寿命制御による骨再生スカフォールド用生分解性樹脂複合材料の高機能化

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 北條 正樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (70252492)
• 研究分担者: 安達 泰治 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40243323)
• 連携研究者: 田中 基嗣 金沢工業大学, 工学部, 講師 (30346085) ; 西野 孝 神戸大学, 工学部, 教授 (40180624)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / 複合材料 / 生分解性樹脂 / 組織再生工学 / ハイドロキシアパタイト / ポリ乳酸 / スカフォールド / 骨リモデリング

研究概要

本研究では,まず,骨再生用の3次元多孔構造スカフォールドの作製を目指して,このスカフォールドに最適なハイドロキシアパタイト/生分解性樹脂(PLLA)複合材料を開発した.HApは粒子状のものと繊維状のものを比較し,かつ,粒子状のものに関してはHApの界面制御の影響を検討した.これらのメゾ構造の制御は,HAp/PLLA複合材料の変形・破壊特性に影響を及ぼすのみならず,特に界面制御は加水分解挙動にも大きな影響を及ぼすことが明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] Mode I fatigue delamination of Zanchor-reinforced CF/epoxy laminates. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Nakashima, K., Kusaka, T., Tanaka, M., Adachi, T., Fukuoka T., Ishibashi, M.
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue Vol.32 ページ: 37-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of fiber array irregularities on microscopic interfacial normal stress states of transversely loaded UD-CFRP from viewpoint of failure initiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Mizuno, M., Hobbiebrunken, T., Adachi, T., Tanaka, M., Ha, S.K.
  • 雑誌名: Composites Science and Technology 69(11-12) ページ: 1726-1734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Damage characterization of fibre metal laminates under interlaminar shear load (2009)
  • 著者名/発表者名: Hinz, S., Omoori, T., Hojo, M., Schulte, K.
  • 雑誌名: Composites: Part A Vol.40 ページ: 925-931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid pressure response in poroelastic materials subjected to cyclic loading (2009)
  • 著者名/発表者名: Kameo, Y., Adachi, T., Hojo, M.
  • 雑誌名: Journal of the Mechanics and Physics of Solids Vol.57 ページ: 1815-1827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain field in actin filament network in lamellipodia of migrating cells: Implication for network reorganization (2009)
  • 著者名/発表者名: Adachi, T., Okeyo, K.O., Shitagawa, Y., Hojo, M.
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics Vol.42 ページ: 297-302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer simulation of trabecular remodeling in human proximal femur using large-scale voxel FE models: Approach to understanding Wolff's law (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsubota, K., Suzuki, Y., Yamada, T., Hojo, M., Makinouchi, A., Adachi, T.
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics Vol.42,Issue8 ページ: 1088-1094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coarse-grained Modeling and Simulation of Actin Filament Behavior Based on Brownian Dynamics Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimada, Y., Adachi, T., Inoue, Y., Hojo, M.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biomechanics 6(3) ページ: 161-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wall boundary model for primitive chain network simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuda, S., Inoue, Y., Masubuchi, Y., Uneyama, T., Hojo, M.
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics Vol.130 ページ: 214907-1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ observation of interfacial crack propagation in GF/epoxy model composite using bifiber specimens in mode I and mode II loading (2008)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Matsushita, Y., Tanaka, M., Adachi, T.
  • 雑誌名: Composites Science and Technology Vol.68 ページ: 2678-2689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of non-uniform fiber arrangement on microscopic stress and failure initiation in thermally and transversely loaded CF/epoxy laminated composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Hobbiebrunken, T., Hojo, M., Jin, K.K., Ha, S.K.
  • 雑誌名: Composites Science and Technology Vol.68 ページ: 3107-3113
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ observation of interfacial debonding process induced by matrix crack propagation in two-dimensional unidirectional model composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Kawaguchi, T., Hojo, M., Ochiai, S., Nakanishi, Y.
  • 雑誌名: Composite Interfaces 15(1) ページ: 75-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zanchor強化CFRP積層材のモードI層間き裂進展挙動の実験的評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日下貴之, 渡辺圭子, 北條正樹, 福岡俊康, 石橋正康
