骨組織におけるヒアルロン酸の用途は何ですか?

外傷、腫瘍、先天性奇形、感染症などの病理的要因による骨組織の欠陥は、臨床整形の問題の一つであり、この問題を解決するための主要な方法は骨移植である[1]。骨移植は、主に自家の骨移植、同種の骨移植または同種の骨移植に分けられるが、自家の骨移植は自家の骨量が不足し、感染しやすく、患者に再外傷を与えるなど問題が多い。同種の骨移植は高価である。同種骨移植は高価であり、免疫拒絶反応を起こす。骨修復材料の代替として組織工学的に作製された生体材料骨は、生体修復材料の欠陥を回避することができます[2]。

理想的な組織の足場にはいくつかの特性がある。良好な生体適合性;適切な生分解性と最終的な消失;材料の良好な細胞-細胞界面は、細胞接着を可能にし、細胞の成長を促進し、細胞分化を保持する;三次元の多孔質構造と良好な多孔性は、細胞の浸潤と血管形成を可能にします;また、ある程度の機械的強度があり、製作が容易である[3]。ヒアルロン酸は、骨の生体材料研究の新しいホットスポットです。ヒアルロン酸は、高い粘弾性、可塑性、優れた吸水性、浸透性、生体吸収性を有しており、免疫抗原ではありません。修飾されたヒアルロン酸は、本来の優れた特性を維持するだけでなく、その特性を向上させ、より人間の環境に適応できるようにします[4]。したがって、ヒアルロン酸は今、生体工学の骨組織のホットスポットです。

変形性関節症治療におけるヒアルロン酸の1アプリケーション

変形性関節症は、最も一般的な膝の傷害や関節疾患の一つであり、の注入ヒアルロン酸(ガラス酸ナトリウム)変形性関節症の一般的な治療法となっています文献によると、manicourtら[5]は、関節の生理学的ストレスが増加するとヒアルロン酸の含有量が増加すると報告しており、プロテオグリカンポリマーの重要な構成要素であるヒアルロン酸がストレスに対する緩衝作用を持つ可能性があることを示唆している。滑液中のヒアルロン酸は、タンパク質と結合すると負電荷量が大きく、吸水力が強く、粘度が高いという特徴があります。プロテオグリカンポリマーは滑膜流体の潤滑性と粘弾性を高め、潤滑剤と関節軟骨の間に高い親和性を与える。ヒアルロン酸とプロテオグリカンは、関節表面にしっかりと付着して潤滑剤の役割を果たし、関節の動きに対する抵抗を減らし、過度の機械的摩耗から関節軟骨を保護します。

川崎ら[6]ヒアルロン酸を報告しましたコンドロイチン硫酸の合成を自分の軟骨細胞培養増加しゲルのうどんコラーゲンて、ストーブらであった。【7】ヒアルロン酸て減少自分proteoglycans制作osteoarthritic患者がヒアルロン酸抑制されるIL-1proteoglycansを誘導の引き下げは、菊池ら[8]報道外因性の生産量がヒアルロン酸高まっコンドロイチン海苔で巻い警鐘を鳴らした。菊池ら。[8]外因性ヒアルロン酸による動き訪朝団新たに証言proteoglycans pericellularから位マトリクスの軟骨に自分の軟骨細胞珠藻手を媒体、組織が見つかりましたそのことから、ヒアルロン酸であるproteoglycansの分布や行动にも影响を与える可能性がある保護効果cartilaginousたecmなのですさらに、ヒアルロン酸はフリーラジカル細胞の残骸のスカベンジャーであり、ヒアルロン酸によって形成されたポリマーメッシュに埋め込まれ、関節内で急速に代謝するため、細胞の残骸の除去に貢献し、軟骨細胞の代謝物の除去を助けます。

2軟骨や骨の欠陥の修復におけるヒアルロン酸と生体因子の組み合わせ

2.1軟骨細胞の増殖を促進する

軟骨が損傷した後、自身の修復能力に限界があり、軟骨細胞を移植する方法が注目されている。研究では、インスリン様成長因子1が軟骨修復に重要な役割を果たしていることが示されている。ヒアルロン酸は軟骨基質の主要成分の一つです。論文によると、インスリン様成長因子-1は、関節軟骨細胞に調節効果を持つことが確認されている最初の成長因子である。しかし、半減期が短く、分解しやすく、内部要因による干渉を受けやすいため、その影響は限定的である[9-10]。

