三次元構造を有するファイバー強化スキャフォールドの開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19791463
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 谷本 安浩 Nihon University, 松戸歯学部, 講師 (40312045)
• Keywords: スキャフォールド材料 / ハイドロキシアパタイト / 第三リン酸カルシウム / 細胞培養試験 / 擬似体液浸漬試験 / テープキャスティング技術 / アルミナファイバー

Research Abstract

本研究の目的は生体適合性に優れたファイバー強化スキャフォールドを開発することである。本年度においてはまず、ファイバー強化スキャフォールド材のマトリックスとなるハイドロキシアパタイト(HAP)と第三リン酸カルシウム(TCP)の比率がin vitroに及ぼす影響について検討した。さらにはアルミナファイバー(AF)とTCPを複合化したAF強化TCP材の作製を試みた。
材料の作製は、HAP粉末とTCP粉末を100/0、75/25、50/50、25/75、0/100の重量比率(HAP/TCP比)で組合せ、バインダと一緒に遊星型ボールミルによって混合・分散した。その後、混合したHAP/TCPスラリーを用いてテープキャスティング技術によりHAP/TCPシートを作製し、電気炉にて1200℃で焼成することで焼成HAP/TCP材を作製した。作製したHAP/TCP材について、走査電子顕微鏡(SEM)観察、アルキメデス法による空隙率測定、擬似体液浸漬試験、骨芽細胞様細胞による細胞培養試験により評価した。
焼成後のHAP/TCP材表面をSEM観察の結果から、TCPの比率が大きくなるにつれて粒子径が大きくなる様子が確認できた。空隙率はHAP/TCPの比率が0/100の場合が他と比べ、有意に小さい値を示した。リン酸塩緩衝液(pH=7.4,37℃)に1ヶ月浸漬した結果、HAPの比率が大きくなるにつれて溶解性が高くなった。またハンクス溶液(pH=7.4,37℃)に1週間浸漬した結果、HAP/TCPの比率が0/100の場合が最もアパタイトと見られる結晶が生成していた。細胞培養試験の結果、TCPの比率が大きくなるにつれて細胞増殖能が向上する傾向を示した。さらには上記の方法でTCPとAFを混合してAF強化TCP材を作製した結果、AFとTCPは良好に複合化することが確認できた。