バイオアパタイトセラミックのin vitro生体活性機能と力学的強度

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750081
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: 久森 紀之 上智大学, 理工学部, 助手 (80317510)
• Keywords: 生体材料 / in vitro / ハイドロキシアパタイト / 生体活性材料 / 力学特性 / 破壊靭性 / 生体環境 / 微細構造

Research Abstract

本研究における研究目標は,現在人工骨で有力視されているアパタイトセラミックスの生体環境での生体活性機能により,その表面に反応生成するアパタイト層の析出過程を組織構造と結晶性をキーワードに生体活性機能の把握をテーマとした.アパタイトが析出した材料の力学的特性を破壊抵抗から明確にし,き裂などの損傷を自然治癒することも含めた複雑な生体環境における材料設計の考え方を提案した.
主な成果内容は,以下の通りである.
(1) アパタイトセラミックスの生体溶液濃度の異なったin vitro環境下でのアパタイト層の析出過程を連続観察することで,骨結合メカニズムを検証した.
(2) これら析出反応メカニズムを材料と生体溶液との化学反応機構から明らかにした.
(3) 環境溶液による組織構造の変化が力学特性へ及ぼす影響について明確にした.
(4) き裂などの損傷を自然治癒することも含めた複雑な生体環境における材料設計の考え方を提案した.
(5) 実際の生体内(in vivo)での破壊挙動とそのメカニズムについて明らかにした.
(6) アパタイトの活性化機能を利用し,チタン合金などの金属材料表面にコーティングを施すことで骨結合可能なハイブリッドチタン合金の創製を提案した.
今後の研究の展開は,実際に長期間埋め込むことを想定した歩行制御プログラムを導入した繰返し荷重付加によるin vitro疲労試験の実施および応力とアパタイト析出の関係について明らかにする.

Research Products

• [Publications] 久森 紀之: "In-situ visualization of bioactive functional of hydroxyapatite ceramics by AFM in a simulated body fluid"Tissue Engineering. 7巻5号. 635 (2001)
• [Publications] Hisamori Noriyuki: "In Vitro Bioactive Functional of Bio Ceramics in a Simulated Body Fluid"The Society of Materials Science, Japan (JSMS) 50th ANNIVERSARY INTERNATIONAL SYMPOSIA ON MATERIALS SCIENCE FOR THE 21^<ST> CENTURY (ISMS-21). Vol.B. 265-268 (2001)
• [Publications] Hisamori Noriyuki: "In Vitro Bioactive Functional and Fracture Strength of Biomaterial in a Simulated Body Fluid"10^<th> international congress of fracture. (CD-ROM). (2001)
• [Publications] 久森 紀之: "アルミナセラミックスの擬似生体環境における腐食挙動と力学特性の評価"材料試験技術. 46巻3号. 147-153 (2001)