Development of surface potential-controlled Ti with high osteoblast activity and hydrophilicity

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K06786
• Research Institution: Japan Fine Ceramics Center
• Principal Investigator: 橋本 雅美 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (20450851)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金高 弘恭 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50292222)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 表面電位 / 酸化チタン / 窒素含有欠陥 / 骨芽細胞 / アパタイト

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの成果として、純チタンを低酸素分圧下の窒素雰囲気中で熱処理することによって、窒素含有欠陥を含む酸化チタンを形成させると、正または負の表面電位を有する表面の形成に成功した。今年度は、正、負またはゼロの表面電位を有する表面におけるMC3T3-E1細胞の細胞増殖および骨芽細胞への分化能を比較した。増殖能に関しては、何れの表面でも、同等に良好な増殖能を示したのに対し、分化能に関しては、正または負の表面電位を有する表面の方がゼロの表面に比べて1.5倍高いことがわかった(14日培養期間)。この特性向上は、細胞接着性タンパク質であるフィブロネクチンだけでなく、水酸化アパタイトの構成成分であるCaとPの吸着が生じているためと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] MC3T3-E1 cellular response and protein detection on surface potential-controlled TiO2 scale in serum-containing medium (2018)
  • Author(s): M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, S. Muto, M. Furuya, H Kanetaka, M. Abe and H. Yamashita
  • Journal Title: Key Eng. Mat Volume: 782 Pages: 218～223
  • DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.782.218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of surface potential and hydroxyapatite formation on TiO2 scales containing nitrogen-related defects (2018)
  • Author(s): Hashimoto Masami、Ogawa Takafumi、Kitaoka Satoshi、Muto Shunsuke、Furuya Maiko、Kanetaka Hiroyasu、Abe Masayuki、Yamashita Hayato
  • Journal Title: Acta Materialia Volume: 155 Pages: 379～385
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.05.072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrated Phospholipid Polymer Gel-Like Layer for Increased Durability of Orthopedic Bearing Surfaces (2018)
  • Author(s): Kyomoto Masayuki、Moro Toru、Yamane Shihori、Watanabe Kenichi、Hashimoto Masami、Tanaka Sakae、Ishihara Kazuhiko
  • Journal Title: Langmuir Volume: 35 Pages: 1954～1963
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A phospholipid polymer graft layer affords high resistance for wear and oxidation under load bearing conditions (2018)
  • Author(s): Kyomoto Masayuki、Moro Toru、Yamane Shihori、Watanabe Kenichi、Hashimoto Masami、Tanaka Sakae、Ishihara Kazuhiko
  • Journal Title: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials Volume: 79 Pages: 203～212
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2017.12.036
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Differentiation behavior of osteogenic cell on surface potential-controlled TiO2 scale formed by oxynitridation of Ti (2019)
  • Author(s): M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, *M. Furuya, *H. Kanetaka, *S. Muto, *M. Abe, *H. Yamashita
  • Organizer: 43rd international conference and exposition on advanced ceramics and composites,
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] MC3T3-E1 cellular response and protein detection on surface potential-controlled TiO2 scale in serum-containing medium (2018)
  • Author(s): M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, S. Muto, M. Furuya, H. Kanetaka, M. Abe and H. Yamashita
  • Organizer: Bioceramics30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 血清含有培養液中における表面電位制御チタン上でのタンパク質の吸着 (2018)
  • Author(s): 橋本雅美,小川貴史,北岡諭,古谷真衣子,金高弘恭,武藤俊介,阿部真之,山下隼人
  • Organizer: 日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
• [Presentation] PMMA骨セメント用の高生体活性酸化チタン粒子の開発 (2018)
  • Author(s): 橋本雅美, 金高弘恭
  • Organizer: JFCAテクノフェスタ