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無機イオンによる人工骨の高機能化とその機能発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K13031
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター (2018)
岡山大学 (2017)

研究代表者

小西 敏功  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 研究員 (10587843)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードβ-リン酸三カルシウム / 銅 / ケイ素 / 骨伝導 / 血管形成 / 骨補填材 / リン酸カルシウム / 無機イオン / 結晶構造 / 骨誘導 / 血管新生 / 生体材料 / 生物学的機能
研究成果の概要

本研究課題では、ケイ素および銅含有リン酸カルシウム(CuSi-TCP)の合成条件を確立した。この溶解性について検討したところ、銅含有量の増加とともに溶解性、溶解速度が低下することが明らかとなった。溶解曲線の解析結果、CuSi-TCPの溶解は二成分からなる不均一溶解であり、溶解過程でCuSi-TCP表面に溶解を抑制する層が形成されることが示唆された。また、紫外可視分光分析、電子スピン共鳴分析の結果から、銅イオンはTCP結晶のCaサイト内に存在することが示唆された。さらに、抗菌性試験の結果、5, 10 mol%の銅を含むCuSi-TCPにおいて抗菌性の発現が見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リン酸カルシウム構造中への微量元素の導入は、低コストで再現性に優れることを特長とし、この微量元素がトリガーとなり生体内での機能発現を促進する。そのため、血管内皮細胞増殖因子などの高価な薬剤を使用しなくてもそれと同等な治療効果が期待される。また、微量元素の機能発現はリン酸カルシウムの溶解によって制御されるため、溶解挙動を理解ことが重要である。本研究では、銅を導入したリン酸カルシウムを基にその溶解挙動を明らかにした。また、銅の溶解がその抗菌性発現にも影響することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件)

  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of copper substitution on the local chemical structure and dissolution property of copper-doped β-tricalcium phosphate2019

    • 著者名/発表者名
      Konishi Toshiisa、Nagano Yasuyuki、Maegawa Marina、Lim Poon Nian、Thian Eng San
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 印刷中 ページ: 72-81

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2019.04.040

    • 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] Solid-state nuclear magnetic resonance study of setting mechanism of β-tricalcium phosphate - inositol phosphate composite cements2019

    • 著者名/発表者名
      T. Konishi, K. Yamashita, K. Nagata, P.N. Lim, E.S. Thian, M. Aizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Materials

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 034007-034007

    • DOI

      10.1088/2515-7639/ab17e5

    • 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] Anisotropic coating of a-plane oriented hydroxyapatite via a drop-on-demand micro-dispensing technique2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi Toshiisa、Lye Yun Min、Qiu Xihe、Lim Poon Nian、Thian Eng San
    • 雑誌名

      Materials Technology

      巻: - 号: 11-12 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1080/10667857.2018.1469261

    • 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] Enhancing osteoconductivity and biocompatibility of silver-substituted apatite in vivo through silicon co-substitution2018

    • 著者名/発表者名
      Lim P.N.、Konishi T.、Wang Z.、Feng J.、Wang L.、Han J.、Yang Z.、Thian E.S.
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 212 ページ: 90-93

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2017.10.076

    • 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] Bioresorbability of chelate-setting calcium-phosphate cement hybridized with gelatin particles using a porcine tibial defect model2018

    • 著者名/発表者名
      KIMINAMI Keishi、NAGATA Kohei、KONISHI Toshiisa、MIZUMOTO Minori、HONDA Michiyo、NAKANO Kazuaki、NAGAYA Masaki、ARIMURA Hidetoshi、NAGASHIMA Hiroshi、AIZAWA Mamoru
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 2 ページ: 71-78

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17197

    • NAID

      130006329683

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 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] Fabrication of chelate-setting α-tricalcium phosphate cement using sodium citrate and sodium alginate as mixing solution and its in vivo osteoconductivity2017

    • 著者名/発表者名
      T. Konishi, PN. Lim, M. Honda, M. Nagaya, H. Nagashima, ES. Thian, M. Aizawa
    • 雑誌名

      J. Biomed. Mater. Res. B

      巻: 17 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/jbm.b.34028

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanomaterial scaffolds to regenerate musculoskeletal tissue: signals from within for neovessel formation2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Zuyong、Wen Feng、Lim Poon Nian、Zhang Qinyuan、Konishi Toshiisa、Wang Dong、Teoh Swee Hin、Thian Eng San
    • 雑誌名

      Drug Discovery Today

      巻: 22 号: 9 ページ: 1385-1391

    • DOI

      10.1016/j.drudis.2017.03.010

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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