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2019 年度 実施状況報告書

ナノ修飾バイオマテリアルを用いた生体組織接着剤の高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 18K09637
研究機関岡山大学

研究代表者

岡田 正弘  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (70416220)

研究分担者 松本 卓也  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40324793)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード軟組織接着 / 無機系生体材料 / ハイドロキシアパタイト / ナノ修飾
研究実績の概要

硬組織に対する接着剤に関してはこれまでに歯学領域が中心となって大いに発展・実用化が進められてきたが、軟組織に対する接着剤に関しては接着強さや生体適合性の観点から改善の余地が大きい。申請者らはこれまでに無機系生体材料の一種であるハイドロキシアパタイト(以下、アパタイト)を原料としたナノ構造体が軟組織に湿潤条件下で瞬時に接着すること、および、そのナノ構造によって接着強さが大きく変化することを見出した。本研究では、無機系生体材料ナノ構造体の接着性発現メカニズムの理解を目指し、さらに、そのメカニズムをアパタイト以外の無機系生体材料(金属を含む)に拡張することで新しい軟組織用接着材の創出を目指す。本年度の検討では、前年度までに得られたアパタイトナノ構造体の接着性発現メカニズムに関して得た知見を踏まえて、無機系生体材料として金属チタンを取り上げて検討を行った。表面処理を施したチタンの表面形態を走査型電子顕微鏡観察から評価し、組成ならびに結晶構造についてエネルギー分散型X線分光法ならびにX線回折法によって評価した。また、処理前後の水和構造を赤外分光光度計にて評価し、さらに、塩基性および酸性タンパク質の吸着性について検討を行った。その結果、表面処理条件によってチタンのナノ構造および水和構造が大きく変化し、タンパク質の吸着特性に影響することを明らかとした。さらに、表面処理によってチタンのマウス真皮に対する接着強さが大きく変化することを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の検討においては、チタンを対象として、軟組織接着性に関連するタンパク質吸着特性に及ぼす材料表面性状についての知見を得ることを目的とした。【研究実績の概要】に記載したとおり、当初の目的を達成したため「(2) おおむね順調に進展している」と自己評価した。

今後の研究の推進方策

本年度の検討結果から得られた情報をもとに、機械的性質に優れる金属系生体材料の表面処理について引き続き検討を行い、ナノ構造および組成の最適化を行う。最終的に、最適なナノ構造を付与した金属系生体材料のマウス体内留置試験を行い、軟組織接着性および長期安定性をin vivoにて評価する。

次年度使用額が生じた理由

基材として用いたチタンについて当初の見積額よりも安価に購入することができたが、次年度の動物実験に費用を要することが判明しているため、当該費用へ支出する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Titanium as an Instant Adhesive for Biological Soft Tissue2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Masahiro、Hara Emilio Satoshi、Yabe Atsushi、Okada Kei、Shibata Yo、Torii Yasuhiro、Nakano Takayoshi、Matsumoto Takuya
    • 雑誌名

      Advanced Materials Interfaces

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/admi.201902089

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 軟組織用の生体親和性ナノ構造化固体接着材の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岡田正弘、松本卓也
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 55 ページ: 180-184

  • [学会発表] 生体組織接着材としてのチタン応用2020

    • 著者名/発表者名
      岡田正弘
    • 学会等名
      第8回日本バイオマテリアル学会中四国ブロックシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸エッチング処理がチタン表面性状に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      岡田慧、岡田正弘、松本卓也
    • 学会等名
      第74回日本歯科理工学会学術講演会
  • [学会発表] 軟組織に接着するソリッド・ステート・アドヒーシブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡田正弘
    • 学会等名
      第77回メディカルテクノおかやま・サロン
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸エッチング処理によるチタンの有機質吸着性変化2019

    • 著者名/発表者名
      岡田 慧、岡田正弘、松本卓也
    • 学会等名
      第74回日本歯科理工学会学術講演会
  • [学会発表] Development of nano-bioceramic coating for novel artificial periodontal tissue units2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Okada, Takuya Matsumoto, Akio Nishida, Tsuyoshi Kimura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] チタン製軟組織接着材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡田正弘、矢部淳、ハラエミリオ ・ サトシ、岡田慧、松本卓也
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] Solid-state Inorganic Adhesives for Biological Soft Tissues2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Okada
    • 学会等名
      3rd International Workshop on BioEngineering in Okayama
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] プレスリリース

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id710.html

  • [産業財産権] 生体軟組織への接着材の接着方法2020

    • 発明者名
      松本卓也、岡田正弘
    • 権利者名
      松本卓也、岡田正弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-33083

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公開日: 2021-01-27  

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