研究課題
基盤研究(A)
本研究では、アパタイトの電磁気学的な性質を明確にし、特異な表面特性をもつセラミックスを創出するのと同時に、アパタイトの電磁気学的な特異性が、生体の骨や歯牙などの硬組織の形成に対して与えている影響を明らかにし、医用材料設計の新たな指針を得ることを目的として研究を行った。その成果を概説すると以下のようになる。アパタイトの電磁気学的な検討熱刺激電流測定の結果から水酸アパタイトは分極が可能でありその大きさはチタン酸バリウムに匹敵していた。また、この分極はプロトンの移動によることを明らかにした。分極の緩和は室温では非常に遅く、エレクトレットを形成していたことがわかった。分極アパタイトにおける擬似体液中での結晶成長の検討分極により電荷が表面に誘起したアパタイト上では、擬似体液中での骨類似結晶の析出が負電荷面では促進、正電荷面では抑制され、生体活性が変調されていることを明らかにした。分極アパタイトが培養細胞系に及ぼす影響の検討分極により電荷が表面に誘起したアパタイト上では、骨芽様細胞の増殖が負電荷面では促進、正電荷面では抑制され、細胞に対する活性がコントロールできる明らかにした。分極アパタイトが動物実験系に及ぼす影響の検討分極により電荷が表面に誘起したアパタイト上では、骨芽様細胞の増殖が負電荷面では促進されセラミックス上に新生骨が通常の4倍以上加速されて生成した。また、正電荷面では抑制されるのではなく、線維性組織を介した部位の骨新生が加速されていた。以上より、水酸アパタイトセラミックスの骨誘導機能を分極処理により強化できることを実証した。
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