1990 Fiscal Year Annual Research Report
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01430014
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小久保 正 京都大学, 化学研究所, 教授 (30027049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木山 雅雄 京都大学化学研究所, 助教授 (10027047)
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| Keywords | セラミックス / ガラス / 生体活性 / アパタイト / カルシア-シリカ系 |
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| Research Abstract |
1.研究目的:ある種の無機固体材料は、生体内でその表面に骨類似のアパタイトの薄層を形成し、それを介して骨と自然に強く化学的に結合する。この生体活性の解明は、生きた骨に類似した骨修復材料を開発するためにも、生命の起源や病気の発生における無機固体物質の役割を明らかにするためにも重要である。本研究は、擬似生体環境下における無機固体材料表面でのアパタイト層の生成機構を追究することにより、生体活性を支配する因子を基礎的に明らかにすることを目的とする。
2.研究成果:CaOーSiO_2ーP_2O_5系のガラスをヒトの体液に等しいイオン濃度を有する擬似体液に浸漬すると、CaO,SiO_2を主成分とするガラスの表面にはアパタイト層が形成されるが、CaO,P_2O_5を主成分とするガラスの表面には形成されない。これらガラスの擬似体液中における表面構造変化を薄膜X線回折と、フ-リエ変換赤外反射分光法により調べると、CaOーSiO_2系ガラスは先ずシリカゲル層を作ってその上にアパタイト層を作るのに対し、CaOーP_2O_5系ガラスはほとんど構造変化を示さないことがわかった。一方、ガラスを浸漬した時の擬似体液のイオン濃度変化を誘導結合プラズマ発光分光法により調べると、CaOーSiO_2系ガラスはかなりの量のCa(II)及びSi(IV)イオンを溶出するのに対し、CaOーP_2O_5系ガラスはかなりの量のP(IV)イオンを溶出することがわかった。これらイオンの溶出による擬似体液のアパタイトに対する過飽和度の上昇は、CaOーSiO_2系ガラスにおいてもCaOーP_2O_5系ガラスにおいてもほぼ等しかった。従って、ガラス表面のアパタイト形成には、ガラス表面のケイ酸ヒトロゲルが重要な役割を果たしていると結論した。CaOーSiO_2ーAl_2O_3系のガラスについても、同様の実験を行ない、同じ結論を得た。
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[Publications] Tadashi Kokubo: "Surface Chemistry of Bioactive GlassーCeramics" J.NonーCrystl.Solids. 120. 138-151 (1990)
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[Publications] Chikara Ohtsuki: "Compositional dependence of bioactivity of glasses in the system CaOーSiO_2ーP_2O_5:its in vitro evaluation" Seramikkusu Ronbunshi. 99. 1-6 (1991)
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[Publications] Tadashi Kokubo: "Bioactive glassーceramics;properties and applications" Biomaterials. 12. (1991)
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[Publications] Chikara Ohtsuki: "Apatite formation on the surface of Ceravital^<【○!R】>ーtype glassーceramic in the body" J.Biomed.Mater.Res.
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[Publications] Chikara Ohtsuki: "Compositional dependence of bioactivity of glasses in the system CaOーSiO_2ーAl_2O_3:Its in vitro Evaluation" Materials in Medicine.
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[Publications] Chikara Ohtsuki: "Mechanism of apatite formation on CaOーSiO_2ーP_2O_5 glasses in a simulated body fluid" J.NonーCrystl.Solids.
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[Publications] Tadashi Kokubo: "Bioceramics Vol.2" German Ceramic Society, (1990)
