2021 Fiscal Year Annual Research Report
Clinical application of non thermal atmospheric pressure plasma in bone regeneration
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19K03811
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
洲鎌 亮 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (00779457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 宏光 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (50514238)
折田 久美 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 博士研究員 (40748597)
白藤 立 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10235757)
呉 準席 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90533779)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 低温大気圧プラズマ / 骨欠損 / 人工骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が注目したのは骨折治療や骨再生医療における低温大気圧プラズマ技術の活用である。骨折部や骨欠損部に低温大気圧プラズマを直接照射することによって、骨癒合期間を短縮させることが可能なのか、短縮されるとすれば最適なプロトコールや照射設定はどのようになるのか、骨補填材料を用いた骨再生にどのような変化をもたらすのか等に関する基礎実験を行った。ニュージーランド白色家兎を全身麻酔下に使用し、尺骨骨幹部に1cmの骨欠損を作製した。骨欠損部への低温大気圧プラズマの照射の有無によって照射群と非照射群を作製し骨癒合について評価を行った。術後8週で屠殺し、μCTを撮影した。μCTのデータから解析ソフトを用いて新生骨の体積を測定し、プラズマ照射群と非照射群の新生骨量を比較した。統計学的に有意にプラズマ照射群の新生骨量が多かった事を示せている。また、プラズマ照射時間を5分、10分、15分と変えて新生骨量を比較したところ、10分照射した群が最も新生骨量が多かった。このことから、骨欠損部にプラズマ照射を行う事で骨癒合促進効果が得られること、至適照射時間が10分であることが示唆された。また、ニュージーランド白色家兎の脛骨、X線光電子分光法（XPS）を用いて、プラズマ処理による骨表面の分子構造の変化の有無を調査した。Oの増加、Cの減少が確認され、これはプラズマ照射による酸化反応、O、OH基の増加があり浸水性の増加につながったと考えられた。親水性の増加から骨リモデリングに関係する細胞の侵入が増加したことが予想される。さらに、プラズマによる発生熱の検討のため、照射による骨表面温度の変化を評価した所、10分の照射で42度～43度に上昇。過去文献から骨細胞に障害を与える温度ではないことを示した。以上内容で論文作成し、英文雑誌に掲載された。
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Research Products
(2 results)
