2011 Fiscal Year Annual Research Report
表面開始スマート重合による新規運動器疾患治療法の創出
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23300175
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高取 吉雄 東京大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員(特任教授) (40179461)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 耕三 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60126133)
石原 一彦 東京大学, 工学系研究科, 教授 (90193341)
茂呂 徹 東京大学, 医学部附属病院, 寄附講座教員(特任准教授) (20302698)
橋本 雅美 ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 副主任研究員 (20450851)
小笠原 徹 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20359623)
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| Keywords | 医療・福祉 / ナノバイオ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、独自技術であるMPCポリマーによるナノ表面処理を、PEEK表面に応用し、次世代運動器インプラントに応用するための基礎検討を完成させることである。今年度は、以下の検討を行った。
1.PEEK表面の至適MPCポリマー処理条件の検索:溶液濃度、処理時間等を変化させてMPC処理を行い、試料表面をX線光電子分光分析、赤外分光光度分析、原子間力顕微鏡で非破壊的に観察し、MPCユニットの同定および処理率を計測した。さらに分光エリプソメトリーまたは透過型電子顕微鏡)にて処理層の厚みを測定した。
2.MPCポリマー処理PEEKの荷重支持性の検討
1}PEEK厚がMPCポリマー処理効果に与える影響の検討:厚さの異なるPEEK板を作製しMPCポリマー処理を行った後、一軸、多軸の引張り試験、曲げ試験など、機械的強度を測定した。
2)衝撃耐久性の検討:衝撃耐久性を評価するため、ASTM F732に準じた衝撃-摩耗試験を確立した。現在、厚さ2.5mmのPEEK試験片を用いた衝撃-摩耗試験を行っており、平成24年度まで検討を継続する予定である。
3.MPCポリマー処理PEEK表面の耐摩耗性の検討:MPCポリマー処理したPEEK表面の耐摩耗特性を評価するため、今年度はまず人工股関節手術後の歩行を再現する股関節シミュレーターを用い、耐摩耗特性の検討を開始した。骨頭径は臨床上使用されている26mmとし、MPCポリマー処理したPEEKライナーと組み合わせて股関節シミュレーター試験を行っており、平成24年度まで検討を継続する予定である。
4.MPCポリマー処理PEEK表面の耐感染性の検討:インプラント表面が細菌とタンパク質を含む体液に接触すると、まず表面にタンパク質が吸着し、この吸着タンパク質層に細菌が接着する。そこで今年度は、MPCポリマー処理を施したPEEK表面のタンパク質吸着抑制を評価した。また、その考察を助けるためPEEK表面の親水性、表面電荷を、接触角測定、ゼータ電位測定により計測した。
以上の結果は、MPC処理PEEKを次世代運動器インプラントに応用するための基礎検討を推進する確信を得るに十分な結果であった。平成24年度は、上記の検討を継続するとともに、効果的なPEEK種類(コンポジット等)についても検討を加える予定である。
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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
研究立案時の年次計画に沿って研究が進展しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
1.PEEK表面の至適MPCポリマー処理条件の検索:23年度に引き続きPEEKのMPCポリマーによるナノ表面処理について至適条件を検索する。また、炭素繊維で補強したPEEK(CFR-PEEK)についても検討を開始する。
2.MPCポリマー処理PEEKの荷重支持性の検討:薄層化したMPCポリマー処理PEEKの機械的強度を評価するとともに、衝撃疲労試験を行い、衝撃耐久性を検討する。
3.MPCポリマー処理PEEK表面の耐摩耗性の検討:MPCポリマー処理したPEEK表面の耐摩耗特性を評価するため、23年度の股関節シミュレーター試験を継続するとともに、摩耗試験装置を用いた評価を開始する。
4.MPCポリマー処理PEEK表面の耐感染性の検討:PEEK製のdiscを作成し、MPCポリマー処理を行う。インプラント感染の病原菌である、バイオフィルム形成黄色ブドウ球菌、バイオフィルム形成メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、表在ブドウ球菌等を播種し、表面への付着抑制効果を検討する。
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[Journal Article] Reduction of peritendinous adhesions by hydrogel containing biocompatible phospholipid polymer MPC for tendon repair2011
Author(s)
Ishiyama N, Moro T, Ohe T, Miura T, Ishihara K, Konno T, Ohyama T, Yoshikawa M, Kyomoto M, Saito T, Nakamura K, Kawaguchi H
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Journal Title
J Bone Joint Surg Am
Volume: 19
Pages: 142-9
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 人工関節金属インプラント表面のMPC処理による細菌付着抑制効果の検討2011
Author(s)
茂呂徹, 高取吉雄, 石原一彦, 京本政之, 安藤嘉基, 宮本比呂志, 伊藤英也, 角田俊治, 田中健之, 大嶋浩文, 中村耕三, 川口浩
Organizer
第36回日本整形外科学会基礎学術集会
Place of Presentation
前橋
Year and Date
20111020-20111021
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[Presentation] MPC処理による摩耗低減効果に対するポリエチレン厚さの影響-繰り返し衝撃-摺動試験での検討-2011
Author(s)
雑賀健一, 茂呂徹, 京本政之, 伊藤英也, 角田俊治, 田中健之, 大嶋浩文, 川口浩, 中村耕三, 石原一彦, 高取吉雄
Organizer
第36回日本整形外科学会基礎学術集会
Place of Presentation
前橋
Year and Date
20111020-20111021
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[Presentation] MPCポリマーの表面処理による人工関節金属表面の細菌付着抑制効果2011
Author(s)
茂呂徹, 高取吉雄, 中村耕三, 石原一彦, 京本政之, 安藤嘉基, 宮本比呂志, 伊藤英也, 角田俊治, 田中健之, 大嶋浩文, 雑賀健一, 川口浩
Organizer
第34回日本骨・感染症学会
Place of Presentation
淡路島
Year and Date
20110708-20110709
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[Presentation] Effect of MPC-grafting and PE thickness on wear and fracture in multi-mode pin-on-disk wear test2011
Author(s)
Saiga KI, Moro T, Kyomoto M, Ito H, Kadota T, Tanaka T, Oshima H, Kawaguchi H, Nakamura K, Ishihara K, Takatori Y
Organizer
6^<th> International Biotribology Forum Biotribology Fukuoka 2001
Place of Presentation
Fukuoka, Japan
Year and Date
2011-11-05
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