ヒアルロン酸は負に帯電しています強い親水性と高い接着性を持ち、軟骨細胞との親和性が高い。また、ヒアルロン酸chondroinduction機能を有する、栄養を供給するできる関節軟骨細胞を、合成参加proteoglycan高分子、建築ブロックとして自分の表面glycoproteoglycansを通じて細胞表面的な関節の拡散を促进するとともに、uncalcified軟骨もの厚さを維持関節軟骨の修理も、積極的に推進退行性をある程度[12]変わります6、7件報告されてれてヒアルロン酸の组み合わせとインスリン様成長factor-1体外文化の人間自分中手骨軟骨細胞の安定的管理にね自分ヒアルロン酸の拡散を促すため、細胞を提供した高密度自分自生体外細胞を確保する新しい方法は、正常机能また、自己軟骨細胞移植や軟骨組織工学の研究のための実験的基盤も提供している[13]。

異2.2合成移植片移植

骨折の修復に一般的に使用される材料は、同種凍結乾燥骨ですが、同種凍結乾燥骨の誘導活性が弱く、骨形成能が低いため、修復過程で骨伝導のための足場としてのみ機能します。現代の分子生物学技術の発展は、骨の成長因子の骨生成と骨誘導活性のより深い理解をもたらし、骨の成長因子と適切なキャリアを組み合わせた骨の移植は、骨の欠陥の治療の新しいトレンドとなっている。基礎線維芽細胞増殖因子を融合させた移植が文献で報告されているヒアルロン酸ゲルまた、凍結乾燥した骨を骨欠損部に合成すると、骨欠損の修復に効果がある[14-15]。bfgfは、間葉系細胞、軟骨細胞、骨芽細胞の増殖を刺激し、骨と軟骨細胞への間葉系細胞の分化を誘導することができる;血管内皮細胞の増殖を刺激し、新卵巣形成を促進する[16]。

基本的な線維芽細胞増殖因子の上記の生物学的性質に基づいて、それはありましたヒアルロン酸配合凍結乾燥骨はそれぞれの長所を生かして骨芽細胞の成長を促進します。この実験の組織学的区間によると:かなり早い段階で大量の間充織細胞が骨が見え欠陥複雑な繊维芽细胞基本を含む地域ヒアルロン酸lyophilized骨、紐の形で二人の骨折の架け橋となった傾向を示している区分である骨やchondroblasts新骨や軟骨と諸島の登場で中期になると、この地域に新卵細胞が形成され、骨化の過程で軟骨組織が成熟し、島々が融合して1つの骨になる。ヒアルロン酸と凍結乾燥骨群の新しい骨と軟骨の量は、基本的な線維芽細胞、ヒアルロン酸と凍結乾燥骨複合体群のそれよりも有意に低く、分布にばらつきがあった[17]。

报道が出て、文学の役割の基礎線維芽細胞成長因子になることは、あの間充織の拡散を刺激細胞骨修復の初めですが—も後者軟骨クズ成長因子などもosteoinductiveな要因として働き骨や自分の軟骨細胞に分化する骨刺激開始過程の修繕欠陥ですんだ。新卵巣形成の成長に伴い、移植片への血液供給が再確立され、内軟骨骨化が促進され、移植片の置換と新しい骨の成熟が促進され、治癒時間が短縮される。マトリクスとしてのヒアルロン酸は、細胞成長のための栄養素と三次元空間を提供し、骨組織の修復を促します[18]。

3改変ヒアルロン酸複合体の生体骨組織への応用

ヒアルロン酸分解しやすく、分解時間は分子量と密接に関係しています。したがって、生体内のヒアルロン酸分子の分解時間を延ばすためには、天然のヒアルロン酸ナトリウム分子よりもはるかに高分子量の誘導体、すなわち架橋型ヒアルロン酸ナトリウム誘導体を化学修飾によって調製する必要があります。準備を取り込んだhyaluronateナトリウムに向かうの原則1つまたは複数の組み合わせを使用して化学架橋マネジャーの使用架橋エージェント(酸化減少エステル化、aldolisation、等)をヒアルロン酸分子の化学反応を受ける、ヒアルロン酸分子またはヒアルロン酸架橋エージェント架橋と一绪だと[19]

