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止血・骨再建を一挙に可能にする炭酸アパタイト系骨セメントの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K20505
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 補綴・理工系歯学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018)
九州大学 (2016-2017)

研究代表者

杉浦 悠紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (70755040)

研究協力者 石川 邦夫  
都留 寛治  
土谷 享  
メルビン ムナル  
槇田 洋二  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード炭酸アパタイト / 骨補填材 / セメント / 連通多孔体 / 生体親和性 / リン酸カルシウム / 人工骨 / 骨セメント / 整形外科 / 成型体 / 生体材料 / タイムコントロール
研究成果の概要

生体骨と同じ成分であるCO3Apは優れた材料であるが、顆粒を骨欠損部に埋入する場合、血流による顆粒の流出が課題となる。骨補填材として使用する場合、術中の出血をコントロールする手法を併用し、硬化性を付与する必要がある。本研究では、課題となっている術中の出血及び、顆粒の流出を防止し、生体埋入後は骨置換性の高いCO3Ap連通多孔体となる機構を付与する試みを行った。生体親和性ポリマーゲルと練和することで、操作性に優れた骨補填材練和体の調製に成功した。本成果は、動物を用い、更に有用性を検証していく。

研究成果の学術的意義や社会的意義

病気や怪我で欠損した骨欠損部に埋入し、機能を回復させる材料の開発は、超高齢化社会を迎えるにあたり、その必要性が増々増大している。生体骨と同じ成分であるCO3Apが主成分の骨補填材は、広く臨床応用されている水酸アパタイトと異なり、骨芽細胞の分化を促進、破骨細胞に吸収される、圧倒的に優れる骨伝導性を示すこと、そして生体骨に置換されることが報告されている。しかし、出血などにより術野より流出してしまうことが課題である。このため、硬化性、止血性を付与することで、CO3Apの本来の機能を発揮させる試みは非常に重要である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Fabrication of pure octacalcium phosphate blocks from dicalcium hydrogen phosphate dihydrate blocks via a dissolution-precipitation reaction in a basic solution2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 239 ページ: 143-146

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Sodium inhibits the formation of ammonium-substituted solid solutions of octacalcium phosphate formation by filling its substitution site2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 48 ページ: 1386-1386

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Calcium and Phosphate on Compositional Conversion from Dicalcium Hydrogen Phosphate Dihydrate Blocks to Octacalcium Phosphate Blocks2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 ページ: 222-229

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ammonium Substitutional Solid Solution of Octacalcium Phosphate (OCP)2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 ページ: 1371-1374

    • NAID

      130007504956

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of octacalcium phosphate block through a dissolution-precipitation reaction using a calcium sulphate hemihydrate block as a precursor2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Melvin L. Munar, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. Mater. Med.

      巻: 29 ページ: 151-158

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility evaluation of low-crystallinity b-tricalcium phosphate blocks as a bone substitute fabricated by a dissolution–precipitation reaction from α-tricalcium phosphate blocks.2018

    • 著者名/発表者名
      Garima Tripathi, Yuki Sugiura, Aivaras Kareiva, Edita Garskaite, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Biomater. Appl.

      巻: 33 ページ: 259-270

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Vivo stability evaluation of Mg substituted low crystallinity b-tricalcium phosphate blocks fabricated through dissolution–precipitation reaction for fast bone regeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Garima Tripathi, Yuki Sugiura, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Biomed. Mater.

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of carbonate apatite blocks from octacalcium phosphate blocks through different phase conversion mode depending on carbonate concentration2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem.

      巻: 267 ページ: 85-91

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of calcite-coated rough-surface titanium using calcium nitrate2018

    • 著者名/発表者名
      Rui Shi, Yuki Sugiura, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Surf. Coat. Tech.

      巻: 356 ページ: 72-79

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Sodium Induces Octacalcium Phosphate Formation and Enhances its Layer Structure by Affecting to Hydrous Layer Phosphate2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 18 ページ: 6165-6171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] “Fabrication of arbitrarily shaped carbonate apatite foam based on the interlocking process of dicalcium hydrogen phosphate dihydrate”2017

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Yuki、Tsuru Kanji、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science: Materials in Medicine

      巻: 28 号: 8 ページ: 122-128

    • DOI

      10.1007/s10856-017-5937-0

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Carbonate Apatite Block through a Dissolution-Precipitation Reaction Using Calcium Hydrogen Phosphate Dihydrate Block as a Precursor2017

    • 著者名/発表者名
      Kanji Tsuru, Ayami Yoshimoto, Masayuki Kanazawa, Yuki Sugiura, Yasuharu Nakashima and Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 10 号: 4 ページ: 374-374

    • DOI

      10.3390/ma10040374

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of carbonate apatite pseudomorph from highly soluble acidic calcium phosphate salts through carbonation2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Y., Tsuru K., Ishikawa K
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 124 号: 8 ページ: 827-832

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16046

    • NAID

      130005255811

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of HPO<sub>4</sub>&ndash;OH layered structure in octacalcium phosphate and its morphological evolution by acetic acid2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Y., Onuma K., Yamazaki A.
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 124 号: 11 ページ: 1178-1184

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16169

    • NAID

      130005277234

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fabrication of carbonate apatite foam from the set calcium sulfate hemihydrate foam via solution mediated phase conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Y., Tsuru K., Ishikawa K
    • 学会等名
      International Dental Material Conference
    • 発表場所
      インドネシア、バリ島
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct fabrication of carbonate apatite foam from calcium sulfate hemihydrate foam via solution mediated phase conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Y., Tsuru K., Ishikawa K.
    • 学会等名
      Bioceramics28
    • 発表場所
      アメリカ、シャーロット
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酢酸によるOCP中のHPO4-OHレイヤー構造の発達と、OCP結晶性の上昇2016

    • 著者名/発表者名
      杉浦 悠紀、小沼 一雄、山崎 淳司、石川 邦夫
    • 学会等名
      第20回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪大学・吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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