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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ欠陥構造による生体活性の発現とその制御

Research Project

Project/Area Number 20500413
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

相澤 守  Meiji University, 理工学部, 教授 (10255713)

Keywordsアパタイト / 生体材料 / セラミックス / 細胞・組織 / 電子顕微鏡 / 欠陥構造 / ナノ構造
Research Abstract

現在、骨欠損部の補填には自家骨や水酸アパタイトなどのバイオセラミックスが臨床的に利用されている。自家骨は骨芽細胞の存在しないところに骨を形成する「骨誘導能」を有するため、優れた骨癒合が得られるが、健常部位からの採取に伴う二次的な侵襲や採取量の限界などの問題がある。一方、水酸アパタイトはいつでも誰でも利用できる人工材料であり、インプラント時にホストの骨と直接結合する特性を示すが、「骨誘導能」が欠如しているため、確実な骨癒合が得られないという問題がある。そこで、本研究では、自家骨中のアパタイトと人工的な水酸アパタイトとの相違点のなかで「自家骨中のアパタイトのもつナノ欠陥構造」に着目し、まず「ナノ欠陥構造と生体活性との関連性」を明らかにし、ついで「骨誘導能を備えた次世代型バイオセラミックスの創製」を目指す。
本提案では、自家骨に匹敵する生体活性を人工材料(バイオセラミックス)に付与させるという目標を達成するため、次の3つの課題:1)ナノ欠陥構造による生体活性発現メカニズムの解明、2)ナノ欠陥構造の導入プロセスの構築、および3)骨誘導能をもつバイオセラミックスの開発を推進する。
特に、H20年度は1)のテーマに注力した。より具体的には、生体骨中のアパタイトが種々のイオンを含んだ歪んだ結晶構造を備えていることに注目し、「骨ミネラルを含有したアパタイト粉体」の合成方法を調査し、その合成条件の確立に成功した。さらに、得られた骨ミネラル含有アパタイトから緻密なセラミックスを作製する条件についても明らかにした。このモデル材料のナノ欠陥構造を含む超微細構造を調査するため、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて、その超微細構造を観察したところ、純粋なアパタイトに比べて、より多くの欠陥構造を包含していることが分かった。
次年度以降は、このモデル材料の欠陥構造を精査するとともに、骨芽細胞の分化誘導も含めて生物学的評価も推進する計画である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] In vivo bone formation using three-dimensional scaffolds developed from a single crystal apatite fiber2009

    • Author(s)
      H. Morisue, M. Aizawa, 他
    • Journal Title

      J. Biomed. Mater. Res. A (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural observation of calcium-deficient single crystalapatite fibers and phase changes during heating2008

    • Author(s)
      A. Taki, H. Yoshimura, M. Aizawa
    • Journal Title

      Key Eng 361-363

      Pages: 147-150

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fabrications of hydroxy apatite ceramics including boneminerals and their microstructure2008

    • Author(s)
      T. Fujino, Y. Sekine, T. Fukazawa, H. Yoshimura, M. Aizawa
    • Organizer
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      20081209-20081213
  • [Presentation] 骨ミネラル含有アパタイトセラミックスの特性評価2008

    • Author(s)
      藤野匡敏, 関根由莉菜, 深澤倫子, 吉村英恭, 相澤守
    • Organizer
      無機マテリアル学会第117回学術講演会
    • Place of Presentation
      沖縄(沖縄県立博物館・美術館)
    • Year and Date
      20081113-20081114
  • [Presentation] Preparation of apatite powder including bone minerals and its ceramics processing2008

    • Author(s)
      T. Fujino, M. Aizawa
    • Organizer
      8^<th> World Biomaterials Congress (WBC)
    • Place of Presentation
      Amsterdam, Netherland
    • Year and Date
      20080528-20080601

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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