2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of tissue adhesives with nanostructured biomaterials
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18K09637
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
岡田 正弘 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (70416220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 卓也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40324793)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 軟組織接着 / 無機系生体材料 / ハイドロキシアパタイト / ナノ修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
硬組織に対する接着剤に関してはこれまでに歯学領域が中心となって大いに発展・実用化が進められてきたが、軟組織に対する接着剤に関しては接着強さや生体適合性の観点から改善の余地が大きい。申請者らはこれまでに無機系生体材料の一種であるハイドロキシアパタイト（以下、アパタイト）を原料としたナノ構造体が軟組織に湿潤条件下で瞬時に接着すること、および、そのナノ構造によって接着強さが大きく変化することを見出した。本研究では、無機系生体材料ナノ構造体の接着性発現メカニズムの理解を目指し、さらに、そのメカニズムをアパタイト以外の無機系生体材料に拡張することで新しい軟組織用接着材の創出を目指す。
本年度の検討では、まず、アパタイトナノ構造体の接着性発現メカニズムの理解を目指して検討を行った。異なる条件下で湿式法によって種々のアパタイトナノ粒子を合成し、これらの形態を走査型電子顕微鏡観察から評価し、組成をX線光電子分光法およびX線回折法によって評価した。また、各アパタイト周囲の水和構造を示差走査熱量計および赤外分光光度計にて評価し、各アパタイトに対する塩基性および酸性タンパク質の吸着性について検討を行った。その結果、アパタイトの組成（特に陽イオン欠損）によってアパタイト周囲の水和構造が大きく変化することが明らかとなった。さらに、水和構造のうち中間水を多く含むアパタイトのタンパク質吸着性が低下することが明らかとなった。これらの結果から、無機材料表面の水和構造が水和タンパク質の吸着挙動ならびにタンパク質を介した軟組織接着性に大きく影響することが示された。また、無機系生体材料の種類を変えた場合においても、その表面性状ならびに水和構造が変化することが確認され、真皮に対する接着強さが大きく変化することを見出した。
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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
本年度の検討においては、アパタイトを対象として、軟組織接着性に関連するするタンパク質吸着特性に及ぼす材料表面性状についての知見を得ることを目的とした。【研究実績の概要】に記載したとおり、当初の目的を達成したため「(2) おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の検討結果から得られた情報をもとに、アパタイト以外の無機系材料においても同様の接着性を付与することを試みる。具体的には、機械的性質に優れる金属系生体材料を基材として選択肢、表面処理によってナノ構造および組成制御を行う。さらに、最適なナノ構造を付与した金属系生体材料のマウス体内留置試験を行うことで、軟組織接着性および長期安定性をin vivoにて評価する。
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| Causes of Carryover |
研究を効率的に進めるためのリサーチアシスタントの雇用を当初計画していたが、当該人材が確保できなかったためである。次年度以降は、研究を効率的に進めるための機器等の購入を計画する。
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