Research Projects -
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Fabrication of superplastic bioceramics
Grant number：15K13303 2015.04 - 2017.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Masahiro Okada
Grant amount：\4030000 （ Direct expense: \3100000 、 Indirect expense：\930000 ）
In this study, we fabricated tetragonal zirconia nanofibers via crystal transformation of monoclinic zirconia nanofibers prepared by hydrothermal crystal growth method using zirconia nanoparticles as a seed and amorphous precursors as a reservoir. The crystal formation of zirconia from monoclinic to tetragonal could be achieved by calcination at 600°C in the presence of stabilizing ions such as Ca and Y. The tetragonal zirconia nanofibers fabricated here will be useful to fabricate superplastic ceramic biomaterials by using the stress-induced crystal phase transformation of tetragonal zirconia.
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合成微小環境を用いた軟骨組織のｉｎ ｖｉｔｒｏ構築
Grant number：14F04106 2014.04 - 2016.03
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
松本 卓也, HARA EMILIO, HARA Emilio
Grant amount：\2400000 （ Direct expense: \2400000 ）
The purpose of this study was to identify new methods and culture conditions to enhance chondrogenic differentiation of human bone marrow-derived mesenchymal stem/progenitor cells (hBMSCs) by applying chemical, physical and biological cues, including overexpression of DNA methyltransferases (DNMTs) in cells. We attempted to fabricate a chemically- and physically-controlled microenvironment using materials (e.g., hydrogels) that recapitulate native cell niche characteristics to optimally modulate the chondrogenic differentiation of BMSCs. Besides the physical and chemical stimulations, we also evaluated the chondrogenic differentiation of hBMSCs after overexpression of DNMTs that eventually induce DNA methylation at CPG rich regions of key genes. To study the effect of DNMTs on chondrogenesis of hBMSCs, we transfected overexpression vectors of DNMT3A, DNMT3B and the pcDNA control in hBMSCs, and culture the cells in a 3D micromass culture system with growth factors and glucocorticoids.
Additionally, since in vitro synthesized cartilage tissue generally undergoes through mineralization, we also attempted to understand the mechanisms involved in the chondrocyte death associated with initial mineralization process by using the secondary ossification center of mouse femur as in vivo model. -
新規歯科医療装置製作を可能にする金属・樹脂等異種材料の高精度立体融合システムの開発
2014 - 2016
経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業
?デンタス
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三次元外分泌腺（せん）組織のｉｎ ｖｉｔｒｏ作製と生体組織度評価システムの構築
2014 - 2015
科学研究費補助金 新学術領域研究（公募型）
松本 卓也
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Development of dental resin materials consisted of extremely high cross-linked density network structure strengthened without covalent bond
Grant number：25462996 2013.04 - 2016.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
TANAKA JIRO, IRIE Masao, MATSUMOTO Takuya
Grant amount：\4940000 （ Direct expense: \3800000 、 Indirect expense：\1140000 ）
The powder-liquid type poly(methyl methacrylate) (PMMA) based resin materials using the elastic paste prepared by mixing PMMA powder and monomer liquid containing of multi-functional monomer with the ability to swell PMMA powder and to form the extremely high cross-linked density network structure. The novel powder-liquid mixed type PMMA based polymer alloys with sea-island structure were developed by the polymerizing the elastic paste. As for the flexural mechanical properties, not only strength/modulus but toughness has improved, and the flexural strength was equivalent to that of commercial dental composite resin.
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Establishment of iPS cell-based bone tissue engineering using small molecule compounds
Grant number：25293395 2013.04 - 2016.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Egusa Hiroshi, YATANI Hirofumi, MATSUMOTO Takuya, SAEKI Makio
Grant amount：\17680000 （ Direct expense: \13600000 、 Indirect expense：\4080000 ）
Bone regeneration and augmentation in dental treatments cannot be easily accomplished because conventional bone grafting materials are not osteoinductive. Induced pluripotent stem cells (iPS cells) are expected to be useful for alveolar bone augmentation/regeneration; however, their clinical application will require complete differentiation toward an osteogenic cell fate to avoid tumor formation. In this research project, we found several small molecule compounds, which enhance osteogenic differentiation of iPS cells, and that application of statins to iPS cell constructs enables efficient bone augmentation and suppresses tumor formation in an animal model. These findings represent an important step toward the therapeutic application of iPS cells to bone tissue engineering in dentistry.
