| 研究課題/領域番号 |
19K05050
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室) |
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研究代表者 |
城崎 智洋 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究参事 (70554054)
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| 研究分担者 |
高藤 誠 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (50332086)
龍 直哉 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究主任 (90743641)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | セルロース / 球状粒子 / リン酸カルシウム / ヒドロキシアパタイト / リン酸三カルシウム / 多孔質材料 / マイクロ球状粒子 / コア-シェル構造 / 擬似体液 / TEMPO酸化 / 骨代替材料 / 歯科材料 / 足場材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨再生に有効な充填材を指向した、均一な連続孔を有する高結晶性ヒドロキシアパタイトを開発する。骨欠損部に充填して骨の再生を誘導するためには、連続孔を持つことが必要であり、十分な強度も重要である。①セルロースを原料とする10から200 μmの均一な粒子径の球状粒子を、TEMPO触媒で処理することによってカルボキシル化セルロースマイクロ球状粒子を調製し、②擬似体液中でセルロース球状粒子の表面にヒドロキシアパタイト核を形成させたセルロース/アパタイト複合球状粒子を調製する。③複合粒子を起点としてアパタイト結晶を成長させた後、焼成することによって、均一な連続孔を有するヒドロキシアパタイト結晶を調製する。
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| 研究成果の概要 |
粒径やカルボキシ基量の異なるセルロースマイクロ球状粒子を13種類調製し、ラインナップ化した。得られた粒子をテンプレートとしてセルロース/アパタイト複合体を調製し、焼成することによってセルロース球状粒子を除去し、多孔質のリン酸カルシウムを得ることができた。得られたリン酸カルシウムの圧縮強度や結晶構造は、テンプレートとなるセルロース球状粒子のカルボキシ基量によって制御することが可能であった。更に、テンプレートとしてセルロースマイクロファイバーを球状粒子と同時に用いることによって、連続孔を持ったアパタイトを調製することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した多孔質セラミックスのテンプレートとして用いたマイクロ球状粒子は、植物由来のセルロースを原料としており、脱石油由来マイクロビーズとして期待される材料を、セルロースナノファイバーを調製する技術を応用して更に発展させたものである。簡便な方法で均質で連続した空孔を持ち、骨や歯の代替材料として十分な強度をもったアパタイトを得る方法を確立し、アパタイトの結晶構造へのテンプレート粒子の影響を科学的に検証しており、社会的意義と共に学術的意義も高い成果である。
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