整形外科領域の骨疾患治療に向けた リン酸八カルシウム（OCP）骨補填材の実用化に成功 ニプロ株式会社との産学連携で四肢骨等の骨補填材へ適用開発

整形外科領域の骨疾患治療に向けたリン酸八カルシウム（OCP）骨補填材の実用化に成功ニプロ株式会社との産学連携で四肢骨等の骨補填材へ適用開発

2024年10月 8日 15:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇歯学研究科顎口腔機能創建学分野　教授　鈴木治
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

東北大学はニプロ株式会社と共同で、整形外科領域の四肢骨等の骨欠損を対象とした、リン酸八カルシウム^（注１）／ゼラチン^（注２）複合体(OCP/Gel)からなる骨補填材^（注３）の開発に成功しました。ニプロ株式会社が製品として販売を開始します。
OCP/Gelは、骨折、腫瘍、変形性関節症などの骨関節疾患における骨欠損への適用^（注４）が可能であり、生体吸収性^（注５）と新生骨への置換性が確認された材料です。
東北大学は、1990年代始めにOCPが高い骨形成能を有することを世界で初めて報告した研究を発端として、OCP生体材料の研究領域を開拓し、OCP/Gelの材料基本型を開発しました。OCPは骨形成と吸収を担う骨芽細胞分化促進能および破骨細胞形成促進能を有することが確認された材料です。

【概要】

東北大学大学院歯学研究科（顎口腔機能創建学分野）の鈴木治教授、濱井瞭助教、医学系研究科（整形外科学分野）の井樋栄二名誉教授、相澤俊峰教授、森優講師らは、東北大学病院臨床研究推進センター（CRIETO）の開発支援を受け、ニプロ株式会社と共同で、整形外科領域の四肢骨等の骨欠損に適用可能な骨補填材を開発し、ニプロ株式会社が製品として販売を開始します。

OCPは、鈴木治教授により世界に先駆けて高い骨形成能が見出された人工合成の無機材料です(参考文献1）。 OCP/Gelでは、最適なGelの分子量を選択し、またOCPの分散状態を制御することにより、力学的性質（弾性）に優れ、湿潤下においても繰り返し変形性を維持することが可能となり、骨欠損埋入において高い操作性を有します。将来的には整形外科領域の骨疾患全般へ適用拡大して有効性?安全性を確認しつつ臨床治療例を取得していく予定です。

【用語解説】

注1．リン酸八カルシウム　化学式はCa₈H₂(PO₄)₆?5H₂Oと表記され、水溶液中からのHA形成の前駆体のひとつであり、また、骨アパタイト結晶の前駆体とも考えられてきた生体材料である。リン酸オクタカルシウムとも称されている。化学式が示す通り、多量の水を含むため、HAやβ-TCPと異なり、単一結晶相として焼結できないことから、生体由来高分子、天然由来高分子、合成高分子と組み合わせた複合体の研究が報告されている。β-TCPと同様に生体内吸収性を示す。また、OCPは骨芽細胞など、骨組織に関連するいくつかの細胞を活性化する能力を持つことが報告されている。

注2.ゼラチン　コラーゲンの熱変性産物である。ゼラチンは、ある温度以上ではコラーゲンに特徴的な分子鎖の三重らせん構造がほどけた状態であることから、水に溶けやすい。一方で、ゼラチン水溶液をある温度以下で冷却すると、一部の分子鎖がコラーゲンに類似の三重らせん構造を取り、ゲル化する。ゼラチンは、細胞接着性を示すとともに、生体内の酵素によって分解されることから生体吸収性を示し、ゲル化する性質を材料加工に利用することで、組織再生における足場材料としての応用も検討されている。

注3.骨補填材　疾病や事故で生じた骨の治療や再生において、骨欠損を補填する材料である。日本では患者自身から採取した正常部位の骨組織（自家骨）や、顆粒状やブロック状、スポンジ状といった形態をもつ人工骨が使用されている。特に、骨伝導性を示す骨補填材は、その表面で骨芽細胞の作用により新生骨組織が形成され、周囲の既存骨と結合する性質を示す。OCPにおいては、形状付与による操作性向上の観点から、これまでにコラーゲン、ゼラチン、アルギン酸、ヒアルロン酸、乳酸-グリコール酸共重合体といった生体吸収性高分子材料との複合化が検討され、その骨補填材としての性質や機能がこれまでに研究されてきた。OCPとコラーゲンの複合体は、歯科領域で骨補填材として実用化されている。

注4.対象疾患上肢骨折部骨欠損、良性骨腫瘍、骨折治療材料除去後の骨欠損、骨盤からの採骨後の骨欠損の補填等へ適応可能である。

注5.生体吸収性材料　自身の物理化学的性質や、周囲の細胞が分泌する酵素の作用によって生体内で溶解もしくは分解され、吸収される材料である。OCPは、骨を造る細胞である骨芽細胞の活性化のみならず、骨組織の吸収にかかわる破骨細胞の形成を促進することから、これらの細胞によって、生体内で分解、吸収されるとともに、新しい骨組織に置き換わる性質を示す。

詳細（プレスリリース本文）