有機酸-アパタイトを基材とする歯科用セメントの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09470445
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: 土井 豊 朝日大学, 歯学部, 助教授 (40116067)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀水 秀男 朝日大学, 歯学部, 助手 (00152877) ; 若松 宣一 朝日大学, 歯学部, 助手 (00158594) ; 足立 正徳 朝日大学, 歯学部, 講師 (60076057) ; 後藤 隆泰 朝日大学, 歯学部, 講師 (30121320) ; 森脇 豊 朝日大学, 歯学部, 教授 (90028738)
• Keywords: セメント / 生体親和性 / 生体材料 / 生体内吸収性 / 骨補填材 / 炭酸含有アパタイト

Research Abstract

炭酸含有(約12wt%の炭酸イオン及び約4wt%のナトリウムを含む)アパタイトを1700℃の高温で加熱すると、リン酸四カルシウム(Te-CP)、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)、及びナトリウムカルシウムリン酸化合物(Na_3Ca_6(PO_4)_6))を生成する。この3相は機械的な混合状態では得られないサブミクロン以下の微結晶集合状態で存在し、練和液として生体許容性のリンゴ酸、クエン酸などを用いると、6分以内で硬化し、また、粉液比3.1で30wt%リンゴ酸で練和したものは、比較として用い、同条件で保管した市販のカルボキレートセメントより高い圧縮強度(520kg/cm^2)を示すことが明らかとなり、生体セメントとしての有用性が示唆できた。本年度では、培養系においてセメント練和物の細胞親和性についても検討を加えた。HeLa細胞培養系にセメント硬化直後の試料を導入し、細胞増殖並びに細胞形態変化に及ぼす影響を検討すると、練和液としてクエン酸を用いた場合には培養5日目で、若干の細胞為害作用が認められたものの、市販カルボキレートセメントに比べ、有意に細胞親和性が高いことが示された。また、リンゴ酸練和硬化体では培養期間を通して為害作用は求められず、本セメントの細胞親和性が立証できた。また、練和泥を培養液中で撹拌し、その浸出液の影響も同様に検討すると、リンゴ酸練和泥の場合、培養5日目でも細胞増殖阻害作用はほとんど認められず、本セメントが細胞親和性に優れることが再確認できた。同様の実験を破骨細胞培養系でも検討したが、リンゴ酸練和硬化体の場合、比較として用いた、炭酸含有アパタイト焼結体(破骨細胞付着性の点で骨片と同様の性質を有する)に比べ、それほど遜色しないことも確認でき、骨補填材などの生体材料としての有用性も示唆でき、来年度予定している動物実験への可能性がより現実的となった。今後は、練和液としての他の高分子有機酸の可能性についても検討し、高強度かつ生体親和性に富む実用的な歯科用セメントの開発を続行していく予定である。

Research Products

• [Publications] 幸田 起英: "炭酸含有アパタイトの焼結-pHスタットによる初期溶解速度-" 歯科材料・器械. 17. 152-158 (1998)
• [Publications] Yutaka DOI: "Sintered Carbonate Apatites as Bioresorbable Bone Substitutes." Journal of Biomedical Materials Research. 39. 603-610 (1998)
• [Publications] Yutaka DOI: "Bioresorbable bone substitute materials made of sintered carbonate apatites." Bioceramics. 11. 323-326 (1998)
• [Publications] Tadamori Kajimoto: "Resorption of collagen-carbonate apatite-cimplex in skull defects." Bioceramics. 11. 395-398 (1998)
• [Publications] Yutaka D01: "Development of a new calcium phosphate oement that contains sodium calcium phosphate." Bioceramics. 12. 予定 (1999)
• [Publications] 土井 豊: "セラミックス系素材の現状と課題「アパタイトセメント」" 中部科学技術センター(広域研究会A), 5 (1998)
• [Publications] 土井 豊: "バイオミネライゼーションと生体材料" ブイオミメティック材料工学研究会, 13 (1998)