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骨配向化機構に基づく骨代替生体材料の創製
Grant number：25249098 2013.04 - 2014.03
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
中野 貴由, 松本 卓也, 山本 雅哉, 石本 卓也, 當代 光陽
Grant amount：\16380000 （ Direct expense: \12600000 、 Indirect expense：\3780000 ）
骨配向性の回復には、配向化を強く意識した新たなコンセプトに基づく骨代替材料の開発が不可欠である。これまでの研究から元来の骨配向化機構に基づくことなく、骨配向化を誘導することはできないとの結論に達したため、本研究では、遺伝子・分子、骨系細胞、骨組織レベルから骨配向化機構の本質的な解明と、生体内での配向化機構を人為的に再現しつつ骨配向化誘導を可能とする新規骨代替材料の創製、という両輪からの研究展開を目的とした。初年度の基盤研究(S)採択にともなう、基盤研究(A)の廃止までは、遺伝子・分子レベルでの配向化を解明するための動物の準備、オステオサイトの形態と配向性との相関解明、配向性を決定する応力因子の定量化等を中心に研究を遂行するための準備を行った。ただし、到達目標の大きく異なる基盤研究(S)に年度途中で採択されたことから、基盤研究(A)は規程に則り廃止することとし、基盤研究(A)で準備した消耗品等を利用し、現在は基盤研究(S)研究で研究を推進している。基盤研究(A)で得られた大きな成果としては、in vitro（生体外環境）での骨芽細胞配向化モデルを樹立することであり、異なる程度の配向化コラーゲンスキャフォールドを用いて、配向化の礎となる基盤のコントロールに着手し、実際にその一部を実現した。その成果については、後述のようにまとめられている。ただし、2ケ月という限られた期間であったことから、現状は、基盤研究(S)へと基盤研究(A)で準備した研究資源を活かしつつ、マテリアルボーンバイオロジー”と名付けた、「材料工学」を基軸にしつつ、「骨生物科学」との異分野融合により達成される学問の構築に全精力をつぎ込んでいる。
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硬組織発生時物理化学的環境の機能性ハイドロゲルによる再現
2013 - 2018
科学研究費補助金 基盤研究（B）
松本 卓也
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骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー
2013 - 2018
科学研究費補助金 基盤研究（S）
中野 貴由
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難治性疾患の再生治療におけるナノバイオマテリアルと送達技術戦略
2013 - 2017
日中韓フォーサイト事業
Grant type：Competitive
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Fabrication of dental pulp-like tissue using 3D cell construct
Grant number：24659846 2012.04 - 2015.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
IMAZATO Satoshi, MATSUMOTO Takuya, SASAKI Jun-ichi
Grant amount：\3770000 （ Direct expense: \2900000 、 Indirect expense：\870000 ）
The objective of this study was to establish new technology to fabricate dental pulp-like tissue to be transplanted for regenerative medicine. The stick-shaped 3-dimensional (3D) cell construct composed of dental pulp derived stem cells were successfully fabricated by molding the sheeted cell aggregations. The cell construct prepared was found to possess the function to form dentin/pulp complex, suggesting the usefulness of our tissue engineering technology for fabrication of dental pulp-like tissue in vitro.
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Molecular control of functional monomers in zirconia-tooth adhesive interface
Grant number：24592914 2012.04 - 2015.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
NAGAOKA NORIYUKI, MATSUMOTO Takuya, IRIE Masao
Grant amount：\5460000 （ Direct expense: \4200000 、 Indirect expense：\1260000 ）
We analyzed the chemical interaction of the phosphoric-acid ester monomer 10-methacryloyloxydecyldihydrogenphosphate (10-MDP) with zirconia using 1H and 31P MAS NMR and 1H→31P Heteronuclear Correlation (HETCOR) NMR, and determined the shear bond strength of composite cement to 10-MDP-treated zirconia. The shear bond strengt was significantly higher to 1ppb 10-MDP-treated zirconia than to untreated zirconia. The shear bond strengt increased with the concentration of 10-MDP. NMR revealed a 31P chemical shift of 10-MDP upon interaction with zirconia. 10-MDP improved SBS to zirconia in a concentration-dependent manner. NMR detected the presence of 10-MDP onto zirconia, even after being washed with acetone; 10-MDP chemically interacted with zirconia.
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三次元腺（せん）組織のｉｎ ｖｉｔｒｏ作製と組織形態形成におけるメカニクス理解
2012 - 2013
科学研究費補助金 新学術領域研究（公募型）
松本 卓也
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三次元細胞集合体を用いた粘膜・骨複合組織のｉｎ ｖｉｔｒｏ生成
2012 - 2013
科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究
松本 卓也
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移植用バイオマテリアルと再生移行組織との強固な接合技術の開発
2010 - 2012
科学研究費補助金 基盤研究（B）
松本 卓也
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生体吸収性アパタイトナノパーティクルの高機能化
2008
JST シーズ発掘試験
松本 卓也
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ゲル材料による細胞機能制御技術の確立
2007 - 2009
科学研究費補助金 萌芽研究
松本 卓也
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骨芽細胞機能制御を利用した人工造血幹細胞ニッチェの構築
2007 - 2009
二国間共同研究事業 JSPS-KOSEF
松本 卓也
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3次元ゲル培養システムを応用した生体内石灰化現象の数理モデル化
2007
global COE 「医・工・情報学の融合による予測医学基盤創成」若手研究プロジェクト研究助成
松本 卓也
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アスパラギン酸含有ハイドロキシアパタイトのキャラクタリゼーション
2007
COE若手研究助成
松本 卓也