Preparation of nanometer-scale rod array and biomedical application

• Project/Area Number: 19360301
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: HAYAKAWA Satoshi Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (20263618)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾坂 明義 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (20033409) ; 都留 寛治 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (50314654)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): OSAKA Akiyoshi 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (20033409) ; TSURU Kanji 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (50314654)
• Research Collaborator: EIJI Fujii 岡山県工業技術センター, 技術員 ; SHIROSAKI Yuki 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (40533956)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2008: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000); Fiscal Year 2007: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
• Keywords: 酸化チタン / ヒドロキシアパタイト / 生体活性 / ナノ結晶 / 自己組織化 / 金属チタン / 細胞接着性 / ロッド配列構造 / インプラント

Research Abstract

無機ナノ材料の創製には多くの化学的手法があるが, 医用インプラントの様な大型材料に高生体機能性表面層を創製するにはコスト面で厳しいだけでなく, 基材との固着力, 機械的強度の不足が大きな課題となっている。本研究では, 医用インプラント材料の組織結合性の改善のために, 医用金属チタンや医用ガラスセラミックス表面に, 自己組織化的な結晶の配向性とサイズを制御した, 基材に対する固着力の高い酸化チタン, または, 歯のエナメル質に類似した高結晶配向性の水酸アパタイトのナノ・サブマイクロ粒子配列構造を創製することにより, 高い生体活性と細胞接着性の発現に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Preparation of Nanometer-scale Rod Array of Hydroxyapatite Crystal (2009)
  • Author(s): S., Hayakawa, Y., Li, K., Tsuru, A., Osaka, E., Fujii, K., Kawabata
  • Journal Title: Acta Biomaterialia
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] XPS study on potential suppression factors of suppressing in vitro apatite formation on anatase films prepared on various substrates (2009)
  • Author(s): T., Shozui, K., Tsuru, S., Hayakawa, Y., Shirosaki, A., Osaka
  • Journal Title: Surface and Coatings Technology Vol.203[16] Pages: 2181-2185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of in vitro apatite-forming ability of thermally oxidized titanium surfaces by ultraviolet irradiation (2008)
  • Author(s): T., Shozui, K., Tsuru, S., Hayakawa, A., Osaka
  • Journal Title: Journal of the Ceramic Society of. Japan Vol.116[4] Pages: 530-535
  • NAID: 110006676869
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modification of Ti implant surface for cell proliferation and cell alignment (2008)
  • Author(s): Jia, Ming, Zhao, K., Tsuru, S., Hayakawa, A., Osaka
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research Vol.84A[4] Pages: 988-993
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel fabrication of nano-rod array structures on titanium and in vitro cell responses (2008)
  • Author(s): Y., Liu, W., Chen, Y., Yang, J. L., Ong, K., Tsuru, S., Hayakawa, A., Osaka
  • Journal Title: Journal of Materials Science : Materials in Medicine Vol.19[7] Pages: 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bilirubin adsorption property of sol-gel-derived titania particles for blood purification therapy (2008)
  • Author(s): T., Asano, K., Tsuru, S., Hayakawa, A., Osaka
  • Journal Title: Acta Biomaterialia Vol.4[4] Pages: 1067-1072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced in vitro apatite-formiang ability of sol-gel derived titania films by ultraviolet irradiation (2008)
  • Author(s): T., Shozui, K., Tsuru, S., Hayakawa, A., Osaka
  • Journal Title: Key Engineering Materials(2008 Trans Tech Publications, Switzerland) Vols. 361-363 Pages: 601-604
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of in vitro apatite-forming ability of thermally oxidized titanium surfaces by ultraviolet irradiation (2008)
  • Author(s): Shozui, et al.
  • Journal Title: Journal of the Ceramics Society of Japan 116 Pages: 530-535
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel fabrication of nano-rod array structures on titanium and in vitrocell responses (2008)
  • Author(s): Liu, et al.
