| 研究課題/領域番号 |
21K12682
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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90120:生体材料学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
藤林 俊介 京都大学, 医学研究科, 特定教授 (30362502)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 積層造形 / PEEK / 生体活性 / 多孔構造 / 炭素繊維 / Bioactive / Custom-made / Surface modification / Biomaterial |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は整形外科領域で広く用いられている生体材料があるが、これは単独では生体活性を持たない。積層造形法を用いることにより患者個々の骨の形状にフィットしたカスタムメイドのインプラントを造形できるだけでなく、表面の微細な構造を制御することことができる。本研究では、生体内埋植により骨との親和性、結合性を力学的、組織学、レントゲン画像的に評価するとともに、タンパクレベルでの生体機能の観点から生体材料としての適性を評価する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は「積層造形法を用いることにより個体ごとに最適な形状、かつ生体活性を持つインプラントを作ることが可能であるかを明らかにすること」であるが、後者の「生体活性を持つインプラント」に関してはこれまでの実験を通して造形が可能であることを明らかにできた。昨年度は目標としていた500μmの多孔体構造を持つインプラントの作成に成功していたが、今年度はそのインプラントを日本白色家兎に埋入してIn vivoでの評価を行った。具体的にはマイクロCTを用いて、埋入2.4.8.12週後の多孔体構造への骨侵入を経時的に観察した。骨侵入は埋入早期（2週後）から多孔体構造内への血管新生を足掛かりとして骨侵入をはじめ、経時的に多孔体内の骨の体積だけでなく骨密度の増加がみられた。術後12週の段階ではインプラント多孔体内の荷重部位の多くの領域において骨侵入が得られることがわかった。これらの知見は、積層造形法によって作成した多孔体インプラントが生体活性を持つと言えるものである。インプラント表面の生体活性処理（我々がこれまで研究をおこなってきたアパタイト核処理）を行わずとも多孔体内への骨侵入が得られることはこれまでの文献報告とは異なるものであり、我々としても新たな発見であった。またこれらの結果は整形外科・歯科領域で多用されるものの明らかではなかった、多孔体構造への骨侵入を経時的に評価できたという学術的側面を持つと考えられる。これらについての実験は全て終了しており、次年度中の論文報告を予定している。また、このインプラントのターゲット（どの手術に用いるか）を模索し、当該年度では明らかにすることができなかった前者の「個体ごとに最適な形状」をもったインプラントの造形について研究を行っていきたいと考えている。
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