有機酸-アパタイトを基材とする歯科用セメントの開発

1999 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): 足立 正則 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) ; 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)
• Keywords: セメント / 生体親水性 / 生体材料 / 生体内吸収率 / 骨補填材 / 炭酸含有アパタイト / HeLa細胞 / 破骨細胞

Research Abstract

炭酸含有アパタイトを1700℃の高温で加熱すると、リン酸四カルシウム(Te-CP)、β一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30wt1%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。培養系においてセメントの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ばす影響を検討すると、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。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た。さらに、適当なリン酸カルシウム化合物を加熱分解するだけで、種々のα-TCP/Te-CP比を有するセメントを作成する手法を開発し、一部の組成セメントについては根管充填材としての応用も試み、種々の填塞充填方法で根尖封鎖性を検討し、いずれの填塞方法でも良好な封鎖性が得られることも示し、本手法で作成したセメントが生体活性セメントとして有用であることを示唆した。

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 DOI: "Osteoclastic responses to various calcium phosphates in cell sultures"Journal of Biomedical Materials Research. 41(3). 424-433 (1999)
• [Publications] Tosiaki Shibutani: "Use of glass slides coated with apatite-collagen complexes for measurement of osteclastic resorption activity"Journal of Biomedical Materials Research. (in press). (2000)
• [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)