Development of self-hardening calcium phosphate cement containing the degradable polymer

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10934
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 豊田 宏光 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (50514238)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横川 善之 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20358310) ; 折田 久美 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 博士研究員 (40748597)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: キトサン / 骨セメント / リン酸カルシウム / 骨補填材料 / アルギン酸

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、医工連携のもと、初期強度、骨親和性ともに優れた新規骨内補填材料を開発し、その有効性を検討することである。本研究計画では、キトサン含有硬化液CPC及びキトサン非含有硬化液CPCを比較することにより、キトサンを含有する事によるCPCの生体親和性の特性変化を調べた。動物実験リタイアモデルの白色家兎大腿骨の遠位顆部に直径4㎜の骨孔を作成し、2種類の硬化液を用いたCPCを骨孔に留置し、3週、6週で犠牲死させ、X線学的評価、組織学的評価を行ったところ、X線学的にキトサン含有CPCは正常な骨組織を融解させていることが判明した。また組織学的にはキトサン含有CPCではセメント組織の周囲と骨組織の間に軟部組織が介在しており、生体親和性は得られていないと考えられた。骨組織の融解は硬化液の酸性が強かったことが原因と考えられる。再度、ポリオールを硬化液に追加したキトサン含有CPC及び他の分解性高分子であるアルギン酸含有CPCを用いて同様の実験を行った。キトサン含有CPCでは、X線学的には正常骨組織に間隙がみられ、組織学的には骨孔に新生骨、有核細胞を全く認めず、生体親和性がないことが考えられた。一方、アルギン酸含有CPCではX線学的には早期骨吸収像がみられ、組織学的にはCPCのみと同等以上の新生骨、有核細胞を骨孔内に認めた。そこで、アルギン酸含有量をそれぞれ0g,0.5g,1.0g,1.5gとした4種類のCPCを使用した同実験を行った。X線、CTではアルギン酸ナトリウム2.0gを含有した硬化液を用いた群で早期骨吸収像を認めた。アルギン酸ナトリウム2.0ｇを含有した硬化液を用いた群でコントロールと比較して統計学的に有意に新生骨の面積が大きくなることが判明した。