2015 Fiscal Year Research-status Report
チタンインプラント表面微細構造化による周囲骨質とリモデリングの最適化
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15K11222
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
柴田 陽 昭和大学, 歯学部, 講師 (30327936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 大 昭和大学, 歯学部, 助教 (00585797)
宮崎 隆 昭和大学, 歯学部, 教授 (40175617)
谷本 安浩 日本大学, 歯学部, 准教授 (40312045)
美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343)
山田 篤 昭和大学, 歯学部, 講師 (50407558)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | チタン / インプラント / 適応的リモデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1MのH2SO4, Na2SO4, Na2HPO4溶液中で放電陽極酸化チタンＸ線回折，Ｘ線光電子分光で表面分析した．特に，ヒドロキシラジカル発生量をZnイオンのキレート反応と，酸素の結合エネルギーシフトによって定性・定量することが可能になった．ddYマウスの頭蓋骨から採取した骨芽細胞をチタン試料表面で培養し培養骨芽細胞のmRNA発現量をリアルタイムPCRで定量すると同時に，in vitroでチタン試料表面に析出した石灰化組織を，ナノインデンターやレーザーラマン分光法を用いて分析した．その結果，Na2HPO4溶液中で放電陽極酸化処理したチタン表面はラジカルとその分解産物である親水性官能基が発生し，細胞接着性と分化の向上が見られた．表面の水酸化ラジカルは，細胞外マトリクスであるコラーゲンのリジン残基を切断し，架橋構造を促進させる．このため，in vitroでも骨用石灰化物の力学的特性が上昇した．また放電陽極酸化チタン表面に析出した石灰化物の弾性係数は，ddYマウス皮質骨の弾性係数と比べても有意に高い．本処理をチタンインプラントに用いた場合，弾性係数の高い周囲組織の再生が見込まれるため，従来のものよりも局所の応力集中を回避することができると考えられる．
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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
当初の計画通り，in vitroで細胞培養した試料上に析出する石灰化物の物理化学的あるいは質的評価を顕微ラマン分光およびAFMナノインデンターにより検証することができた．高分解能のラマン分光法により，サンプル表面の石灰化物から検出したアミド結合に帰属するピークを微分することにより，有機成分であるコラーゲン分子の架橋結合を定量化する．またナノインデンテーション法では，準静的試験および動的試験を用いることにより，貯蔵弾性係数と粘弾性の測定が可能である．このため再生石灰化組織に求められる剛性と耐久性評価ができるようになった．
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| Strategy for Future Research Activity |
ラットの大腿骨に埋入できるボーンチャンバー（ミニインプラント）を作成し，放電陽極酸化および未処理の試料を埋入する．チャンバー無いに再生される新生骨の物理化学的特性をレーザーラマン分光法およびナノインデンテーションにより測定する．
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| Causes of Carryover |
当初想定していたよりも研究成果が順調に得られ，国際的に権威のある学会発表を行った．また，生体材料周囲に生じる再生組織の質的評価は国際的には競争が激しく，速報性が求められるため，予定よりも多くの論文発表が必要になった．成果発表に重点が置かれたことから，消耗品金額は予定よりも少なくなった．次年度の消耗品金額はしたがって計画よりも大きくなると考えられる．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は動物実験に移行し，長期経過を追及することから飼育費が発生する．さらに組織切片を作成するため必要な試薬，器具などこれら実験がルーティンに稼動した場合の最低限必要な予算を算出した．また本実験から得られるデータは学術的にも価値の非常に高
いものとなることが予測されるため，国際学会発表や国際学術誌などの投稿が必要であると考えられる．
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