2013 Fiscal Year Research-status Report
骨伝導能増大に寄与するリン酸カルシウム材料の表面水和構造の創製
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25670829
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60374948)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上家 潤一 麻布大学, 獣医学部, 准教授 (10400269)
穴田 貴久 東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (30398466)
川井 忠 東北大学, 大学病院, 助教 (50547263)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 生体材料 / 表面 / 水和 / セラミックス |
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| Research Abstract |
平成２５年度は異なる表面水和構造を持つ可能性のある種々の無機イオンを含有するリン酸カルシウムの合成を試みた．無機イオンとしは既報に基づいてZn含有リン酸カルシウム（Honda Y, Suzuki O et al. Crystal Growth Design 11; 1462-1468, 2011）およびF含有リン酸カルシウム（Shiwaku Y, Suzuki O et al. Acta Biomater 8:4417-4425, 2012）についてそれぞれ低濃度から高濃度の種々の含有量の結晶を合成した．得られた結晶について化学分析により組成を決定し，走査型電子顕微鏡による形態観察，X線回折による結晶相の同定，またFTIRによる分光学的検討を行った．特に，表面水和構造の情報を得るためにFTIRによるカーブフィッティングを検討し，ハイドロキシアパタイト構造に属しない HPO4およびハイドロキシアパタイトに帰属されるOHの同定を試み，無機イオン含有量と加水分解傾向を検討して関連づけた（Suzuki O et al. 25th European Conference on Biomaterials, Sep 8th-12th, Madrid, Spain, 2013）．一方，これら結晶の表面水和構造が及ぼすタンパク質吸着の影響を調べるため，アルブミンをモデルとして，分析に適する吸着条件を検討した．これによって，次年度に向け，表面構造と骨伝導能との関連性を調べるための基礎的なデータを整理した．
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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
基盤となる材料であるリン酸カルシウムの表面水和構造と結晶構造との関連性が検討できたため，予備的検討ながら表面構造とタンパク質吸着および骨伝導能の関係を研究する基礎データが得られた. 以上から，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
表面の水和構造の理解が本研究に重要な課題である．分光学的な解析が一部できるようになったため，次いで結晶表面とのタンパク質吸着能を詳細に明らかにする．そのため，アルブミンに加えて骨や石灰化に関連するタンパク質も検討項目に加えていく．また，表面構造と骨伝導能の関連性を明らかにするために，細胞培養による検討を開始し，どのような表面水和構造が有効か，早めに情報を得ていく．その結果を結晶の合成および表面構造の解析にフィードバックし，初期目標の妥当性を早期に判断し，必要に応じて研究の方向性の修正に反映できるように務める．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
骨伝導能の評価を多面的に解析するため，in vitro評価に入る前に材料の創製の対象を若干広げ，リン酸カルシウムの合成研究に注力した．そのため，本年度のin vitro実験の消耗品経費を次年度経費とした．
材料に対するタンパク質吸着の詳細を明らかにしつつ，並行して，材料の細胞親和性を調べるため，in vitroで合成結晶を培養皿にコーティングし，骨芽細胞様細胞を播種して培養し，経時的に骨分化マーカーに着目し，骨芽細胞の遺伝子発現状況を調べる．
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