2016 Fiscal Year Annual Research Report
金属インプラントの生体活性を司る表面階層構造の厳密な構築とin vivo評価
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15H02310
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
興戸 正純 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (50126843)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 健介 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (00283408)
土屋 周平 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (20569785)
日比 英晴 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90345885)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インプラント / チタン合金 / 生体活性 / 骨電導性 / 親水性 / タンパク質接着 / 動物実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属・合金，セラミックス，ポリマーなどさまざまな素材からなるインプラント材料が開発され，疾病などの治療のために体内に埋植して使用されている．これまでに，Tiなどの金属や合金をはじめとして，TiO2や水酸アパタイト，チタン酸化合物などのセラミックス，PLGAやPEEKなどのポリマーの表面状態を，主として湿式法により変化・維持させて，材料の生体活性を制御する試みを行った．材料の表面状態は，多種多様なパラメーターを用いて表現することができるが，複数の因子が複雑に影響をおよぼし合い，評価が極めて難しい．マクロ評価法としてインプラント材料表面の親水性・疎水性に着目し，主として動物埋植評価により研究を進めた．
Ti，Zr，Nb，Taの単体金属およびTi-Nb-Ta-Zr, Ti-Mo，Ti-Mn-Sn，Zr-Nbなどをラット脛骨に2週間埋植し，表面への硬組織生成量から求めたインプラントの骨伝導能を調べたところ，インプラント材料の材質には依存せず，その水滴接触角によって整理できることがわかった．65度の水滴接触角を界として，より親水性あるいは疎水性になるほど骨伝導性が向上した．インプラントを生体内に埋植した場合，各種タンパク質が吸着する．そこで，表面の親水性・疎水性を制御したTiチタンへのアルブミン，フィブロネクチンの吸着性について調べた．タンパク質吸着量は，タンパク質種に依存せず，骨伝導性と同様に表面親水性に強く依存することが判明した．インプラント表面への物質吸着によって表面のみの（階層）構造を厳密にコントロールすれば，硬組織適合性だけでなく，種々の機能を有するインプラントが作製できるものと考えられる．さらにPEEKなどのポリマーの表面親水化と骨伝導性向上についても検討を行っている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り研究を遂行している
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り研究を進める
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