1996 Fiscal Year Annual Research Report
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07459012
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
丸野 重雄 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60024204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花市 敬正 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (90252311)
伴 清治 愛知学院大学, 歯学部, 講師 (10159105)
ロマン ノヴァク 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (90242916)
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| Keywords | 生体インプラント / 生体用複合材料 / 人工骨 / ハイドロキシアパタイト複合体 / セメントレス人工関節 / 人工歯根生体活性アパタイト / 電析アパタイト |
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| Research Abstract |
HA-G-Ti複合体を基本とした成犬用インプラントと骨との早期固定(生体硬組織で皮質骨との直接結合だけでなく海綿骨の石灰化をも含む)を実現するために、in vitro(生体外)及びin vivo(生体内)について実験を行った。
(1)体内で析出・生成するアパタイトと性状(組成・性質・形態)が似た骨類似アパタイトを、改良疑似体液(modified SBF)を電解液として、電気化学的方法によりTi基板及びHA-G-Ti基板上に作製した。(a)電解液温4〜92℃、電流密度1.3及び12.9mA/cm^2で生成されるアパタイトの種類、形態と微構造を系統的に調べ、生体類似針状アパタイト作製の条件とその結晶学的解析を電顕及びFT-IRを中心に行った。(b)オートクレーブによる液温度120〜200℃での高圧水熱合成下での電気化学的析出によって、生体骨類似炭酸アパタイトの結晶を効果的に析出・成長させることができた。生成量は、約140℃で最も多く、液温の上昇とともに針状から棒状結晶になり、電流密度が比較的低い場合にその変化が顕著に認められ、単結晶の形で成長した。
(2)(1)の結果とともに、HA-G-Ti複合体表面を改質したインプラントを作製し、成犬に埋入した結果、早期固定効果のあることが明らかとなった。
(3)生体活性リン酸カルシウム塩、TTCP及びTCPのSBF中での転移と生成物の固定を行い、さらに、ガラスとの複合物質TTCP-G、TTCP+TCP-Gの性質を調べるとともに、その複合インプラントを用いた動物実験を行った。インプラントとその周辺組織との適合性に関し貴重な知見が得られた。
(4)HA-G-Ti複合体及び表面改質複合体のインプラントの骨との結合を、特に結合界面に注目して解析し、インプラント最表面の生体活性層の状態により結合様式に違いのあることが明らかとなった。なお結合組織周辺での微小圧子法[荷重〜50mN(5g)]による弾塑性変形では、充分に再現性のある結果を得るに到らなかった。
本研究成果は(1996年分)口頭発表16(うち国際会議及び海外講演6)、論文8(うち国際会議記録を含み欧文8)にまとめられ発表された。
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[Publications] K.Yamada: "Scanning Electron Microscope Study of the Apposition of Bone to Implants" Proc.5th World Biomaterials Cong. (Tronto). 724 (1996)
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[Publications] K.Yamada: "New Method for Preparing the Biocompatible HA-G-Ti Composite and in vivo Evaluation" Proc.Inter.Sympo.Ceram.in Medicine (Otsu). 285-288 (1996)
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[Publications] S.Ban: "In vitro Percipitaiton of Calcium Phosphate on Titanium with the Electrochemical Surface Mdodification" Proc.Inter.Sympo.Ceram.in Medicine (Otsu). 321-324 (1996)
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[Publications] S.Ban: "Morphology and Microstructure of Calcium Phosphates Deposited by Electrochemical Method" Proc.Pac Rim 2 (Cairns,Australia). (印刷中). 6 (1996)
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[Publications] S.Ban: "Reactivity of hydroxyapatite,α-tricalcium and tetracalcium phosphate with aluminoborosilicate glass" Proc.2nd Inter.Sympo.Inorg.Phosphate Mater. (Nagaya). (印刷中). 4 (1996)
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[Publications] S.Ban: "Effect of electrochemically deposited apatite coating on bonding of bone to the HA-G-Ti composite and titanium" J.Biomed Mamter.Res.Vol.34 (in press). (1997)
