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2008 年度 実績報告書

自己表面静電力をもつ分極バイオマテリアルを用いた高速骨再生材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19300169
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

山下 仁大  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70174670)

研究分担者 永井 亜希子  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特任講師 (40360599)
田中 優実  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00436619)
中村 美穂  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40401385)
キーワード分極 / バイオセラミックス / ハイドロキシアパタイト / リン酸カルシウム / 炭酸含有アパタイト / スキャホールド / バイオインターフェイス / 硬組織代替デバイス
研究概要

本研究においては、バイオセラミックスに対して電気的分極処理を行うことにより空間電荷をセラミックス中に誘起させ、セラミックスの粒界ならびに表面特性を変え高機能化をはかり、硬組織再生および修復機能を持つ分極バイオセラミックスの医療用デバイス開発研究を行うことを目的とした。平成20年度は分極バイオセラミックスの作製と基礎物性評価、擬似体液系における表面特性評価、培養細胞評価を行った。分極バイオセラミックスの作製では、現在臨床応用されているプラズマスプレーコーティング材料、ハイドロキシアパタイト、トリリン酸カルシウム、次世代で臨床応用が期待される炭酸含有アパタイトに対して分極処理を行い、材料化学的分析を行った。基礎物性評価及び表面特性評価では、無機擬似体液溶液中における析出結晶解析、タンパク質吸着挙動などの擬似体液系を利用した評価を行った。これらの成果から、基礎物性を変化させることなく無機イオン、タンパク質レベルで表面特性を制御可能であることが確認された。更に、培養細胞を用いて分極バイオセラミックス上における接着、移動、分化挙動を検討した結果、分極試料片上において上記挙動が促進されることが確認された。このことから、細胞の増殖、分化能を制御しうるスキャホールドへの応用が期待され、ティッシュエンジニアリングや再生医工学への発展に寄与するものと考えられる。これらの観点から、治癒に要する時間を大幅に短縮できる硬組織代替材料デバイスの開発が可能になる「バイオインターフェイス制御が可能なセラミックス材料」として分極バイオセラミックスの有用性が示唆された。

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (26件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of Calcite Thin Films by Cooperation of Polyacrylic Acid and Self-generating Electric Field due to Aligned Dipoles of Polarized Substrates.2009

    • 著者名/発表者名
      Wada N, et al
    • 雑誌名

      J Colloid Interf Sci 330

      ページ: 374-379

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced in vivo Responses of Osteoblasts in Electrostatically Activated Zone by Hydroxyapatite Electrets.2009

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S, et al
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. : Mater. Med. 20

      ページ: 99-103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Bone Ingrowth on Polarized Porous Hydroxyapatite Ceramics.2008

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki T, et al
    • 雑誌名

      J Am Ceram Soc. 116

      ページ: 23-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydroxyapatite Electret Accelerates Reendothelialization and Attenuates Intimal Hyperplasia Occurring After Endothelial Removal of the Rabbit Carotid Artery.2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai A, et al
    • 雑誌名

      Life Sci. 82

      ページ: 1162-1168

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrovector effect on bone-like apatite crystal growth on inside pores of polarized porous hydroxyapatite ceramics in simulated body fluid.2008

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki T, et al
    • 雑誌名

      J Ceram Soc Jpn 116

      ページ: 23-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conduction properties of non-stoichiometric hydroxyapatite whiskers for biomedical use.2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, et al
    • 雑誌名

      J Ceram Soc Jpn 116

      ページ: 815-821

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Substitution of Si with V and Mo on Ionic Conductivity of Na_5YSi_3O_<12>-type Glass-Ceramics2008

    • 著者名/発表者名
      Okura T, et al
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 179

      ページ: 1291-1295

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of altered arginase activity, arginase I expression and NO production in accelerated intimal hyperplasia following cigarette smoke extract.2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai A, et al
    • 雑誌名

      Life Sci 83

      ページ: 453-459

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体骨の電気エネルギー蓄積特性.2008

    • 著者名/発表者名
      山下仁大, ら
    • 雑誌名

      日本生体電気・物理刺激研究会誌 22

      ページ: 15-19

  • [雑誌論文] 分極ハイドロキシアパタイトの生体材料科学2008

    • 著者名/発表者名
      田中優実, ら
    • 雑誌名

      Phosphorus letter 63[1]

      ページ: 5-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of polarized hydroxyapatite ceramics and coatings for novel applications.2008

    • 著者名/発表者名
      Yamashita K, et al
    • 雑誌名

      Global roadmap for ceramics & ICC2 proceedings

      ページ: 1-6

  • [雑誌論文] Comparison of hydroxyapatite with carbonate apatite in osteoclastic cell resorptive activity.2008

    • 著者名/発表者名
      Ohashi N, et al
    • 雑誌名

      Key Eng Mater 361-363

      ページ: 1039-1042

  • [雑誌論文] Regulation of osteoblast-like cell behaviors on hydroxyapatite by electrical polarization.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, et al
    • 雑誌名

      Key Eng Mater 361-363

      ページ: 1055-1058

  • [学会発表] 炭酸アパタイトセラミックスの酸素ガス応答2008

    • 著者名/発表者名
      笹木眞澄, 田中優実, 大倉利典, 門間秀毅,山下仁大
    • 学会等名
      第12回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20081200
  • [学会発表] Morphology and Motility of Osteoblastic Cells Cultured on Polarized Hydroxyapatite.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, et al
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference 2008
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20081200
  • [学会発表] 分極アパタイトによる平滑筋肉腫細胞の機能制御.2008

