Bone tissue reactions to apatite-based materials: influence of material composition and morphology
| Project/Area Number |
19K21383
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| Project/Area Number (Other) |
18H06295 (2018)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2019)
Single-year Grants (2018) |
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| Review Section |
0907:Oral science and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Kishida Ryo 九州大学, 歯学研究院, 助教 (90823211)
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| Project Period (FY) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 炭酸アパタイト / 骨補填材 / 骨伝導性 / 骨置換性 / ハニカム / 気孔径 |
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| Outline of Research at the Start |
炭酸アパタイトハニカムの骨伝導性、骨置換性を解明することで生体と人工骨補填材との関わりについて学理構築の一助を目指す。炭酸アパタイトは骨の無機組成であり、水酸アパタイトと異なり破骨細胞による吸収を顕著に受けるため、インプラント時には新生骨への置換が起こる。本研究では炭酸アパタイトに一次元方向に連通気孔を有するハニカム構造を導入し、その気孔径の大きさなどが与える骨置換性への影響を動物実験などにより評価する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The present study investigated bone tissue reactions of honeycomb scaffolds composed of hydroxyapatite (HAp) and carbonate apatite (CO3Ap) through in vitro (using osteoblastic cell lines) and in vivo (implanted in femoral bone defects) evaluations. In vitro experiments showed approximately the twice expression of early marker of osteoblastic differentiation for CO3Ap cases with respect to the HAp cases. In vivo experiments showed that CO3Ap cases were superior to HAp cases in terms of bone maturation with concomitant material resorption (at 12 weeks postsurgery).
The present study also investigated influence of macropore size of CO3Ap honeycomb scaffolds on new bone formation (in vivo evaluation). The comparative study between 100, 200, and 300 μm of macropore sizes showed remarkable new bone formation for 300 μm cases (at 4 weeks postsurgery).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
超高齢社会を迎えた我が国では健康寿命の延伸が課題となっており、大腿骨近位部骨折をはじめとする高齢者の運動器障害リスクに対応するための機能性材料開発が求められている。本研究では、自家骨移植など侵襲性の高い治療法への依存から脱却しうる人工骨材料として、骨の無機成分と同様の炭酸アパタイトを組成とするハニカム構造体を提案し、古くから臨床応用されてきた水酸アパタイトとの比較を行い、生体反応評価を通して炭酸アパタイトの有用性を示すことができた。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
