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2018 年度 実績報告書

止血・骨再建を一挙に可能にする炭酸アパタイト系骨セメントの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K20505
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

杉浦 悠紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (70755040)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード炭酸アパタイト / 骨補填材 / 生体親和性 / リン酸カルシウム / 人工骨 / 骨セメント / 整形外科
研究実績の概要

本年度は、昨年度までに調製法を確立した炭酸アパタイト骨材を利用した骨セメントの有用性を検証した。昨年度末に行った検討において、リン酸八カルシウム(OCP)ブロックから組成変換にて調製した炭酸アパタイトブロックは、優れた機械的強度を持つことが分かった。このため、OCPブロックから調製した炭酸アパタイトブロックをセメント骨材とした。
セメント骨材の硬化時間について検討した。セメント液剤として、アルギン酸ナトリウム溶液と、ポリアクリル酸溶液を利用した。これらを混水比3~5にて炭酸アパタイトブロックを粉砕した炭酸アパタイト顆粒と混合すると十分な強度を持つ硬化体が得られた。また、顆粒間は膜状の硬化したアルギン酸、ポリアクリル酸硬化体によって封鎖されていた。シリンジに詰めて生理食塩水の通過性を確認したところ、30分程度までは生理食塩水の通過を確認できず、止血性があることが示唆された。1時間以上生理食塩水に浸漬すると、膜状の構造は崩壊し、炭酸アパタイト顆粒のみとなることが分かり、本セメントのコンセプトが実証できた。
実験動物による評価を行った。骨セメントについては、OCPブロックから調製した炭酸アパタイトを用いている。このため、まず残存することが危惧されるOCPについて生体親和性を評価した。OCPブロックをウサギ骨欠損部に埋入し、生体親和性を評価した。本ブロックは、非常に高い生体親和性を示すことが分かった。この成果を英語原著論文としてまとめたところ、表紙に選ばれた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of pure octacalcium phosphate blocks from dicalcium hydrogen phosphate dihydrate blocks via a dissolution-precipitation reaction in a basic solution2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 239 ページ: 143-146

  • [雑誌論文] Sodium inhibits the formation of ammonium-substituted solid solutions of octacalcium phosphate formation by filling its substitution site2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 48 ページ: 1386

  • [雑誌論文] Effect of Calcium and Phosphate on Compositional Conversion from Dicalcium Hydrogen Phosphate Dihydrate Blocks to Octacalcium Phosphate Blocks2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 ページ: 222-229

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ammonium Substitutional Solid Solution of Octacalcium Phosphate (OCP)2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 ページ: 1371-1374

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of octacalcium phosphate block through a dissolution-precipitation reaction using a calcium sulphate hemihydrate block as a precursor2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Melvin L. Munar, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. Mater. Med.

      巻: 29 ページ: 151-158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility evaluation of low-crystallinity b-tricalcium phosphate blocks as a bone substitute fabricated by a dissolution–precipitation reaction from α-tricalcium phosphate blocks.2018

    • 著者名/発表者名
      Garima Tripathi, Yuki Sugiura, Aivaras Kareiva, Edita Garskaite, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Biomater. Appl.

      巻: 33 ページ: 259-270

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Vivo stability evaluation of Mg substituted low crystallinity b-tricalcium phosphate blocks fabricated through dissolution–precipitation reaction for fast bone regeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Garima Tripathi, Yuki Sugiura, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Biomed. Mater.

      巻: 13 ページ: e065002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of carbonate apatite blocks from octacalcium phosphate blocks through different phase conversion mode depending on carbonate concentration2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem.

      巻: 267 ページ: 85-91

  • [雑誌論文] Fabrication of calcite-coated rough-surface titanium using calcium nitrate2018

    • 著者名/発表者名
      Rui Shi, Yuki Sugiura, Kanji Tsuru, Kunio Ishikawa
    • 雑誌名

      Surf. Coat. Tech.

      巻: 356 ページ: 72-79

  • [雑誌論文] Sodium Induces Octacalcium Phosphate Formation and Enhances its Layer Structure by Affecting to Hydrous Layer Phosphate2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiura, Yoji Makita
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 18 ページ: 6165-6171

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公開日: 2019-12-27  

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