2017 Fiscal Year Annual Research Report
Preparaton of organic-inorganic hybrid fiber with bone-bonding ability
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16K12898
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
城崎 由紀 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 人工靭帯 / キトサン / 有機－無機複合体 / ファイバー / 骨結合性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前十字靱帯(ACL)再建手術に代表される骨に軟組織を結合させる再建手術では，自身の体から採取した靱帯を移植する治療が普及しているが，健康な組織を犠牲にするという問題がある。一方で，人工靱帯を使用する場合では，採取した靱帯の両端に合成高分子からなる繊維を設置しこれを移植する。この方法では，組織の犠牲を減らすことができるが，骨との結合性がなく，高分子の経年劣化により摘出・交換を要する。
本研究では骨と結合し，細胞の足場材料となり靱帯組織の再生を促した後に生体内で分解・吸収される人工靱帯の開発を目的とする。細胞との親和性と生体分解性，骨結合能を持つファイバーの材料としてキトサン，水酸アパタイト(HAp)およびシロキサン結合に着目した。キトサンは甲殻類の殻の主成分であるキチンを脱アセチル化した高分子であり，細胞親和性と生体分解性に優れている。HApは骨に含まれているリン酸カルシウムの一種であり骨結合能を有する。
今年度はキトサンーHApーシロキサンおよびキトサンーシロキサン複合体ファイバーを凝固法により作製し，乾燥・湿潤状態での機械的特性の評価を行い，シランカップリング架橋による機械的特性の向上を目指した。また，作製したモノファイバーを3次元的に編みあげ，人工靭帯としての使用の可能性を模索した。
キトサンーHAp複合体ファイバーの強度をシロキサン結合の導入によって向上させることはなかったが，キトサンをシロキサン結合によって架橋すると，キトサンーHAp複合体の場合よりもキトサンファイバーの機械的強度を向上させることが分かった。また，得られたモノファイバーを用いて，3次元の編み上げ構造を作製できた。
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