アパタイト結晶化ガラスを用いたポリアルケノエートセメントの試作

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09470439
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 松家 茂樹 九州大学, 歯学部, 助手 (00108755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 道雄 九州大学, 歯学部, 教授 (30037824) ; 松家 洋子 九州大学, 歯学部, 助手 (50128097)
• Keywords: 生体活性ガラス / グラスアイオノマーセメント / NMR / シリケートガラス / 硬化機構 / IR / 高分子酸

Research Abstract

CaO-P_2O_5-SiO_2(-MgO)系生体活性ガラスを用いたグラスアイオノマーセメントを試作しその硬化特性ならびにin vitroでの生体活性を検討した。CaO,P_2O_5,SiO_2およびMgOあるいはAl_2O_3を含む種々の組成のガラス粉末を作製し、種々の分子量のポリアクリル酸水溶液あるいはポリメチルビニルエーテルマレイン酸水溶液で練和した。硬化反応の進行具合をFT-IRおよびMAS-NMRにより調べた。FT-IRによれば、反応後には、ポリアクリル酸中のCOOH基が減少しカルボキシレート基COO-Ca^<2+>が増加していることがわかった。ガラス粉末の^<29>Si MAS-NMRスペクトルでは、硬化後にはシリカゲルの生成を示す-100および 110ppmに新たなピークが観察された。また、Al_2O_3を含むガラスの場合は^<27>Al MAS-NMRスペクトルにより、ガラス中で4配位の網目形成イオンとなっていたAl^<3+>が硬化後には6配位の水和イオンとなってカルボキシル基と結合し硬化に寄与していることがわかった。試作セメントの硬化時間および強度は練和に使用した高分子酸の分子量および濃度によって大きく影響された。疑似体液中でのアパタイト形成能から評価した生体活性評価では、ガラス単独では生体活性を示すにも関わらず、硬化後のセメントではアパタイトの生成が阻害され、生体活性が低下する傾向が見られた。これは、高分子酸がCa^<2+>を捕捉するため、アパタイトの核形成に必要な過飽和度が達成されないためと考えられた。今後、このセメントを実用化するためには、生体活性をいかに付与するかを、ガラス組成および練和する高分子酸の種類、分子量等の観点からもっと詳細に検討する必要があると思われる。