アップサイクルを通じてフロンティアを開拓する: 卵の殻

株式会社ケイアイコミュニケーションズ

画像: この研究のフローチャート: 卵殻廃棄物を骨再生のための生物活性物質に変換する方法もっと見る

クレジット: QIANLI MA

自家骨移植片および同種異系骨移植片は、主に新しい骨を効果的に生成できる生理活性化合物と骨芽細胞により、骨を再構築する際のゴールドスタンダードとみなされています。 しかし、限られた供給、ドナー部位の合併症、病気伝染のリスクにより、その広範な使用は妨げられています。

対照的に、異種移植材料は安全に使用でき、豊富に入手できるため、実行可能な代替手段となります。 それらは哺乳類の組織に由来するものであるにもかかわらず、高価であり、特に恵まれない地域では環境リスクや倫理上の問題を引き起こします。 それにもかかわらず、異種移植材料には限界があります。 ほとんどの商業化された異種移植片材料は哺乳類の組織から調製されており、特に未開発地域では多額の生物コスト、環境汚染、潜在的な倫理問題を伴います。

したがって、骨移植材料開発の最優先事項は、天然移植材料を置き換えることができる、安全で改変可能で環境に優しい合成生体材料を入手することです。これが、国際研究者チームによる新たな発見を引き起こしたまさに動機です。

研究では、チームは卵殻をエンドトキシンフリーで免疫適合性のある非晶質リン酸カルシウム（ACP）粒子に変換する溶解沈殿法を開発した。 この研究の筆頭著者であるオスロ大学（UiO）生体材料学部のQianli Ma Qianli Ma博士は、「卵の殻にはカルシウムとリンの成分が豊富に含まれているため、骨移植材料を合成するのに理想的な原料である」と述べた。さらに、マグネシウムやストロンチウムなど、骨の再生に関連するいくつかの微量元素も卵の殻に含まれています。」

さらに、研究チームは、卵殻 ACP の骨形成活性を in vitro で研究するための新しい 3D 回転楕円体モデルを確立しました。 このモデルでは、ACP 材料がより現実的に骨芽細胞と相互作用し、安全で細胞に優しく、骨の再生促進に効果的であることが観察されました。

「この技術は、環境汚染を軽減しながら、生理活性で持続可能な骨移植材料の無制限の供給を約束します」と、UiOの同じ学科の上級著者兼責任著者であるHåvard Jostein Haugen教授は述べています。細胞と生体材料間の三次元相互作用を反映した、より実用的な生体材料研究モデルを提供しました。」

研究者らは、KeAi ジャーナル「Smart Materials in Medicine」に掲載された最新の研究結果が、通常の食品廃棄物を高付加価値の生体材料に変換するさらなる研究のきっかけとなることを期待している。 一方、チームは動物モデルでの in vivo 研究に代わる理想的な in vitro モデルに向けて取り組んでいます。

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連絡先著者：Håvard Jostein Haugen、生体材料部門、臨床歯学部、オスロ大学、ノルウェー。 [email protected]

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医療におけるスマートマテリアル

10.1016/j.smaim.2023.04.001

実験研究

細胞

卵殻由来の非晶質リン酸カルシウム：新規 3D 骨芽細胞スフェロイドモデルにおける骨移植材料としての合成、特性評価、および生体機能

著者らは、この論文で報告されている研究に影響を与えた可能性がある既知の競合する経済的利益や個人的関係を持っていないことを宣言します。