2018 Fiscal Year Annual Research Report
A study on bioactive ceramic biomaterials
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18H02981
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴田 貴久 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (30398466)
川井 忠 東北大学, 大学病院, 助教 (50547263)
井樋 栄二 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80193465)
溝口 利英 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (90329475)
濱井 瞭 東北大学, 歯学研究科, 助教 (00824004)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生体活性 / リン酸カルシウム / 骨芽細胞 / 骨補填材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨欠損における新生骨の形成が促進されるバイオアクティブな人工合成による骨補填材料を開発することを目的として，第三成分の共存下でリン酸八カルシウムを含む各種リン酸カルシウム結晶を水溶液中で湿式合成した．第三成分としてはこれまでの研究で複合体形成で実績のあるgelatinを用いた．得られたリン酸八カルシウム結晶について，1)MSC細胞株D1細胞と結晶によるスフェロイド形成複合体形成による3D培養を既報（Biomaterials 33:8430-8441, 2012）の酸素透過性培養デバイスを作製して行い，MSCの分化に及ぼす影響の検討，2)結晶性状解析として擬似体液あるいはトリスヒドロキシメチルアミノメタン-塩酸緩衝液に浸漬による影響を透過型電子顕微鏡観察およびX線光電子分光法（XPS）による解析を行った．オリジナル結晶（水溶液中で合成の結晶）と第三成分共存下で水溶液中で合成したリン酸八カルシウムの間でMSCから骨芽細胞への分化促進に関する細胞応答性，カルシウムとリン酸が存在する際の結晶の溶解性，結晶表面における存在イオン種の存在状態が異なっている可能性が示唆された．また，組織応答性の検討に向けて，gelatin共存下で合成したリン酸八カルシウムを既報（J Biomed Mater Res B Appl Biomater 105:1029-1039, 2017）を参考にしてOCP顆粒と天然高分子との複合体の成型性を検討した．オリジナル結晶（水溶液中で合成の結晶）と複合化する場合と比較して材料の物性が異なってくる可能性が示唆された．
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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
第三成分の共存下でリン酸カルシウムの合成およびその性状評価を実施し，オリジナル材料との間で比較が可能であったことから結晶性状の把握ができつつある．
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| Strategy for Future Research Activity |
材料学的な検討をさらに進め結晶性状をラマン分光，化学分析など分光学的，化学的観点で分析して明らかにする．化学分析として材料表面あるいは格子内に存在することがわかっている全リン中の酸性リン酸（HPO4）の分率を指標に結晶性状を把握する．その上で分光学的な特徴と化学的な特徴を関連づける．ラマン分光においてはカーブフィッティングを行い，HPO4の存在状態を解析する．組織応答性の評価として従来から検討している膜性骨に加え，長管骨の欠損内においても検討し，骨髄内細胞と材料との応答性を検討する．骨髄内の検討では骨芽細胞に分化することが報告されている特定受容体を発現する細胞に着目して材料の性質と分化進展の関連性を調べる．
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