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骨補填材使用の臨床現場では、新生骨が生成されるまでに骨補填材埋植部位から骨折する例が知られている。これは骨補填材の力学的強度だけの問題ではなく、骨形成能や骨置換性なども自家骨に比べて劣るためと考えられる。市場からも自家骨と同等以上の力学特性、骨形成能および骨置換性を持つた人工骨の開発が望まれている。これまでの実験によりTiO_2ナノチューブが細胞と接着し、生化学因子を加えなくても細胞の骨芽細胞活性が高くなるという知見を得た。更にこの過程に於いてTiO_2ナノチューブが分子やイオンを高濃度に吸着するという通常のTiO2には無い機能を有していることを見いだした。そこで、TiO_2ナノチューブの高度なイオン吸着能に着目し、従来の生体適合材料にはない迅速的かつ高機能な骨形成スキャホールドの創製を目的とした研究を実施する。今回、細胞の接着や増殖、分化などの機能をさらに促進させる目的で、TiO_2ナノチューブにCaを吸着およびハイブリッド化を試みた。
化学合成法によりTiO_2ナノチューブ粉末を作製した。これを0.1M水酸化カルシウム水溶液と混合し分解容器に入れ、恒温乾燥機にて210℃で60分反応させた。その後、容器から出し、吸引ろ過により酸化チタンナノチューブだけを回収し乾燥させた。合成したナノチューブにおけるX線構造解析および走査型電子顕微鏡にて微細構造評価を行った。
X線構造解析では、多量のカルシウムが検出された。またSEMによる微細構造観察ではナノチューブ表面に多量のCaが吸着している像が認められた。以上のことより、水熱合成により、ナノチューブにCaを修飾することが可能なことがわかった。今後、この材料が生体細胞に与える影響について検討する予定である。
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