三重周期最小表面構造に基づく二重螺旋チタン合金スキャフォールドの骨修復への応用研究 学術的背景 骨欠損修復は、特に外傷、腫瘍、炎症などの疾患によって引き起こされる臨界サイズ骨欠損（critical-size bone defects）の場合、整形外科分野における重要な課題です。現在、臨床で一般的に使用されている骨修復方法には、自家骨移植と同種骨移植があります。しかし、自家骨移植にはドナー部位の損傷やドナー骨量の制限が問題となり、同種骨移植では免疫拒絶反応や疾患伝播のリスクが生じます。そのため、骨組織工学（bone tissue engineering, BTE）は、従来の治療法を代替する重要な戦略となっています。チタン合金は、その優れた機械的特性、生体適合性、耐食性から、臨床骨修復に広く使用...

マグネシウムとガリウム共担持マイクロスフェアによる骨修復の加速 学術的背景 骨欠損（bone defects）は、感染、腫瘍切除、または機械的外傷によって引き起こされる臨床上の一般的な問題です。骨欠損は患者の生活の質に影響を与えるだけでなく、機能喪失を引き起こす可能性もあります。骨移植（bone grafting）は現在、骨欠損の主な治療法ですが、ドナー不足、感染リスクの高さ、免疫拒絶反応などの問題があります。さらに、骨移植の高コストと複数回の手術の必要性は、社会経済的な負担をもたらします。そのため、骨再生を促進し、感染を防止するバイオマテリアルの開発が重要です。 近年、生分解性マイクロスフェア（bioresorbable microspheres）が薬物送達担体として注目されています。これ...

新型心臓弁膜設計：高剛性ポリマー材料と生体模倣運動学に基づく研究 学術的背景 心臓弁膜疾患は世界的に重要な健康問題であり、年間85万人以上の患者が心臓弁膜置換手術を受ける必要があります。現在、臨床で使用されている心臓弁膜は主に2種類に分けられます：機械弁膜と生体弁膜です。機械弁膜は炭素またはチタンで作られており、耐久性が高いですが、血液動態性能が劣り、血流キャビテーションを引き起こしやすく、患者は生涯にわたって抗凝固薬を服用する必要があります。一方、生体弁膜は牛や豚の心膜組織で作られており、長期的な抗凝固療法は不要ですが、耐久性が低く、長期間使用すると弁膜の劣化や構造的故障が発生します。そのため、長期的な耐久性と良好な血液動態性能を兼ね備えた新しい心臓弁膜の開発が現在の研究の焦点となっていま...

3DバイオプリンティングGelMA水ゲル中のCav3.3を介した軟骨内骨化研究 研究背景 骨の成長は複雑なプロセスであり、その中で成長板（Growth Plate, GP）は長骨の縦方向の成長に重要な役割を果たしています。成長板は軟骨内骨化（Endochondral Ossification, EO）プロセスを通じて骨の成熟を調節します。しかし、成長板の機能障害は成長遅延や骨形成不全を引き起こす可能性があります。成長板の研究は骨の成長や関連疾患の理解において重要ですが、その複雑な時空間的変化により、体内研究は制限されています。近年、三次元（3D）バイオプリンティング技術の発展により、成長板の生理的および病理的機能を体外で研究するための新しいモデルが提供されています。しかし、軟骨内骨化プロセス...

光架橋ヒト羊膜ハイドロゲルを用いた脊髄損傷修復 学術的背景 脊髄損傷（Spinal Cord Injury, SCI）は、重篤な神経疾患であり、患者の運動機能喪失や生活の質の低下を引き起こすことが多い。近年、組織工学と再生医学が著しい進歩を遂げているが、脊髄損傷後の機能回復は依然として世界的な課題である。主な問題は、損傷部位での新しい軸索の再生が困難であり、瘢痕組織の形成が神経修復を阻害することにある。ヒト羊膜（Human Amniotic Membrane, HAM）は、神経成長の保護、瘢痕形成の抑制、および新生血管形成の促進といった利点を持つ生体材料であるが、その弱い物理的特性が脊髄損傷治療への応用を制限している。 この問題を解決するため、研究者らは化学修飾と光架橋技術を用いてヒト羊膜の...