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2000 年度 研究成果報告書概要

表面化学修飾法により合成したアパタイトー有機高分子ハイブリッド材料

研究課題

研究課題/領域番号 10555217
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機材料・物性
研究機関京都工芸繊維大学 (2000)
京都大学 (1998-1999)

研究代表者

箕田 雅彦  京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30229786)

研究分担者 小久保 正  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30027049)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
キーワード骨類似アパタイト / バイオミメティック法 / シラノール基 / カルボキシル基 / カルシウムイオン / エチレン-ビニルアルコール共重合体 / 天然多糖類 / 有機繊維材料
研究概要

本研究は、生体内反応に倣ったバイオミメティック法を利用して、骨修復材料として利用可能な生体活性アパタイト-有機高分子ハイブリッド材料を開発することを目的とする。
1.エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)の基板ならびに極細繊維試料は、シランカップリング剤との反応による-Si(OEt)_3基の導入、および酸触媒下Si(OEt)_4による表面シリケート層の形成により、ヒト体液の1.5倍イオン濃度からなる擬似体液(1.5SBF)中でアパタイトを形成した。さらにシリケート層にCa^<2+>イオンを含有させることで、ヒト体液と同イオン濃度のSBFでも効率的にアパタイト層を形成することを見出した。
2.化学修飾反応によりカルボキシル基を導入したカルボキシメチル(CM)セルロース、CMキチン、ならびにカルボキシル基を元から備えるジェランガム、アルギン酸などの多糖類より調製したゲル試料は、前処理としてCa^<2+>イオンを含有させることで、何れもSBFへの浸漬ののち数日〜1週間でアパタイト層を形成することを見出した。さらに、Ca^<2+>イオン存在下、SBF中でカルボキシル基がアパタイトの核形成を誘起するメカニズムを明らかにした。
3.ゲル試料のみならず、天然多糖類より作製した繊維材料(アルギン酸繊維、CM化キチン不織布など)もSBFへの浸漬によるバイオミメティック法を用いてアパタイトとのハイブリッド化が可能であることを見出した。
以上、シラノール基あるいはカルボキシル基を含む有機高分子に前処理でCa^<2+>イオンを導入するという手法により、バイオミメティック法を用いて骨類似アパタイトとのハイブリッド化が可能であることを初めて示した。SBF中でのハイブリッド化はin vivoでの研究展開に発展可能であり、また各種形態の有機繊維系ハイブリッド材料が調製可能であるなど新規な骨修復材料の開発における重要な知見を得た。

  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Q.Zhou: "Synthesis and properties of O-2-[2-(2-methoxyethoxy) ethoxy] acetyl cellulose"J.Polym.Sci.,Part A : Polym.Chem.. 39. 376-382 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M.Kawashita: "Apatite-forming ability of polymers with carboxy groups in simulated body fluid"Bioceramics. 13. 697-700 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Aaptite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with silane coupling agent and calcium silicate"Bioceramics. 13. 713-716 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Apatite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with calcium silicate"Transactions of the 6^<th> World Biomaterials Congress Vol.III, pp.1304, Ed.by A.F.von Recum and L.C.Lucas, Society for biomaterials, U.S.A.2000. 2000. 1304-1304 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.-M.Kim: "Spontaneous formation of bonelike apatite on carboxymethyl-chitin gel in simulated body fluid"Transactions of the 6^<th> World Biomaterials Congress Vol.III, pp.1313, Ed.by A.F.von Recum and L.C.Lucas, Society for biomaterials, U.S.A.2000. 2000. 1313-1313 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Apatite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with silanol groups"J.Biomed.Mater.Res.. 47. 367-373 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Takaragi: "Reaction characteristics of cellulose in the LiCl/1,3-dimethyl-2-imidazolidinone solvent system"Cellulose. 6. 93-102 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Preparation of apatite-polymer composites by a biomimetic process"Proceedings of The 5th Asian Textile Conference. 1999. 943-946 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 箕田雅彦: "セルロース機能材料の新展開"高分子加工. 48. 355-360 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Apatite formation on polyethylene modified with silanols by grafting of vinyltrimethoxysilane and subsequent hydrolysis"Korean Journal of Ceramics. 5. 265-269 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Surface modification of ethylene-vinylalcohol copolymer for inducing its apatite-forming ability"Bioceramics. 11. 687-690 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Q.Zhou: "Synthesis and properties of O-2-[2-(2-methoxyethoxy)-ethoxy]acetyl cellulose"J.Polym.Sci., Part A : Polym.Chem.. 39. 376-382 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Kawashita: "Apatite-forming ability of polymers with carboxy groups in simulated body fluid"Bioceramics. 13. 697-700 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Aaptite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with silane coupling agent and calcium silicate"Bioceramics. 13. 713-716 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Apatite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with calcium silicate"Transactions of the 6^<th> World Biomaterials Congress Vol.III,pp.1304, Ed.by A.F.von Recum and L.C.Lucas, Society for biomaterials, U.S.A.. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H.-M.Kim: "Spontaneous formation of bonelike apatite on carboxymethyl-chitin gel in simulated body fluid"Transactions of the 6^<th> World Biomaterials Congress Vol.III,pp.1313, Ed.by A.F.von Recum and L.C.Lucas, Society for biomaterials, U.S.A.. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Apatite formation on ethylene-vinyl alcohol copolymer modified with silanol groups"J.Biomed.Mater.Res.. 47. 367-373 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A.Takaragi: "Reaction characteristics of cellulose in the LiCl/1,3-dimethyl-2-imidazolidinone solvent system"Cellulose. 6. 93-102 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Preparation of apatite-polymer composites by a biomimetic process"Proceedings of The 5th Asian Textile Conference. 943-946 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Minoda: ""Development in functional cellulosics" (in Japanese)"Kobunshi-kako. 48. 355-360 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Apatite formation on polyethylene modified with silanols by grafting of vinyltrimethoxysilane and subsequent hydrolysis"Korean Journal of Ceramics. 5. 265-269 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A.Oyane: "Surface modification of ethylene-vinylalcohol copolymer for inducing its apatite-forming ability"Bioceramics. 11. 687-690 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2002-03-26  

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