骨置換性リン酸カルシウム・コーティング・チタンインプラントの試作と骨内反応

• Project/Area Number: 07857144
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Surgical dentistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 宮本 洋二 徳島大学, 歯学部・附属病院, 講師 (20200214)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1995: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: コーティング / リン酸カルシウム / 骨置換 / チタン / インプラント / ハイドロキシアパタイト / バイオマテリアル / 骨

Research Abstract

リン酸カルシウム(ハイドロキシアパタイトなど)によるチタンのコーティングは、現在、種々の方法で行われている。しかし、そのほとんどがその工程で、リン酸カルシウム粒に高温を加えるため、骨置換性リン酸カルシウム(低結晶性のハイドロキシアパタイト、β-型リン酸三カルシウムなど)をチタンにコーティングすることができなかった。本研究は、骨置換性リン酸カルシウムをコーティングしたチタンインプラントの試作である。
実験に用いたリン酸カルシウムは、湿式合成ハイドロキシアパタイト(HAP-BN)、乾式合成(HAP-DM)、β-型リン酸三カルシウム(β-TCP)、リン酸二カルシウム無水物(DCPA)、リン酸カルシウム二水物(DCPD)の4種類である。ブラストコーティングには、Twin Blast 90N (Towagikenn)を用い、噴出圧は6Kgf/cm^2とした。
圧搾空気を用いて、上記の4種類のリン酸カルシウム粒について、コーティング実験を行った。コーティング膜の生成の判定は、コーティング後、10分後の超音波洗浄を行い、その後、走査型電子顕微鏡とx線マイクロアナライザーによる元素分析によって行った。明らかなコーティング層の形成を+、++、+++とし、コーティング層の形成はないが所々にリン酸カルシウム粒の付着の認められるものを±、全く付着のないものを-として評価した。
その結果、HAP-BNは+、HAP-DMは-、β-TCPは±、DCPAは++、DCPDは+++であった。この結果より、湿式合成のリン酸カルシウムがコーティング層を形成しやすいことが明らかになった(HAP-BN、DCPA、DCPD)。さらに、コーティング層形成に与える粒径について検索した結果、1-5μmの粒子ではコーティング効果が弱く、10-30μmの比較的大きなものが有用であることが判明した。さらに、ガス雰囲気のあたえる影響について検討した結果、窒素ガス、酸素ガスにおいて有為な差は認めなかった。
次に、疑似体液によるスクリーニングを施行した。その結果、これらのコーティング層上にハイドロキシアパタイト結晶が析出することを確認した。
現在、試料をラット脛骨に埋入し、生体内での反応を検討中である。また、噴出圧を20Kgf/cm^2に上げて、コーティング状況を再度検討している。