1995 Fiscal Year Annual Research Report
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05558112
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
中村 孝志 京都大学, 医学研究科, 教授 (10201675)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉原 聡 日本電気硝子(株), 生体材料開発室, 研究員
谷 嘉明 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (90026881)
小久保 正 京都大学, 工学部, 教授 (30027049)
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| Keywords | 人工関節 / 人工骨 / 生体活性セラミックス / 骨セメント / Bis-GMAレジン / PMMA |
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| Research Abstract |
生体活性骨セメントに使用した粉体はMgO-CaO-SiO_2-P_2O_5-CaF_2の組成を持ち、Bis-GMAレジンとの結合能を高めるためにシラン処理を行っている。
1)圧縮強度試験;本セメントの圧縮強度はいずれもPMMAセメントの2倍以上の値を示し,荷重下の使用に十分な強度を持つと考えられた。また弾性係数はガラス粉体混入量に伴って増加した。
2)動物実験;Contact microradiography像では、いずれのセメントでもradiopaqueな反応層の形成および骨との直接結合を認めた。混入する粉体量を増加させるに従って反応層は厚くなり、より良好な骨形成を認めた。粉体量70%のセメントの経時的変化は、2週後よりセメント表面の反応層の形成を認め、その表層で骨形成の開始を認めた。経時的に骨形成はさらに進み、26週後の標本ではセメントの周囲はほとんど新生骨によって覆われていた。SEM-EPMAにより反応層ではCaおよびPの増加を認めた(Ca-Prich layer)。セメントの家兎脛骨埋入による引き剥がし試験ではガラス粉体を70%混入したもので埋入10週後より3-4Kgの値を示した。一方PMMAセメントでは0.03Kgで本セメントは骨結合能を持つと考えられた。犬による大腿骨部分置換、人工関節固定の荷重下実験も行われ、PMMAセメントに比べて有意に高い結合強度を得た。これら一連の研究から操作性の向上のため、また劣化を防ぐために無機成分のうち25%を溶融シリカとした組成の生体活性骨セメントが開発され、理想的な組成と考えられた。
本セメントは良好な生体活性および物理的特性を持つため、臨床上は人工関節の固定、骨欠損部の充填材としての応用が考えられ、特に人工関節固定においてはその長期成績の向上が期待される。
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[Publications] 田村治郎.中村孝志 他: "Bioactive Bone Cement:The effect of amounts of glass powder and histoloqic changes with time" Journal of Biomedical Materials Research. 29. 551-559 (1995)
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[Publications] 田村治郎.中村孝志 他: "Mechanical and biological properties of two types of bioactive bone cements containing MgO-CaO_2-SiO_2O-P_2O_5-CaF_2 glass and glass-ceramic powder" Journal of Biomedical Materials Research. 30. 85-94 (1996)
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[Publications] 瀬名波良永、中村孝志 他: "Intercalary replacement of canine femora using new bioactive bone cement" Journal of Bone and Joint Surgery(B). 6. 26-31 (1996)
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[Publications] 田村治郎.中村孝志 他: "Bioactive Bone Cement-effect of amount of glass powder on its bioactivity and mechanical properties" Bioceramics. 6. 463-468 (1993)
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[Publications] 田村治郎.中村孝志 他: "Comparative study of two types of bioactive bone cements containing MgO-CaO_2-SiO_2P_2O_5-CaF_2 glass and glass-ceramic powder" Bioceramics. 7. 279-284 (1994)
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[Publications] 田村治郎.中村孝志 他: "Bone-bonding behavior of three types of bioactive bone cement containing bioactive glass or glass-ceramic powder" Bioceramics. 8. 219-223 (1995)
