成果報告書詳細
管理番号20150000000589
タイトル平成26年度成果報告書 「立体造形による機能的な生体組織製造技術の開発 細胞を用いた機能的な立体組織および立体臓器作製技術の研究開発 高機能足場素材とバイオ3Dプリンタを用いた再生組織・臓器の製造技術の開発」(オリンパステルモバイオマテリアル株式会社)
公開日2015/7/17
報告書年度2014 - 2014
委託先名オリンパステルモバイオマテリアル株式会社
プロジェクト番号P14028
部署名ロボット・機械システム部
和文要約本プロジェクトの目的は、臓器骨格を再現し、中心壊死を防止するためのライフラインと成長因子の傾斜配置を有する足場素材を作製することに主眼を置き、これに活性の高い細胞を搭載することにより、従来の機能を凌駕する再生臓器を創生することである。オリンパス テルモ バイオマテリアル株式会社は、「再生医療用三次元造形足場素材及びインクの開発」を富士フイルム株式会社と共同で担当し、H26年度の目標を以下としている。H26年度の活動と目標;「組織・臓器構築に共通する基盤技術を構築し、今後の研究開発の礎を築くことを目標とする。具体的には、材料および3次元造形技術に関する要素技術の原理を確認する。」造形用のインク材料として、富士フイルムの開発した、RGD(アルギニン-グリシン‐アスパラギン酸)配列(細胞接着配列)を含む「RCP( recombinant peptide based on human collagen type 1; ヒトI型コラーゲン様リコンビナントペプチド)」と、移植後自家骨に置き換わることが確認されているβ-TCP(β-tricalcium phosphate)を用いる。RCPまたはβ-TCP単独、及びRCP/β-TCPハイブリッド化材料に関して検討を行う。本年度は、まず骨組織の再生を念頭に、各インク材料の基本性能について検討を行った。材料の生物学的な性能として、骨組織の再生を考えた場合にインク材料へ求められる基本性能について、RCPを用いin vitro評価を行った。ウサギ骨髄細胞がRCP上で増殖しALP(アルカリ性ホスファターゼ)、TRAP(酒石酸耐性酸性ホスファターゼ)染色陽性となることを確認した。またRCP/β-TCPハイブリッド化技術の開発における基盤情報として、RCPや他蛋白質とβ-TCPとの相互作用をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)により評価し、電気的に相互作用している可能性があることを確認した。三次元造形用材料の設計については、積層造形により造形可能な粒子サイズを検討するため、粒径10-20 μmを初めのターゲットとしβ-TCP粒子を作製した。
英文要約The purpose of our project is to create high functional regenerated organs using a newly developed scaffold, these organs are superior to the organs created using conventional scaffold. We think that this purpose will be realized by developing the new scaffold focused as follows. 1. The new scaffold will have a bio- mimic structure. 2. Essential elements and growth factors to prevent the necrosis of inner part of the scaffold will be incorporated gradually on the new scaffold. 3. Bio-active cells will be seeded on the new scaffold. Olympus Terumo biomaterials Corp. and Fujifilm Corp. cooperatively take charge of the theme -Development of the inks for 3D manufacturing and the development of the scaffold for regenerative medicine using the inks-. The aims of 2014 are as follows -The establishment of essential technology for fabricating tissue and organ, the confirmation of essential technological principle on 3D manufacturing technology and materials-. As the ink for 3D manufacturing, Fujifilm’s RCP (recombinant peptide based on human collagen type 1) and β-TCP (β-tricalcium phosphate) were selected. RCP is developed by Fujifilm and enriched with RGD (arginine-glycine-aspartate) sequences to enhance cell adhesion. β-TCP is clinically used as an artificial bone replacement material which has absorbability in vivo and osteoconductive activity. The examination about RCP, β-TCP, and RCP/β-TCP-hybrid materials is to be done. In this business year, we confirmed the essential properties of ink materials objecting the regeneration of bone as first target. The essential properties of the ink as the material objecting the regeneration of bone was confirmed about RCP. Bone marrow cells from rabbit proliferated and ALP (alkaline phosphatase)-positive cells and TRAP (tartrate resistant acid phosphatase)-positive cells were both confirmed on RCP coated cell culture dishes. The interaction between some proteins including RCP and β-TCP was evaluated with HPLC (high performance liquid chromatography) to confirm basic properties of ink for RCP/β-TCP composite. As a result, it was suggested that proteins and β-TCP were electrostatically interacted with each other. β-TCP particles with 10-20 μm diameters were produced. For the additive manufacturing, the particle size of 10-20 μm was selected as first trial.
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