骨芽細胞活性の高い表面電荷制御型超親水性チタンの開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06786
• 研究機関: 一般財団法人ファインセラミックスセンター
• 研究代表者: 橋本 雅美 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (20450851)
• 研究分担者: 金高 弘恭 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50292222)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 表面電位 / 酸化チタン / 窒素含有欠陥 / 骨芽細胞 / アパタイト

研究実績の概要

昨年度までの成果として、純チタンを低酸素分圧下の窒素雰囲気中で熱処理することによって、窒素含有欠陥を含む酸化チタンを形成させると、正または負の表面電位を有する表面の形成に成功した。今年度は、正、負またはゼロの表面電位を有する表面におけるMC3T3-E1細胞の細胞増殖および骨芽細胞への分化能を比較した。増殖能に関しては、何れの表面でも、同等に良好な増殖能を示したのに対し、分化能に関しては、正または負の表面電位を有する表面の方がゼロの表面に比べて1.5倍高いことがわかった(14日培養期間)。この特性向上は、細胞接着性タンパク質であるフィブロネクチンだけでなく、水酸化アパタイトの構成成分であるCaとPの吸着が生じているためと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] MC3T3-E1 cellular response and protein detection on surface potential-controlled TiO2 scale in serum-containing medium (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, S. Muto, M. Furuya, H Kanetaka, M. Abe and H. Yamashita
  • 雑誌名: Key Eng. Mat 巻: 782 ページ: 218～223
  • DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.782.218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of surface potential and hydroxyapatite formation on TiO2 scales containing nitrogen-related defects (2018)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Masami、Ogawa Takafumi、Kitaoka Satoshi、Muto Shunsuke、Furuya Maiko、Kanetaka Hiroyasu、Abe Masayuki、Yamashita Hayato
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 155 ページ: 379～385
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.05.072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrated Phospholipid Polymer Gel-Like Layer for Increased Durability of Orthopedic Bearing Surfaces (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto Masayuki、Moro Toru、Yamane Shihori、Watanabe Kenichi、Hashimoto Masami、Tanaka Sakae、Ishihara Kazuhiko
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 35 ページ: 1954～1963
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01494
  • 査読あり
• [雑誌論文] A phospholipid polymer graft layer affords high resistance for wear and oxidation under load bearing conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto Masayuki、Moro Toru、Yamane Shihori、Watanabe Kenichi、Hashimoto Masami、Tanaka Sakae、Ishihara Kazuhiko
  • 雑誌名: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 巻: 79 ページ: 203～212
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2017.12.036
  • 査読あり
• [学会発表] Differentiation behavior of osteogenic cell on surface potential-controlled TiO2 scale formed by oxynitridation of Ti (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, *M. Furuya, *H. Kanetaka, *S. Muto, *M. Abe, *H. Yamashita
  • 学会等名: 43rd international conference and exposition on advanced ceramics and composites,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MC3T3-E1 cellular response and protein detection on surface potential-controlled TiO2 scale in serum-containing medium (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Hashimoto, T. Ogawa, S. Kitaoka, S. Muto, M. Furuya, H. Kanetaka, M. Abe and H. Yamashita
  • 学会等名: Bioceramics30
  • 国際学会
• [学会発表] 血清含有培養液中における表面電位制御チタン上でのタンパク質の吸着 (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本雅美,小川貴史,北岡諭,古谷真衣子,金高弘恭,武藤俊介,阿部真之,山下隼人
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
• [学会発表] PMMA骨セメント用の高生体活性酸化チタン粒子の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本雅美, 金高弘恭
  • 学会等名: JFCAテクノフェスタ