    • 著者名/発表者名
      宮崎遥, ら
    • 学会等名
      第12回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20081200
  • [学会発表] 水酸アパタイト/フィブリンコンポジットフィルムの創製と細胞応答性評価.2008

    • 著者名/発表者名
      征矢朋子, ら
    • 学会等名
      第12回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20081200
  • [学会発表] β-TCPを固定した神経再生用キトサンファイバーチューブの作製.2008

    • 著者名/発表者名
      山本直樹, ら
    • 学会等名
      第12回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20081200
  • [学会発表] Past, Present and Future of Ceramic Electrets for Biomedical Applications2008

    • 著者名/発表者名
      Yamashita K.
    • 学会等名
      The 25^<th> Korea-Japan International Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Kangnung, Korea
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Electret Bioceramics for bone Tissue Regeneration2008

    • 著者名/発表者名
      Wang W, Itoh S, Nagai A, Yamashita K
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Development pf ceramic hydroxyapatite electret as vector materials.2008

    • 著者名/発表者名
      Yamashita K
    • 学会等名
      The 9^<th> International Symposium on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications & The 4^<th> Laser Ceramics Symposium : International Symposium on Transparent Ceramics for Laser
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Effects of Polarization in vivo and in vitro.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, et al
    • 学会等名
      Series at Radboud University Nijmegen Medical Center
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Electret bioceramics for bone regeneration.2008

    • 著者名/発表者名
      Wang W, et al
    • 学会等名
      2008CMCEE&LCS conference
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞のフェノタイプ変換における分極アパタイトの作用.2008

    • 著者名/発表者名
      永井亜希子, ら
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイトが骨芽細胞様細胞遊走性に与える効果.2008

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, ら
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 分極セラミックスの局所場による表面機能制御.2008

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, ら
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会第102回講演大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 分極セラミックスの材料合成への応用.2008

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, ら
    • 学会等名
      2008年度セラミックス総合研究会
    • 発表場所
      宮島、広島
    • 年月日
      20081000
  • [学会発表] 分極水酸アパタイトの骨芽細胞様細胞接着能と遊走性.2008

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, ら
    • 学会等名
      第18回無機リン化学討論会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20081000
  • [学会発表] 分極ハイドロキシアパタイト上における骨芽細胞挙動評価2008

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, 永井亜希子, 関島安隆, 田中優実, 山下仁大
    • 学会等名
      第21回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] Electrical and biological properties of polarized hydroxyapatite electrets.2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, et al
    • 学会等名
      13th International Symposium on electrets (ISE13)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] CO2 Laser Irradiation Enhances Interaction of 45S5 Bioglass with Dentin.2008

    • 著者名/発表者名
      Bakry A, et al
    • 学会等名
      IADR 86th General Session & Exhibition
    • 発表場所
      Toronto, July
    • 年月日
      20080700
  • [学会発表] Hydoroxyapatite Electret2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai A, et al
    • 学会等名
      Series at Radboud University Nijmegen Medical Center
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20080600
  • [学会発表] Hydroxyapatite electret suppresses intimal hyperplasia in a rabbit model of vascular injury2008

    • 著者名/発表者名
      Nagai A, Azuma H, Ichikawa H, Imamura M, Nakamura M, Kobayashi M, Yamashita K
    • 学会等名
      8^<th> World Biomaterial Congress
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] Ion conduction mechanism in Ca deficient hydroxyapatite whisker.2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, et al
    • 学会等名
      Joint Conferences of The 2nd International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC) and The 1st International Conference on Science and Technology of Solid Surface and Interface (STSI)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] nhanced Bone Ingrowth into Hydroxyapatite with Interconnected Pores by Electrical Polarization2008

    • 著者名/発表者名
      Wang W, et al
    • 学会等名
      8^<th> World Biomaterial Congress
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] Migration and Morphogenesis of Endothelial Cells Cultured on Polarized Hydroxyapatite.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, et al
    • 学会等名
      8^<th> World Biomaterial Congress
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] Promotive effects of a silk fibroin and polarized hydroxyapatite on epidermal recovery from full-thickness skin wounds.2008

    • 著者名/発表者名
      Okabayashi R, et al
    • 学会等名
      8^<th> World Biomaterial Congress
    • 発表場所
      The Netherlands
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] 電気的表面改質を利用した高耐湿性ジルコニアセラミックスの創製.2008

    • 著者名/発表者名
      田中優実, ら
    • 学会等名
      第20年度春季第51回日本歯科理工学会学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20080400
  • [学会発表] 根管充填材として応用可能なリン酸八カルシウムセメントの開発.2008

    • 著者名/発表者名
      今村由紀, ら
    • 学会等名
      第20年度春季第51回日本歯科理工学会学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20080400
  • [図書] Process of Bioceramics (分担 : Chapter 2 (pp.28-52), Part I), Bioceramics and Their Clinical Applications2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, et al
    • 総ページ数
      28-52
    • 出版者
      Woodhead Publishing Limited, Cambridge
  • [図書] 無機材料必須3002008

    • 著者名/発表者名
      山下仁大
    • 総ページ数
      28-52
    • 出版者
      三共出版(株)
  • [図書] 生体材料各論1.1.2 分極アパタイト2008

    • 著者名/発表者名
      永井亜希子, ら
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      日本セラミックス協会編、日本工業新聞社
  • [備考]

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/inorg/inorg-j.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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