Fabrication of beta-tricalcium phosphate cement and their tissue responses

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11649
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Munar M・L 九州大学, 歯学研究院, 学術研究員 (50432919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 邦夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (90202952)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: β-TCP顆粒セメント / 自己硬化型骨補填材

Outline of Annual Research Achievements

本研究は顆粒状のβ-TCP骨補填材の問題である、母床骨からの不連続性、充填後の顆粒移動の懸念に対応するため、石膏の硬化反応を応用した自己硬化性を有する硫酸カルシウム半水和物(CSH)被覆 β-TCP顆粒を作製することを目的としている。これまでに、β-TCP顆粒表面にCSHを被覆する条件を検討し、CSH被覆β-TCPの自己硬化性を見出すことができた。また昨年度は、硬化時間の調整および実験動物（ウサギ）での検討を開始し、硬化時間の制御法を見出したほか、CSH被覆β-TCPの骨伝導性を動物実験で確認し、少なくとも従来のβ-TCP顆粒と同程度の骨伝導性を示した。
本年度の研究では、CSH被覆β-TCPの物性向上のための被覆形成条件の精査を行った。CSHとβ-TCPの間の接着強度を改善し、操作時の摩擦に対する安定性を向上させることを目指した。これまでは、β-TCP顆粒を硫酸水素ナトリウム溶液内で硫酸カルシウム二水和物を析出させた後、乾式加熱によりCSHへの変換を行っていたが、簡易な剥離試験から被覆CSHの接着強度の改善の余地を示唆する結果を得た。本年度では、β-TCP顆粒と硫酸水素ナトリウム溶液を水熱合成法により反応させる湿式組成変換を新たに考案し、条件検討により手技による剥離を生じない被覆形成手法の確立に成功した。硬化体割断面の走査型電子顕微鏡を用いた観察から、顆粒間の連結部のみで割断が生じており、形成した被覆CSHの十分な接着強度を確認することができた。さらに硬化反応の条件調査により、実用上十分な硬化体強度を発現する条件を見出した。