超臨界反応場による組成変換反応を利用した骨置換材の創製

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24659862
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 都留 寛治 九州大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (50314654)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 生体材料 / 骨補填材 / アパタイト / 超臨界反応場

Research Abstract

本研究では骨欠損形態に合わせた比較的大きな炭酸アパタイトブロックの調製に必要な大きな炭酸カルシウム前駆体，あるいは高強度炭酸アパタイトブロックの調製に必要な高強度炭酸カルシウム前駆体を超臨界二酸化炭素と水酸化カルシウム圧粉体の反応で調製し，調製された炭酸カルシウム圧粉体から溶解-析出型反応で調製された炭酸アパタイトブロックの有用性を細胞および実験動物で探索することを目的としています。
本年度は，超臨界二酸化炭素を用いて水酸化カルシウム圧粉体から炭酸カルシウム前駆体を調製し，得られた試料の材料学的評価を行うとともに，引き続きリン酸処理を行うことによって炭酸アパタイトブロックを調製する予定でした。しかし，超臨界二酸化炭素が得られる圧力と温度で処理を行っても，水酸化カルシウムから炭酸カルシウムへの組成変換が当初の計画通りに進まないことが判明しました。その原因について基礎的に調査した結果，現在までに，組成変換にはエタノールなどの溶媒を共存させることが有効であることが新たな事実として判明致しました。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

超臨界二酸化炭素が得られる圧力と温度で水酸化カルシウム圧粉体の処理を行っても，炭酸カルシウムへの組成変換が当初の計画通りに進まないことが判明したのが研究がやや遅れている理由です。反応条件などに関して検討を行った結果，原因の詳細については不明ですが，エタノールなどの溶媒を共存させることが組成変換に有効であるという新たな事実を見出しました。この新規手法によって得られた炭酸カルシウム前駆体のリン酸化についても基礎的な検討を行っており，問題なく炭酸アパタイトブロックが得られることも，現在までに確認しております。

Strategy for Future Research Activity

この新事実に基づき，今後はエタノールを共存させた超臨界二酸化炭素を用いて，水酸化カルシウム圧粉体を炭酸カルシウム前駆体に組成変換し，さらに，リン酸処理によって炭酸アパタイトブロックを作製する予定です。
さらに，当初の計画通り，骨芽細胞を用いたin vitro細胞学的評価およびラットを用いたin vivo組織学的評価についても行う予定です。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

前年度より次年度に繰り越した経費については，前年度に行う予定であった，超臨界二酸化炭素を用いた炭酸カルシウム前駆体の調製と評価およびリン酸処理による炭酸アパタイトへの組成変換に必要な試薬・容器・器具類の購入費に充当する予定です。
次年度に新たに配分される経費については，当初の予定通り，骨芽細胞を用いたin vitro細胞学的評価およびラットを用いたin vivo組織学的評価に必要な，試薬・容器・器具類の購入費および細胞および動物実験に必要な消耗品費に充当する予定です。