  • 雑誌名: 日本複合材料学会誌 34(3) ページ: 102-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zanchor強化CFRP積層材のモードII層間き裂進展挙動の実験的評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺圭子, 日下貴之, 北條正樹, 福岡俊康, 石橋正康
  • 雑誌名: 日本複合材料学会誌 34(6) ページ: 226-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient response of fluid pressure in a poroelasitic material under uniaxial cyclic loading (2008)
  • 著者名/発表者名: Kameo, Y., Adachi, T., Hojo, M.
  • 雑誌名: Journal of the Mechanics and Physics of Solids 56(5) ページ: 1794-1805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Observation of Calcium Signaling Response and Membrane Deformation due to Localized Mechanical Stimulus in Single Osteoblast-like Cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Adachi, T., Sato, K., Higashi, N., Tomita, Y., Hojo, M.
  • 雑誌名: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 1(1) ページ: 43-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3次元編み構造からなる生分解性複合材料スカフォールドの力学的特性と生分解性特性の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日和千秋, 横田久美子, 中井善一, 田中信生, 井上俊之, 安達泰治, 北條正樹, 馬場俊介
  • 雑誌名: 材料 57(9) ページ: 868-874
  • 査読あり
• [雑誌論文] 編物複合材料の再生医療用スカフォールドへの適用(I)-生分解性樹脂による編物複合材料の開発- (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中信生, 日和千秋, 井元俊之, 安達泰治, 北條正樹, 馬場俊輔
  • 雑誌名: 材料システム 26巻 ページ: 79-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] 編物複合材料の再生医療用スカフォールドへの適用(II)-マウス骨芽細胞様細胞による骨組織形成過程- (2008)
  • 著者名/発表者名: 日和千秋, 沖添晃政, 中井善一, 田中信生, 安達泰治, 北條正樹, 馬場俊輔
  • 雑誌名: 材料システム 26巻 ページ: 89-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental determination of the true epoxy resin strength using micro-scaled specimens (2007)
  • 著者名/発表者名: Hobbiebrunken, T., Fiedler, B., Hojo, M., Tanaka, M.
  • 雑誌名: Composites Part A Vol.38 ページ: 814-818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of interfacial crack for foam core sandwich panel with crack arrester (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirose, Y., Hojo, M., Fujiyoshi, A., Matsubara, G.
  • 雑誌名: Advanced Composite Materials 16(1) ページ: 11-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of local strain on cell membrane at initiation point of calcium signaling response to applied mechanical stimulus in osteoblastic cell (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Adachi, T., Ueda, D., Hojo, M., Tomita, Y.
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics Vol.40.Issue6 ページ: 1246-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒト大腿骨近位部海綿骨の骨梁リモデリングシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 安達泰治, 鈴木優介, 坪田健一, 北條正樹
  • 雑誌名: 日本骨形態計測学会雑誌 17巻 ページ: 15-20
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanical properties of bone-porous scaffold structure in bone regeneration predicted by 3D computational simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Adachi, T.
  • 学会等名: Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology of Education Ministry (Zhejiang Sci-Tech University) and JCOM Joint Workshop on Composite Materials
  • 発表場所: Zhejian, China
  • 年月日: 20091005-20091006
• [学会発表] Change in Deformation/Fracture Behavior of Interface- Controlled HAp/PLLA Composites by ydrolysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Tanaka, H., Hojo, M., Adachi, T., Sugihara, M., Kotera, M., Nishino, T.
  • 学会等名: Proceedings of 17th International Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Edinburg
  • 年月日: 20090727-20090731
• [学会発表] Damage Initiation under Transverse Loading of UD-CFRP with Random Fiber Arrangement (2009)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Mizuno, M., Hobbiebrunken, T., Adachi, T., , Jin, K.K.
  • 学会等名: Fourth China-Europe Symposium on Processing and Properties of Reinforced Polymers p. 17
  • 発表場所: Guilin, China
  • 年月日: 20090608-20090612
• [学会発表] Transient and Steady-State Behaviors of Fluid Pressure in Poroelastic Materials under Cyclic Axial and Bending Loading (2009)
  • 著者名/発表者名: Kameo, Y., Adachi, T., Hojo, M.
  • 学会等名: The Fourth Biot Conference on Poromechanics
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 20090608-20090610
• [学会発表] Mechanical Properties of Bone-Porous Scaffold Structure in Bone Regeneration Predicted by 3D Computational Simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hojo, M., Adachi, T., Osako, Y., Tanaka, M.
  • 学会等名: The 11th Japan International SAMPE Symposium and Exhibition
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-11-26
• [備考]
  • URL: http://ams.me.kyoto-u.ac.jp/