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J-GLOBAL ID：202102286580421385   整理番号：21A2112859

ゼラチン修飾カルシウム/ストロンチウム水素リン酸塩は骨芽細胞/破骨細胞共培養および骨粗鬆症ラット大腿骨欠損において骨再生を刺激する in vitro翻訳からin vivo翻訳まで【JST・京大機械翻訳】

Gelatin-Modified Calcium/Strontium Hydrogen Phosphates Stimulate Bone Regeneration in Osteoblast/Osteoclast Co-Culture and in Osteoporotic Rat Femur Defects-In Vitro to In Vivo Translation

著者 (19件)： Kruppke Benjamin (Institute of Materials Science, Technische Universitaet Dresden, Max Bergmann Center of Biomaterials, 01069 Dresden, Germany) ,  Ray Seemun (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Alt Volker (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Alt Volker (Experimental Trauma Surgery, Justus-Liebig-University of Giessen, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Rohnke Marcus (Institute of Physical Chemistry, Justus-Liebig-Universitaet Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Giessen, Germany) ,  Kern Christine (Institute of Physical Chemistry, Justus-Liebig-Universitaet Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Giessen, Germany) ,  Kampschulte Marian (Justus-Liebig-Universitaet Giessen, Klinik fuer Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Klinikstr. 33, 35392 Giessen, Germany) ,  Heinemann Christiane (Institute of Materials Science, Technische Universitaet Dresden, Max Bergmann Center of Biomaterials, 01069 Dresden, Germany) ,  Budak Matthaeus (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Adam Josephine (Institute of Materials Science, Technische Universitaet Dresden, Max Bergmann Center of Biomaterials, 01069 Dresden, Germany) ,  Dohner Nils (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Dohner Nils (Institute of Physical Chemistry, Justus-Liebig-Universitaet Giessen, Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Giessen, Germany) ,  Franz-Forsthoffer Lucretia (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Khassawna Thaqif El (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Heiss Christian (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Heiss Christian (Experimental Trauma Surgery, Justus-Liebig-University of Giessen, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Hanke Thomas (Institute of Materials Science, Technische Universitaet Dresden, Max Bergmann Center of Biomaterials, 01069 Dresden, Germany) ,  Thormann Ulrich (Department of Trauma, Campus Giessen, Hand and Reconstructive Surgery, University Hospital Giessen-Marburg GmbH, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany) ,  Thormann Ulrich (Experimental Trauma Surgery, Justus-Liebig-University of Giessen, Rudolf-Buchheim-Str. 7, 35385 Giessen, Germany)
資料名： Molecules (Web)  (Molecules (Web))
巻： 25  号： 21  ページ： 5103  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7014A  ISSN： 1420-3049  CODEN： MOLEFW  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 前処理された骨(例えば,骨粗鬆症)における大きな欠損の場合の骨置換のための生体材料の開発と特性化は,様々な分野の密接な協力を必要とする。特に興味深いのは,細胞レベルでin vitroで,動物実験でin vivoで表現されている効果である。本症例では,共培養との関連で骨芽細胞対破骨細胞の比率の材料に基づく変化を調べ,骨粗鬆症ラットの骨欠損における骨再生の材料に基づく刺激に対する等価性を示した。5:5および3:7の沈殿溶液中のCa:Sr比を有するゼラチン修飾カルシウム/ストロンチウムリン酸塩は,in vitroおよびin vivoの両方で両レベルで骨形成反応を引き起こした。骨芽細胞の刺激および破骨細胞活性の阻害は,より高いストロンチウム含有量を有する材料上での培養中に証明された。同じ材料はin vitroで破骨細胞活性の減少を引き起こした。in vivoでは,増加したストロンチウム含有量を有する材料の正の効果が免疫組織化学により観察され,例えば組織容積比への骨容積の増加,骨形態形成蛋白質-2(BMP2)発現の増加,および核因子κ-Bリガンド(RANKL)/オステオプロテゲリン(OPG)比の受容体活性化因子の有意な低下により観察された。さらに,材料劣化と骨再生を,ToF-SIMSと-CTイメージングによるステージスキャンを用いて6週間後に調べた。欠陥領域を超える領域に由来する欠陥とストロンチウム信号中の残りの材料は,周囲の鉱化組織へのストロンチウムイオンの取込みを示す。このように,材料固有の性質(生物活性イオンの放出,溶解性および分解性,機械的強度)は,in vitroでの細胞反応およびin vivoでの骨再生に直接影響した。これに基づき,将来,材料を合成し,特に患者特異的なニーズおよびそれらの骨状態に適応した。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *カルシウム ,  *ストロンチウム ,  *ゼラチン ,  骨形成 ,  *ラット ,  画像処理 ,  鉱化作用 ,  *破骨細胞 ,  *骨粗鬆症 ,  *in vitro実験 ,  *骨芽細胞 ,  *共培養 ,  RANKL
準シソーラス用語： *骨再生 ,  *骨欠損 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 生体模倣材料 ,  骨粗鬆症 ,  破壊欠陥 ,  共培養 ,  リン酸カルシウム ,  リン酸ストロンチウム

分類 (3件)： 植物の生化学  (EH01050J) ,  生薬の薬理の基礎研究  (GX06020J) ,  その他の代謝作用薬の基礎研究  (GW13060I)

引用文献 (45件)：

• Cheung, W.H.; Miclau, T.; Chow, S.K.-H.; Yang, F.F.; Alt, V. Fracture healing in osteoporotic bone. Injury 2016, 47, 21-26.
• Chen, C.-H.; Wang, L.; Serdar Tulu, U.; Arioka, M.; Moghim, M.M.; Salmon, B.; Chen, C.-T.; Hoffmann, W.; Gilgenbach, J.; Brunski, J.B.; et al. An osteopenic/osteoporotic phenotype delays alveolar bone repair. Bone 2018, 112, 212-219.
• Oheim, R.; Amling, M.; Ignatius, A.; Pogoda, P. Large animal model for osteoporosis in humans: The ewe. Eur. Cell. Mater. 2012, 24, 372-385.
• Oheim, R.; Beil, F.T.; Köhne, T.; Wehner, T.; Barvencik, F.; Ignatius, A.; Amling, M.; Clarke, I.J.; Pogoda, P. Sheep model for osteoporosis: Sustainability and biomechanical relevance of low turnover osteoporosis induced by hypothalamic-pituitary disconnection. J. Orthop. Res. 2013, 31, 1067-1074.
• Govindarajan, P.; Böcker, W.; El Khassawna, T.; Kampschulte, M.; Schlewitz, G.; Huerter, B.; Sommer, U.; Dürselen, L.; Ignatius, A.; Bauer, N.; et al. Bone matrix, cellularity, and structural changes in a rat model with high-turnover osteoporosis induced by combined ovariectomy and a multiple-deficient diet. Am. J. Pathol. 2014, 184, 765-777.

タイトルに関連する用語 (16件)： ゼラチン ,  修飾 ,  カルシウム ,  ストロンチウム ,  水素 ,  リン酸塩 ,  骨芽細胞 ,  破骨細胞 ,  共培養 ,  骨粗鬆症 ,  ラット ,  大腿骨 ,  欠損 ,  骨再生 ,  刺激 ,  翻訳