  • Journal Title: Journal of Materials Science : Materials in Medicine 19 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bilirubin adsorption property of sol-gel-derived titania particles for blood purification therapy (2008)
  • Author(s): Asano, et al.
  • Journal Title: Aota Biomaterialia 4 Pages: 1067-1072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced in vitro apatite-formiang ability of sol-gel derived titania films by ultraviolet irradiation (2008)
  • Author(s): Shozui, et. al.
  • Journal Title: Key Engineering Materials 361-363 Pages: 601-604
• [Journal Article] Modification of Ti implant surface for cell proliferation and cell alignment (2008)
  • Author(s): Zhao, et. al.
  • Journal Title: Journal of Biomedical Materials Research 84A Pages: 988-993
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In Vitro Apatite-Forming Ability of Titania Films Depends on Their Substrates (2007)
  • Author(s): Shozui, et. al.
  • Journal Title: Key Engineering Materials 330-332 Pages: 663-636
• [Presentation] Osteoblastic cell adhesion on micro-patterned titania layers (2009)
  • Author(s): K., Kawanishi, A., Kaeriyama, Y., Shirosaki, S., Hayakawa, A., Osaka, E., Fujii, K., Kawabata
  • Organizer: 日本セラミックス協会基礎科学部会第47回セラミックス基礎科学討論会, 講演番号1D6国
  • Place of Presentation: グランキューブ大阪(大阪国際会議場)
  • Year and Date: 2009-01-09
• [Presentation] ケイ酸塩ガラスからのエナメル質類似アパタイトナノロツド配列構造の形成 (2009)
  • Author(s): 早川聡, 他4名
  • Organizer: 日本セラミックス協会基礎科学部会第47回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-01-09
• [Presentation] 晶性酸化チタン層のアパタイト形成能に及ぼす紫外線照射の影響2, 講演番号3G08 (2009)
  • Author(s): 金田治樹, 城崎由紀, 早川聡, 尾坂明義, 植月啓太
  • Organizer: 日本セラミックス協会2009年年会
  • Place of Presentation: 千葉
• [Presentation] 酸化チタン層の物理的及び化学的パターニングとin vitroアパタイト形成 (2008)
  • Author(s): 歸山 亜弓, 他6名
  • Organizer: 基礎科学部会第46回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-01-10
• [Presentation] Formation of Nano- and Micrometer-scale Hydroxyapatite Rod Array Structure on Ca-containing Glass, at 062 - Glasses and glass ceramics (2008)
  • Author(s): S. Hayakawa, H. Kazama, K. Tsuru, A. Osaka, E. Fujii, K. Kawabat
  • Organizer: 8^<th> World Biomaterials Congress
• [Presentation] 結晶性酸化チタン層のアパタイト形成能に及ぼす紫外線照射の影響 (2008)
  • Author(s): 勝瑞哲也・都留寛治・早川 聡・尾坂明義・藤井英司・川端浩二
  • Organizer: 講演番号1K28, 日本セラミックス協会2008年年会
  • Place of Presentation: 長岡
• [Presentation] 酸化チタン層の物理的及び化学的パターニングとin vitro アパタイト形成 (2008)
  • Author(s): 歸山亜弓・勝瑞哲也・都留寛治・早川聡・尾坂明義・藤井英司・川端浩二
  • Organizer: 講演番号2B02, 日本セラミックス協会基礎科学部会第46回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Enhanced in vitro apatite-formiang ability of sol-gel derived titania films by ultraviolet irradiation (2008)
  • Author(s): T. Shozui, K. Tsuru, S. Hayakawa, A. Osaka
  • Organizer: Key Engineering Materials
  • Place of Presentation: 2008 Trans Tech Publications, Switzerland(Vols. 361-363pp. 601-604)
• [Presentation] 酸化チタンナノ-ロッド配列構造の構築と血液適合性の評価 (2007)
  • Author(s): 正岡伸孝, 川西孝治, 関川彩子, 都留寛治, 早川聡, 尾坂明義
  • Organizer: 講演番号K70, 日本セラミックス協会中国四国支部主催第14回ヤングセラミスト・ミーティングin 中四国
  • Place of Presentation: 岡山理科大
  • Year and Date: 2007-12-08
