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2013 Fiscal Year Research-status Report

自己硬化型炭酸アパタイトセメントの創製

Research Project

Project/Area Number 25870392
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

戸井田 力  九州大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (40611554)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsバイオマテリアル / 炭酸アパタイト / 骨再生 / 再生医工学 / セメント
Research Abstract

自己硬化性を示し、硬化して炭酸アパタイトとなるセメント材料の創製が目的である。平成25年度は、①炭酸カルシウムの多形の一種で最も溶解性の高いバテライトの調製、②炭酸アパタイトセメントの調製を予定していた。
バテライトの調製は、水酸化カルシウムを出発原料、メタノールを溶媒、反応温度を4℃とし、この溶液に対して炭酸ガスをバブリングすることで調製した。粉末X線回折(XRD)測定からバテライトに由来したピークが認められ、走査型電子顕微鏡観察から1μm程度の球状粒子であることを確認した。
次に炭酸アパタイトセメントの成分の最適化を行った。粉末をバテライトおよび第二リン酸カルシウム二水和物、液部を0.8 Mの第一(pH 4.2)、第二(pH 8.8)、第三リン酸ナトリウム溶液(pH 12.3)の三種とし、pHの影響を調査した。また、粉液比は1.5~2.2とした。割型に練和体を入れ、ビッカー針法により硬化時間を測定した。いずれの液成分においても、粉末比が大きくなると、硬化時間は短くなった。粉液比1.5、1.7の場合、第二リン酸ナトリウム水溶液を用いた場合が、最も迅速な硬化を示し約16分であった。粉液比2.2のとき、第一および第二リン酸ナトリウム水溶液でおよそ11分、第三リン酸ナトリウム水溶液の場合およそ17分であった。また、硬化体の圧烈強度は液の種類によらず約3.5 MPaであり、大きな違いは認められなかった。XRD測定より、いずれの硬化体もアパタイトを形成していること、フーリエ変換赤外分光測定より炭酸基を含んでいることが明らかとなった。これまで、バテライトより熱力学的に安定なカルサイトを用いた系では、硬化あるいはアパタイト相形成に過激な条件が必用であり、臨床応用が難しかった。本系では、室温付近で硬化し、炭酸アパタイトを形成することから、臨床応用が期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、①炭酸カルシウムの多形の一種で最も溶解性の高いバテライトの調製、②炭酸アパタイトセメントの調製を予定していたが、ともに終了している。

Strategy for Future Research Activity

本年度は、炭酸アパタイトセメントの調製に成功した。詳細な硬化挙動の調査が必要である。また、炭酸アパタイトへの経時的な相変換反応も調査する必要がある。さらに、来年度は、ラット骨髄由来細胞を用いて、炭酸アパタイトセメントの骨伝導性の評価を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

予定していた論文投稿が遅くなり、論文校正費を使用しなかった。次年度予定している動物実験に多額の費用がかかると予想されるため、物品費の一部を充てることにした。
本研究論文の英文校正費に充てる。物品費の一部を動物実験にかかる費用に充てる。

  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Liver-specific peptides derived from the PreS1 domain of human hepatitis B virus2014

    • Author(s)
      Jeong-Hun Kang
    • Journal Title

      Journal of Virological Methods

      Volume: 201 Pages: 20-23

    • DOI

      10.1016/j.jviromet.2014.02.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biological evaluation of protein nanocapsules containing doxorubicin2013

    • Author(s)
      Riki Toita
    • Journal Title

      International Journal of Nanomedicine

      Volume: 8 Pages: 1989-1999

    • DOI

      10.2147/IJN.S4023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A protein kinase assay based on FRET between quantum dot and fluorescently-labeled peptides2013

    • Author(s)
      Shujiro Shiosaki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 49 Pages: 5592-5594

    • DOI

      10.1039/c3cc41680a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stabilization of cancer-specific gene carrier via hydrophobic interaction for a clear-cut response to cancer signaling2013

    • Author(s)
      Chan Woo Kim
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 170 Pages: 469-476

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2013.06.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biodistribution of 125I-labeled polymeric vaccine carriers after subcutaneous injection2013

    • Author(s)
      Riki Toita
    • Journal Title

      Bioorganic and Medicinal Chemistry

      Volume: 21 Pages: 5310-5315

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2013.06.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A nanocarrier based on a genetically engineered protein cage to deliver doxorubicin to human hepatocellular carcinoma cells2013

    • Author(s)
      Riki Toita
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 49 Pages: 7442-7444

    • DOI

      10.1039/c3cc44508a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biodistribution of vaccines comprised of hydrophobically-modified poly(γ-glutamic acid) nanoparticles and antigen proteins using fluorescence imaging2013

    • Author(s)
      Riki Toita
    • Journal Title

      Bioorganic and Medicinal Chemistry

      Volume: 21 Pages: 6608-6615

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2013.08.024

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 疎水化ポリγ-グルタミン酸ナノ粒子の体内動態のイメージング

    • Author(s)
      戸井田 力
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館
  • [Presentation] ガン細胞シグナル応答型遺伝子キャリヤーの開発

    • Author(s)
      戸井田 力
    • Organizer
      平成25年度日本歯科理工学会九州地方会夏季セミナー
    • Place of Presentation
      ながさき式見ハイツ
  • [Presentation] 自己硬化型アパタイトセメントの基礎的評価

    • Author(s)
      戸井田 力
    • Organizer
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学長野キャンパス
  • [Presentation] タンパク質ナノカプセルによる肝臓ガンイメージングと薬物送達

    • Author(s)
      戸井田 力
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス

URL: 

Published: 2015-05-28  

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