料は、生体内のナノ構造を有する細胞微小環境を模倣したものであり、マウスに移植した状態でも骨形成を誘導する効果が持続した。

今回開発したコラーゲン/PLGA/BMP4複合多孔質足場材料は、大きな欠損をもつ骨組織の再生医療に役立つことが期待される。また、他の種類の生理活 性タンパク質もコラーゲン結合部位を導入した後、足場材料に複合化することが可能であり、軟骨や皮膚など様々な組織の再生にも応用可能性をもつ。

本研究成果は、学術誌Biomaterials誌のオンライン電子版に近く公開される予定だ。

 

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