• [Presentation] 温水処理によるガラスからの酸化亜鉛マイクロファイバーの形成 (2007)
  • Author(s): 安東 民雄, 他3名
  • Organizer: ガラス部会第48回ガラス及びフォトニクス材料討論会
  • Place of Presentation: 豊橋
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] ガラス表面でのアパタイトロッド配列構造の形成 (2007)
  • Author(s): 早川 聡, 他5名
  • Organizer: 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Presentation] 酸化チタン層のin vitroアパタイト形成能に及ぼす隙間の効果 (2007)
  • Author(s): 岩本 奈美子, 他6名
  • Organizer: 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] Formation of Micro-scale Rod Array of Hydroxyapatite on Glass Surface (2007)
  • Author(s): H. Kazama, K. Tsuru, S. Hayakawa, A. Osaka, E. Fujii, K. Kawabata
  • Organizer: Y6, XXIst International Congress on Glass (ICG2007)
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
  • Year and Date: 2007-07-06
• [Presentation] Formation of Micro-scale Rod Array of Hydroxyapatite on Glass Surface (2007)
  • Author(s): 風間 洋, 他5名
  • Organizer: XXIst International Congress on Glass (ICG2007)
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
  • Year and Date: 2007-07-06
• [Presentation] Formation of Nano-scale Rod Array of Hydroxyapatite on Glass Surface (2007)
  • Author(s): 早川 聡, 他6名
  • Organizer: XXIst International Congress on Glass (ICG2007)
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
  • Year and Date: 2007-07-06
• [Presentation] 温水処理によるガラスからの酸化亜鉛マイクロファイバーの形成 (2007)
  • Author(s): 安東民雄, 都留寛治, 早川聡, 尾坂明義
  • Organizer: 講演番号2B03, 日本セラミックス協会ガラス部会第48回ガラス及びフォトニクス材料討論会
  • Place of Presentation: 豊橋
• [Presentation] ガラス表面でのアパタイトロッド配列構造の形成 (2007)
  • Author(s): 早川聡・風間洋・都留寛治・尾坂明義・藤井英司・川端浩二
  • Organizer: 講演番号2G05, 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Formation of Nano-scale Rod Array of Hydroxyapatite on Glass Surface (2007)
  • Author(s): S. Hayakawa, H. Kazama, Y. Nomura, K. Tsuru, A. Osaka, E. Fujii, K. Kawabata
  • Organizer: Y9, XXIst International Congress on Glass (ICG2007)
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
• [Book] 医用金属チタンの生体親和性の制御(未来材料 第9巻, 5月号) (2009)
  • Author(s): 早川聡, 尾坂明義, 城崎由紀
  • Publisher: (株)エヌ・ティー・エス
• [Book] Part 3 : The microstructure of bioceramics and its analysis (2008)
  • Author(s): S. Hayakawa, K. Tsuru, A. Osaka
  • Publisher: in Bioceramics and their clinical applications : edited by Tadashi Kokubo
• [Remarks] 科学技術振興機構(JST)新技術説明会2009年1月20日発表
• [Remarks] 日経産業新聞人工関節・歯根チタン2009年2月5日掲載
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体親和性インプラントの製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 早川聡, 尾坂明義, 都留寛治, 勝瑞哲也
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人岡山大学
  • Filing Date: 2008-11-27
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体親和性インプラントの製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 早川聡, 尾坂明義, 都留寛治, 勝瑞哲也
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人岡山大学
  • Industrial Property Number: 2007-132708
  • Filing Date: 2007-05-18
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体親和性インプラントの製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 早川 聡, 尾坂 明義, 都留 寛治, 勝瑞 哲也
  • Industrial Property Rights Holder: 岡山大学
  • Filing Date: 2007-05-18