架橋反応が長くなるヒアルロン酸分子溶解性を増減させ、機械的強度や人体による劣化に対する耐性を向上させます。そのため、ヒアルロン酸の様々な化学修飾が行われ、骨組織工学の研究に応用されてきました。martinez-sanzらはアミノプロパネトリオールを架橋剤として、アミド化によってペリレンhaマトリックスを形成し、このヒアルロン酸誘導体が骨形成タンパク質-2と複合したものであることをでvitro試験で証明した。この化合物を体内に頭蓋ネズミの表面組織学试験の骨形成ががあった披露し新境地する経頭蓋8週間後の表面の表現osteocalcin骨髄血管新生も高校のつまりperylenic-hyaluronic酸として働くことができosteoblast-2に骨を促進できるキャリア応用した。この発見は、その後の研究によって確認されている[18-19]。

baeら[20]は、これらの効果を観察したphotocuredヒアルロン酸骨再生のシンバスタチンとの組み合わせ。その結果、2-アミノエチルメタクリル酸-ヒアルロン酸マトリックスの粘弾性は、ヒアルロン酸マトリックスに比べて著しく向上し、mc3t3-e1細胞増殖の増加を促進するシンバスタチンの安定的かつゆっくりとした放出を調節することができた。mc3t3-e1細胞は増殖し分化したため、新たな骨形成が誘導された。すなわち、シンバスタチンと光ヒアルロン酸が組み合わさり、組織改変骨の優れた足場となる可能性がある。

lisignoliら[21]が調査したヒアルロン酸の骨形成由来するエステル化ベンジルエステル、ヒアルロン酸に関連してmurineモデルの骨髄細胞大骨に細胞が治療を行なっアルカリ性どこ線維芽細胞成長因子補完またはmineralisation補作媒体ではなく結果マトリックスが著しく増大粘度繰り広げられた。細胞が培養基mineralisationで植えるアルカリ性の線維芽細胞成長因子の有無に関わらず、癒し欠陥では评価を得たように40過ぎると、60、80、200 d。でvivo研究が証明していることは適当な車両がhyaluronateベンジル骨欠陥修理著しく加速の骨のmineralisation结合していた骨髄細胞とアルカリ性線維芽細胞成長factor.4成長因子とヒアルロン酸複合体は、骨修復にも適しています。

4ヒアルロン酸複合体と骨組織の成長因子

ヒアルロン酸は良いキャリアですインテグリンは細胞表面受容体の主要なファミリーであり、細胞の細胞外マトリックスへの細胞の接着を仲介します。23kisieら[24]ヒアルロン酸とインテグリン上の特定のリガンドを共有結合してヒアルロン酸インテグリンマトリックスを形成し、マウスモデルの大きな骨欠損におけるヒアルロン酸インテグリン複合体の効果を調べた。

比較してみましたヒアルロンacid-integrinハイドロ細胞接着と骨増殖因子送達の有意な増加を示し、組換えヒト骨芽細胞の骨形成能をさらに増強した2。したがって、ヒアルロン酸-インテグリンマトリックスは、成長因子の運搬体として使用することができ、臨床応用の可能性を秘めている。ヒアルロン酸複雑なのはホットスポットの研究近年では生体材料研究のこのような复雑な利点を結合自分用の資料そして,独自の欠点を補うして無類の利点以外の素材を持つ深層的ではないが研究を通じて、組織適合性、炎症やdegradability理想の合成でしょう今后の研究の可能性をホットスポットとなっている。

5つの問題と展望

ヒアルロン酸は生体適合性に優れた生分解性生体材料であり、その親水性は細胞の吸着、成長、分化に重要な役割を果たしています。それは、新しい骨組織の成長を支持し、刺激するための仮骨格として使用することができ、一定期間の機械的支持機能を完了した後、徐々に劣化して新しい骨組織に置き換えられます。大量基にした実験研究が証明するようにhydrogelsのヒアルロン酸に重なりインスリン様成長要素、成長因子BMP-2を自分成長环境を提供することは、骨と骨髄性細胞や立体構造にすばらしい溶解水ず免疫反応いいdegradabilityを取ったのはヒアルロン酸の利点しかし、臨床に応用するには克服すべき多くの困難が残っている[28-29]。ヒアルロン酸は80年以上前から発見されています。ヒアルロン酸は80年以上前から発見されており、眼科、関節外科などの研究分野で利用されており[30-33]、生体組織の生体材料の基礎として利用されるのは新しい展開である。近年、ヒアルロン酸を足場とする生体材料の実験研究が盛んに行われており、近い将来、実際に臨床で使用されることが期待されています。

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