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2017 年度 実績報告書

骨置換型炭酸アパタイトに適したマクロ連通孔デザインの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H05035
研究機関福岡歯科大学

研究代表者

都留 寛治  福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (50314654)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体材料 / 骨補填材 / 多孔体 / 骨組織再生
研究実績の概要

顆粒の連結による多孔体化について、本年度はα型リン酸三カルシウム(α-TCP)顆粒を高温焼成で連結させた顆粒連結型α-TCP多孔体を前駆体とし、溶解-析出型反応を利用した組成変換により炭酸アパタイト連通多孔体を作製する方法を検討した。顆粒連結型α-TCP多孔体を1モル%の炭酸水素ナトリウム溶液のみに浸漬した場合には炭酸カルシウム(カルサイト)が副生成物として生じたが、リン酸水素二ナトリウムを1/10モル濃度添加した混合溶液とすることで炭酸アパタイト単一相が得られることを見出した。得られた炭酸アパタイト連通多孔体の気孔率は約58%であり、そのうちマクロ連通気孔の占める割合は約22%であった。間接引張強さは1.8MPaであり、市販の連通多孔体型骨補填材と遜色ない値が得られた。日本白色家兔の脛骨欠損モデルを用い、炭酸アパタイト連通多孔体にて骨再建を試みたところ、連通気孔内部に細胞や組織の侵入が確認され、4週埋入後には15%、12週埋入後には47%の新生骨形成が認められた。コントロールとして用いた炭酸アパタイト緻密体(4週埋入後には4%、12週埋入後には16%)に比べ極めて早く骨置換されたことから、顆粒連結法によるマクロ連通気孔の導入は骨置換速度の亢進に有効であると結論づけた。
繊維状気孔形成材による多孔体化については、無水石膏多孔体の炭酸化条件を再検討し、カルサイトより溶解度の高いアラゴナイトを一部生成させることに成功した。この前駆体を用いれば水熱処理を必要とせず、低温で炭酸アパタイトに組成変換できることから、低結晶性の炭酸アパタイトが得られ、優れた骨置換性を示すことが期待される。
本法で合成した炭酸アパタイトのタンパク質吸着特性について基礎的に調べたところ、現在までにフィブロネクチン吸着に特異性があることが判明しており、優れた骨伝導性に起因している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of carbonate apatite blocks fabricated from dicalcium phosphate dihydrate blocks for reconstruction of rabbit femoral and tibial defects2017

    • 著者名/発表者名
      Kanazawa Masayuki、Tsuru Kanji、Fukuda Naoyuki、Sakemi Yuta、Nakashima Yasuharu、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science: Materials in Medicine

      巻: 28 ページ: 85

    • DOI

      10.1007/s10856-017-5896-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of interconnected porous calcium-deficient hydroxyapatite using the setting reaction of α tricalcium phosphate spherical granules2017

    • 著者名/発表者名
      Arifta Tya Indah、Munar Melvin L.、Tsuru Kanji、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 43 ページ: 11149~11155

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2017.05.162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Carbonate Apatite Block through a Dissolution?Precipitation Reaction Using Calcium Hydrogen Phosphate Dihydrate Block as a Precursor2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuru Kanji、Yoshimoto Ayami、Kanazawa Masayuki、Sugiura Yuki、Nakashima Yasuharu、Ishikawa Kunio
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 10 ページ: 374~374

    • DOI

      doi:10.3390/ma10040374

    • 査読あり
  • [学会発表] Porous CO3Ap Block as Bone Substitute and Initial Evaluation in Vivo2017

    • 著者名/発表者名
      Tya Indah Arifta, Melvin L Munar, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 学会等名
      平成29年度日本歯科理工学会九州地方会夏期セミナー
  • [学会発表] Preparation and Characterization of Carbonate Apatite Block using DCPD Block as a Precursor2017

    • 著者名/発表者名
      Kanji Tsuru, Ayami Yoshimoto, Masayuki Kanazawa, Yuki Sugiura, Yasuharu Nakashima, Kunio Ishikawa
    • 学会等名
      IU-MRS 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Fabrication of Artificial Bone Scbstitute for Improving Quality of Life (QOL)2017

    • 著者名/発表者名
      Kanji Tsuru
    • 学会等名
      The 4th Seminar for Young Researchers, Japan-Asia Youth Exchange Program in Science
  • [図書] Bone Cements Utilized for the Reconstruction of Hard Tissue: Basic Understanding and Recent Topics (Chapter 6). In Bio-Nanoceramics for Healthcare Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kanji Tsuru, Yuki Sugiura and Kunio Ishikawa
    • 総ページ数
      316
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      978-1-78634-133-4

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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