| 研究課題/領域番号 |
15K20482
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
野村 俊介 九州大学, 歯学研究院, 助教 (60710994)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 炭酸アパタイト / 連通多孔体 / 気孔径 / 骨置換 |
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| 研究実績の概要 |
申請者らは骨の無機組成が炭酸アパタイトであることに着目し、前駆体を用いた溶解析出反応による炭酸アパタイトの調製法を確立した。炭酸アパタイトは破骨細胞に吸収されるため、海面骨のように連通多孔体化によって骨置換速度の飛躍的加速が期待される。そこで申請者は連通多孔体化のために球体の六方最密充填構造に着目し、球が連結されてできた骨補填材は完全連通気孔をもつ骨補填材となり、また球径を変えることで、球間に形成される気孔径を制御することができると考えた。本研究では気孔径を制御し、気孔径が炭酸アパタイト連通多孔体の骨置換速度に及ぼす影響を検討することを目的とした。
前年度において、異なる径をもつ形態のそろった球形を同条件で作製することに成功した。本年度は前年度に作製した小球を用いて連通多孔体を作成し、その物性評価を行った。石膏連通多孔体は半水石膏小球を積層したのち、蒸留水に浸漬し、球体周囲の余剰水を遠心分離機で除去することで、表面張力を利用して石膏球接触部に水を残し、当該水を利用して、硬化反応がすすむことで形成される。小球のサイズを直径1.00-1.18、0.71-0.85、0.50-0.60、0.21-0.30mm に分類し、それぞれ異なる大きさの小球で連通多孔体の作製を行った。走査型電子顕微鏡による微細構造の観察を行ったところ、最小サイズの0.21-0.30mmを用いた場合、遠心分離低速度時に小球間の気孔が石膏の結晶成長により塞がることが分かった。
また、石膏連通多孔体から炭酸アパタイト連通多孔体への組成変換を水熱処理を用いて行った。ＣＨＮコーダーによる炭酸基含有量の測定を行ったところ、作製した炭酸アパタイト連通多孔体は骨と同等量の炭酸基量を持つことが分かった。また、万能試験機にて圧縮強度を測定したところ、ハンディングプロパティに問題ない強度を持つことが確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究は炭酸アパタイト連通多孔体の気孔径が物性に及ぼす影響を検討するとともに、同連通多孔体を実験動物に埋入し、病理組織学的に連通多孔体の気孔径が炭酸アパタイトの骨置換速度に及ぼす影響を解析することを目的とする。平成28年度においては作製した連通多孔体の物性評価を行ったが、異なる径の小球を同条件で連通多孔体にする方法に関して再検討が必要であり、時間を要した。そのため、当初の予定よりも動物実験の進捗状況が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は作製した試料を動物実験に埋入し、病理組織標本での検討を行う。動物実験では日本白色家兎の大腿骨に骨欠損を作成し、調製した骨補填材で再建を行う。組織標本は一般組織染色（Ｈ＆Ｅ染色）を行い、補填材の吸収程度、新生骨のリモデリングを評価する。また補填材の吸収が見られた場合、破骨細胞性によるものかを判断するために、ＴＲＡＰ染色を行い破骨細胞が生じているかを確認する。また、骨の形成速度はテトラサイクリン、カルセイン、キシ レノールオレンジなどの骨ラベリング法により検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度においては作製した連通多孔体を動物実験を主に行う予定であったが、物性評価の補足および試料作成法の再検討に時間を要したため、動物実験の開始が遅れた。そのため、動物実験に使用する予定である費用を次年度に使用する必要性が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
作製した試料の病理組織学的評価を動物実験で行う予定である。日本白色家兎大腿骨への埋入を予定しており、実験動物の費用および組織標本作製のための費用に使用する予定である。
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