2018 Fiscal Year Research-status Report
Osteoinductivity and osteoconductivity of non-oxide ceramics
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17K01389
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
PEZZOTTI G. 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (70262962)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00271164)
山本 俊郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40347472)
足立 哲也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10613573)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 窒化ケイ素 / ラマン分光法 / 骨伝導 / 骨誘導 / Slicon nitride / 非酸化物セラミック / バイオセラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本が迎える超高齢化社会において、再生力や免疫力が低下した有病者や高齢者に対し、人工関節置換術を確実に行うには、高い骨伝導性と抗菌性を有するインプラント材料を使用することが望ましい。しかしながら、既存のインプラント材料はこれらの要件を十分に満たしているとは言い難いのが現状である。
我々は、優れた機械的性質と生体親和性を有する非酸化物セラミック窒化ケイ素（Si3N4：Slicon nitride シリコンナイトライド）が、表皮ブドウ球菌や歯周病菌に対し抗菌性を有することを報告した。しかしながら、これまで窒化ケイ素が骨原生細胞に与える影響についての基礎的な研究は、あまり行われてこなかった。以上のことを踏まえ、本研究は、in vitroやin vivoの系において、窒化ケイ素が骨芽細胞や間葉系幹細胞に効率的に与える影響を明らかにし、窒化ケイ素が次世代の人工関節デバイスになり得るか検討する。平成29年度は、in vitroの系において窒化ケイ素（バルク）の骨誘導能がチタンよりも優れていることが明らかとなった。窒化ケイ素上で培養した間葉系幹細胞株は、チタン基板よりも多くの成長因子インスリン様成長因子 （IGF-1）と骨マトリックスタンパク質Gla型オカルシンを産生した。平成30年度は、窒化ケイ素とPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）を複合化することで骨伝導性と抗菌性を担持させることに成功している。
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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
これまでに申請者は、窒化ケイ素はチタン以上の骨誘導能を有することを明らかにした。また、生物活性を持たないPEEK（ポリエーテルエーテルケトン）と窒化ケイ素を複合化することで、PEEＫに骨伝導性と抗菌性を担持させることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vitroの系において、窒化ケイ素はチタン以上の骨誘導能・骨伝導を有することが明らかとなった。今後は、実験動物（ラットかラビット）に窒化ケイ素インプラントを移植し、in vivoの系における窒化ケイ素の骨伝導能と骨誘導能を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
実験機器の消耗品であるレーザーの寿命による交換時期を考え資金計画を行った為
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