2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Creation Principle of Collagen/Hydroxyapatite Artificial Bone with Optimized Microstructures
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20K04167
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 基嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30346085)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コラーゲン / ハイドロキシアパタイト / 微視構造最適化 / 微小力学試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，コラーゲン分子とアパタイト結晶を用いてボトムアップ式に創製した骨単位の力学特性を最大限に発揮できる微視構造因子とその力学特性発現メカニズムを明らかにするとともに，最終的には最適微視構造をもつ骨単位の設計・実現手法を確立することを目的とした．一年目にハイドロキシアパタイト／コラーゲン複合線維の束化の再現性を確保し，二年目に最適なハイドロキシアパタイト／コラーゲン複合線維束の微視構造因子最適化方針を得たため，三年目は，コラーゲン／ハイドロキシアパタイト複合線維束の最適微視構造をより詳細に検討するとともに，コラーゲン線維とハイドロキシアパタイトが階層構造化された骨様複合線維束をらせん状に巻いた円柱状骨単位構造を作製する方法を構築することを目指した．その成果は，以下のように要約される．
１）線維束内での線維配向度と線維損傷の相反する２つの効果によるトレードオフ関係により決定される電気泳動により束化したコラーゲン線維およびハイドロキシアパタイト／コラーゲン複合線維の引張強度を最大化できる電気泳動電流値は，4～5 mAの範囲に存在することがさらに詳細に明らかになった．
２）コラーゲン線維束およびハイドロキシアパタイト／コラーゲン複合線維束作成時に接着タンパクとしてオステオネクチンを作用させた場合，HAp析出の前後どちらか一方ではなく前後ともにオステオネクチンを作用させることにより複合体としての引張強度が最大化されることが明らかになった．
３）複数のハイドロキシアパタイト／コラーゲン複合線維束をねじることにより「オステオン様構造」を作成するシステムを構築できた．
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Research Products
(7 results)
