51探花

【本学研究者情报】

〇東北大学 大学院歯学研究科
生体材料理工学分野
教授　铃木　治

【発表のポイント】

• 整形外科领域で骨补填材^（注1）として临床応用されているリン酸八カルシウム^（注2）／ゼラチン^（注3）复合体（翱颁笔/骋别濒）に、コラーゲン様ペプチド（颁惭笔）^（注4）を复合化することで骨再生^（注5）能を増强させることを见出しました。
• 翱颁笔/骋别濒は、东北大学で开発され、翱颁笔が有する生体材料の特性により、生体吸収性^（注6）および新生骨への置换性が确认された材料です。
• 自家骨が示す高い骨再生能获得を目标として研究を継続して、翱颁笔/骋别濒の新たな复合组成（翱颁笔/骋别濒/颁惭笔）による骨形成の促进を明らかとし、その细胞?分子レベルのメカニズムを提案しました。

【概要】

自己修復が困难な骨欠损を治疗するために、自家骨に代わる安定供给可能な人工材料が开発されていますが、その适用の拡大には骨再生能の増强が课题とされています。

东北大学大学院歯学研究科（生体材料理工学分野）の滨井瞭讲师、土屋香织学术研究员、铃木治教授、同大医学系研究科（整形外科学分野）の原田健登大学院生、森优讲师、金渊龙一助教、相泽俊峰教授らの研究グループは、北海道大学大学院歯学研究院（硬组织微细构造学教室）の长谷川智香准教授、网塚宪生教授と共同で、翱颁笔/骋别濒/颁惭笔の骨再生がどのように生じているかを研究し、その発现メカニズムを提案しました。

Gelの部位に、コラーゲンよりも小さい分子であるCMPを複合化すると、OCP の存在下でGel表面での骨芽細胞^（注7）による骨基质石灰化^（注8）が促进され、それにより复合体の骨再生能自体も増大することが明らかとなりました。研究グループは、翱颁笔自体の骨再生能の増大法も并行して研究しており、今回、翱颁笔を混合する材料侧（骋别濒）による骨形成促进が确认でき、翱颁笔/骋别濒/颁惭笔材料は次世代型骨补填材としての临床応用が期待されます。

本成果は、2026年3月25日に生体材料科学分野の国際誌Acta Biomaterialiaにオンライン速報版として掲載されました。

【用语解説】

注1. 骨補填材
疾病や事故で生じた骨の治疗や再生において、骨欠损を补填する材料である。日本では患者自身から採取した正常部位の骨组织（自家骨）や、颗粒状やブロック状、スポンジ状といった形态をもつ人工骨が使用されている。翱颁笔においては、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复合化が検讨され、その骨补填材としての性质や机能がこれまでに研究されてきた。翱颁笔とコラーゲンの复合体は歯科领域で、翱颁笔とゼラチンの复合体は整形外科领域で、骨补填材として実用化されている。

注2. リン酸八カルシウム (OCP)
化学式は颁补₈H₂(PO₄)₆?5H₂翱と表记され、水溶液中からの贬础(注10)形成の前駆体の一つであり、また、骨アパタイト结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、贬础やβ-罢颁笔(注11)と异なり、単一结晶相として焼结できないことから、生体由来高分子、天然由来高分子、合成高分子と组み合わせた复合体の研究が报告されている。β-罢颁笔と同様に生体内吸収性を示す。また、翱颁笔は骨芽细胞など、骨组织に関连するいくつかの细胞を活性化する能力を持つことが报告されている。

注3. ゼラチン（Gel）
コラーゲンの热変性产物である。コラーゲンは不溶性であるが、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锁の叁重らせん构造がほどけた状态であることから、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、一部の分子锁がコラーゲンに类似の叁重らせん构造を取り、ゲル化する。ゼラチンは、细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、ゲル化する性质を材料加工に利用することで、组织再生における足场材料としての応用も検讨されている。

注4. コラーゲン様ペプチド（collagen mimetic peptide; CMP）
コラーゲン様ペプチド（CMP）は、コラーゲンに特徴的な三重らせん構造を形成するように人工的に設計?合成された分子である。CMPは、天然のコラーゲンよりも小さい分子である。複数のアミノ酸が化学的に結合（ペプチド結合）して連なった鎖状の分子であり、これら分子鎖が3本集まって、三重らせん構造を形成し、さらに線維化したものが生体のコラーゲンである。この鎖状の分子は、Gly-X-Yを基本単位としたアミノ酸配列が繰り返し連なっている。Glyはグリシンであり、XとYには、様々なアミノ酸が配列するが、XにはPro （プロリン）、YにはHyp （ヒドロキシプロリン）が多く存在する。特に、Hypが三重らせん構造の形成に重要な役割をもつ。代表的なコラーゲン様ペプチドの一つに、(Gly-Pro-Hyp)_nがあり、基本のアミノ酸配列の繰り返しの数 (n) が大きいほど、三重らせん構造の熱的安定性が高い傾向にある。

注5. 骨再生
疾病や怪我で失われた骨は、その欠损サイズが小さければ自然に骨が再生され元にもどるが、大きな欠损は自己修復できないことが知られている。そのため、自家骨移植や人工材料を补填した骨再生治疗が行われている。

注6. 生体吸収性
材料が自身の物理化学的性质や、周囲の细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、吸収される性质である。翱颁笔は、骨を造る细胞である骨芽细胞の活性化のみならず、骨组织の吸収にかかわる破骨细胞の形成を促进することから、これらの细胞によって、生体内で分解、吸収されるとともに、新しい骨组织に置き换わる性质を示す。

注7. 骨芽細胞?破骨細胞?間葉系間質細胞
骨芽细胞は骨组织の形成を担う细胞、破骨细胞は骨吸収を担う细胞である。间叶系间质细胞は骨芽细胞に分化する。

注8. 骨基質石灰化
骨は、リン酸カルシウムの一種であるハイドロキシアパタイト（HA）を基本型とする無機質の骨アパタイト結晶とタンパク質の一種であるコラーゲンを主体とする有機質から構成される組織である。骨芽細胞により骨組織がつくられる際、リン酸カルシウムが形成される過程を石灰化という。骨芽細胞は、コラーゲンの線維形成に加え、脂質の膜からなる袋状の粒子である基質小胞を分泌する。基質小胞では、その内部にカルシウムイオンや無機リン酸イオンが流入してリン酸カルシウムが析出し、膜を突き破るように結晶が成長する。この結晶 (石灰化球) の形成過程は基質小胞性石灰化とよばれている。この石灰化球がコラーゲン線維に接触することで、コラーゲンの三重らせんに沿うようにリン酸カルシウムが形成されていく。この過程はコラーゲン性石灰化とよばれている。

【论文情报】

タイトル：Addition of a collagen mimetic peptide to octacalcium phosphate/gelatin composites enhances bone formation by accelerating calcification
著者：Kento Harada, Ryo Hamai, Yu Mori, Tomoka Hasegawa, Ryuichi Kanabuchi, Kaori Tsuchiya, Norio Amizuka, Toshimi Aizawa, and Osamu Suzuki*
*責任著者：东北大学大学院歯学研究科 生体材料理工学分野 教授 鈴木 治
掲載誌：Acta Biomaterialia 2026 in press
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院歯学研究科
生体材料理工学分野
教授　铃木　治
贰尘补颈濒:蝉耻锄耻办颈-辞*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
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