2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of artificial bone to achieve high bone conductivity
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15K05732
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新谷 一博 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80139758)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 切頂８面体 / DLC被膜 / 骨伝導 / 骨欠損 / 人工足場材 / 股関節 / 脊椎体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
少子高齢化を迎えたわが国においては，加齢から生ずる関節障害や，骨粗鬆症が原因で発症する骨折など，生体骨格系に関わる障害が増加傾向にある．特に前者の関節疾患としては変形股関節症（臼蓋形成不全が原因で起こるもの）は人工骨を埋植して歩行障害を改善する治療が行われている．これには埋植した人工骨の初期固定性が強く要求される．また，後者の骨粗鬆症が原因で起こる骨折等を伴う疾患においては，整復後これを正常な位置に維持し，早期回復を目指すためには早く新生骨を誘導することが必要となる．昨年度までに生体適合性が高いチタン合金を使用し，金属光造形機を用いて人の海綿骨と類似の3Ｄハニカム形状を作成した．これにDLC被膜を施すことにより体液との濡れが改善され高骨伝導能(高接触率と高空間充填率)が示されることを，犬体を用いたin-vivo試験により確認した．今年度においては，3Ｄハニカム人工足場材の埋植期間を延長させ，新生骨の成長レートを調査した．これにより埋植１２週間で強度特性に優れた層板骨にリモデリングすることを明らかとした．また一方ではこの高骨伝導能が優位に働く原因を調査するため，マイクロアレイ法を使った遺伝子解析を行った．その結果，骨と人工物との接着に起因するインティグリンが多く発現していることを確認した．また，この骨伝導の有意差は足場材埋植後１から２週間で大きな優位性を示すことから，埋植１及び２週間の遺伝子解析を行った結果，Runx2やオステオポンチンや血管内皮細胞増殖因子などが有効であることが明らかとなった．
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