2021 Fiscal Year Research-status Report
マクローマイクロ気孔が炭酸アパタイトハニカム人工骨の骨伝導・骨置換に及ぼす影響
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21K17010
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
柳沢 俊樹 九州大学, 歯学研究院, 学術研究員 (50898103)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 炭酸アパタイト骨補填材 / 炭酸アパタイトハニカム骨補填材 / 骨伝導 / 骨置換 / マクロ気孔 / マイクロ気孔 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一方向の貫通孔(マクロ気孔)を有する炭酸アパタイトハニカム骨補填材は、垂直的骨造成、水平的骨造成に極めて有用であり、配向骨が形成される。ハニカム構造体のマクロ気孔表面には極めて迅速に骨が形成されるが、隔壁部の炭酸アパタイトが新しい骨に置換されるには一定の時間を要する。本研究は、炭酸アパタイトハニカム骨補填材の隔壁部にマイクロ気孔を形成し、マクロ-マイクロ気孔が炭酸アパタイトハニカム骨補填材の骨伝導・骨置換に及ぼすシナジー効果の検討を行う。本年度は、マクロ気孔とマイクロ気孔を有する炭酸アパタイトハニカム骨補填材の作製方法を検討した。炭酸カルシウム球と有機バインダーの混錬/混合物の押出成形によりハニカムグリーン体を作製した。次に、ハニカムグリーン体の加熱処理により、有機バインダーを除去し、炭酸カルシウムハニカムを作製した。最後に、得られた炭酸ハニカムをリン酸水酸二ナトリウム溶液に浸漬し、溶解・析出反応により、炭酸アパタイトに組成変換した。マクロ気孔は、金型の設計により100から600μmの範囲で制御することができた。炭酸アパタイト球間にマイクロポアが存在しており、マイクロ気孔体積は、脱脂による焼結度を調整することにより、0.07から0.15cm3g-1の範囲で制御することができた。圧縮強度試験の結果、マクロ気孔の径が200μmから600μmに増加すると、圧縮強度は68 MPaから43MPaに低下した。また、マクロ気孔の気孔率がほぼ同じ場合、気孔率が47%から56%に増加すると、圧縮強度は約130MPaから約45MPaに減少した。このことから、マクロ気孔率に比べ、マイクロ気孔率の方が圧縮強度に与える影響が明らかになった。
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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
現在までに、マクロ気孔とマイクロ気孔を有する炭酸アパタイトハニカム骨補填材を作製に成功しており、当初の計画通り進行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
マクロ・マイクロ気孔が圧縮強度に与える影響を明らかにする。動物実験により、マクロ・マイクロ気孔が骨形成・材料吸収に与える影響を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
今年度は、既存の設備で、炭酸アパタイトハニカム骨補填材の作製を行ったため使用額は少なかった。また、学会がオンラインであったため、旅費を使用しなかった。
本年度は、試料の作製のための装置の改良や動物実験に伴う物品の購入予定である。また、成果発表の論文の掲載・学会発表のために使用予定である。
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