抗菌性を有する自己硬化型生体吸収性骨ペーストの創製

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K17031
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 佐藤 平 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (80866715)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 生体吸収性骨補填材 / インジェクタブル骨ペースト / 抗菌性 / 水酸アパタイト/コラーゲン / （３－グリシドキシプロピル）メトキシシラン / ゲンタマイシン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生体吸収性を有する生体材料（水酸アパタイト/コラーゲン骨類似ナノ複合体；HAp/Col）を用いたインジェクタブルペーストへの抗菌性付与と抗菌持続性の評価を行うことを目的としている。このペーストはシランカップリング剤である(3-グリシドキシプロピル)トリメトキシシラン (GPTMS)とHAp/Colの結合およびGPTMSのシロキサンネットワーク結合により自己硬化する。具体的な抗菌剤としては主に抗生物質であるゲンタマイシン硫酸塩（GNT）を用いており、その他には銀を用いることを検討してる。
2022年度は2021年度に引き続きGNTを用いたHAp/Col-GPTMSペーストの物性評価として、JIS規格に従ったペーストの溶液中での崩壊性の調査を行った。その結果、GNTの有無はペーストの崩壊性に影響しないことが明らかとなり、GNTはHAp/Col-GPTMSペーストの硬化反応を阻害しないことが示唆された。
HAp/Col-GPTMSペーストの抗菌性評価については、2022年度の科研費で購入した安全キャビネットを用いて取り組んだ。まず、阻止円法による抗菌性試験の手法の確立と並行して、GNTを染み込ませたろ紙を用いて、大腸菌 Escherichia coli に対して抗菌性が発現するGNT濃度を確認した。
その他に実施した項目として、2021年度の実施状況報告書の「今後の研究の推進方策」で検討を予定していた「所属大学におけるHAp/Col合成」が挙げられる。当初の計画では外部機関でのHAp/Col合成を予定していたが、昨今の状況を鑑みて、所属大学におけるHAp/Col合成に取り組み、既存の装置を用いてHAp/Colを合成する方法を確立した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2021年度に生じた新型コロナウイルス感染症の影響による遅れのため、全体的に進捗が遅れてていた。
また、今年度は抗菌性試験に用いる装置の購入・設置を進めたが、その際にトラブルが発生し、装置の稼働に時間を要したため抗菌性試験のとりかかりに遅れが生じた。現在はすでに抗菌性試験に着手し、試験方法の手順を確立したが、抗菌性試験が完了していないため、「やや遅れている」とした。

Strategy for Future Research Activity

抗菌性試験の手法が確立されたので、ペーストを用いた阻止円法による抗菌性試験を行う予定である。また、抗菌性の持続評価については、経時的なGNTの溶出量を測定し、その溶出量や溶出試験後のペーストに対して抗菌性試験を実施することで、ペーストの抗菌持続性について評価することを検討している。
ペーストを用いた抗菌性試験後、結果から抗菌性が認められたペーストの作製条件に対して骨芽細胞様細胞MC3T3-E1を用いた細胞適合性の評価を進める予定である。さらに、細胞適合性が認められた条件については、in vivoでの評価を検討する。