| 研究課題/領域番号 |
20H00304
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
春日 敏宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30233729)
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| 研究分担者 |
小幡 亜希子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40402656)
平田 仁 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (80173243)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 複合無機粒子 / 炭酸カルシウム / 非晶質相 / ガラス / リン酸処理 / 骨形成 / 綿形状人工骨 / メカノケミカル法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭酸カルシウム粒子をリン酸液処理する方法を用いて、骨形成を刺激する微量元素ＢとSrを含有した複合無機粒子を創製し、高齢者にも有効な人工骨の設計に活かすことを目的とする。粒子から徐放される微量元素により免疫細胞を活性化させることで、細胞が産生する生理活性物質の種・量を調整して、骨形成促進へと導く機能を創出する。さらに、無機粒子-生分解性ポリマー複合体を作製し、綿形状化して実用人工骨にまで発展させる。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、①複合無機粒子の合成法の確立とイオン溶出特性、②メカノケミカル法により合成した非晶質リン酸カルシウム（ACP）粒子とポリマー複合繊維化、③②の小動物を用いた生体親和性評価を進めた。
①ACPは、生体吸収性にも優れ、さらに、非晶質相中に治療イオンを導入できる。Sr含有炭酸カルシウム（アラゴナイト）粒子を作製し、これをNaH2PO4水溶液に浸漬し、粒子表面に微細な析出物を得た。アラゴナイト粒子がリン酸溶液中で溶解し、Ca・Srイオンがリン酸イオンと反応して生成したSr含有ACPであると結論された。また、複合粒子はトリス緩衝溶液（TBS）中でACPからCa, Sr, リン酸イオンを浸漬72 hまで溶出した後に、SrやNaを取り込んで元の組成とは異なる非晶質相として再析出した。ACP中に取り込まれたSr2+イオンがACPの安定化に寄与したと考えられた。
②湿式紡糸法により繊維を作製する際に、水を貧溶媒に用いることで扁平状の繊維が得られた。この形状は細胞の接着に望ましい。メカノケミカル法により得られた無水ACPを含有する粒子をポリD,L乳酸グリコール酸共重合体（PDLLGA）と複合繊維化し、TBSに浸漬すると、6 h以内にCaイオンとリン酸イオンを多量に溶出し、浸漬72 hで水酸アパタイトが析出した。湿潤条件下での引張強度試験では、繊維が大きく延伸した。使い勝手のよいファイバーと期待された。
③②で作製した繊維を綿形状にまとめ、SDラット脛骨近位関節面から30 mm遠位内側に3mmφ深さ3mmの骨孔に充填した。なお、検討材料は、β-TCP:PDLLGA=62:38、およびβ-TCP:PDLLGA=50:50（体積比）の２種とした。術後８週程度でCT上はほぼ骨に置換されていたが、前者の方は置換が早かった。18か月の経過観察では、局所・全身ともに有害事象は認めなかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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