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2014 年度 実績報告書

無機-有機ハイブリッド型生体用セメントの創成と硬化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24550234
研究機関九州工業大学

研究代表者

宮崎 敏樹  九州工業大学, 生命体工学研究科(研究院), 准教授 (20324973)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード有機-無機ハイブリッド / 骨セメント / 擬似体液 / アパタイト / 骨融合性
研究実績の概要

本年度は有機ー無機ハイブリッドによる材料設計を適用して,人工関節の固定や脊椎損傷の修復に用いられているポリメチルメタクリレート系セメントの骨親和性の向上を試みた。骨接着性や石灰化能に優れるとされるリン酸基を含有する有機化合物ならびに,カルシウム塩を添加したセメントを作製した。カルシウム塩添加量の増大は,擬似体液中でのアパタイト形成を促進したものの,リン酸基含有化合物の多量の添加は,むしろアパタイト形成を抑制する傾向にあった。これはリン酸塩が溶出することにより擬似体液中のpHが大きく低下するためであると推測された。リン酸基含有化合物としてphosphoric acid 2-hydroxyethyl methacrylate
ester (Pa2hme)を用いた場合,擬似体液中におけるアパタイト形成は認められたものの,生体環境における強度の低下が著しかった。これに対して,bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate (BisP)を添加物とした場合は,アパタイト形成が認められただけでなく,生体環境に置かれても,骨セメントについて定められたISO基準である70MPaを上回るセメントが得られた。これはPa2hmeが1置換エステルであるのに対し,BisPが2置換エステルであり,BisPを添加した場合に擬似体液中での水和,膨潤が小さかったためであると考えられる。以上より適切なリン酸基含有化合物を用いてセメントの修飾を行うことで,機械的特性を維持しつつ骨融合性を付与できることが明らかになった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bioactive PMMA bone cement modified with combinations of phosphate group-containing monomers and calcium acetate2015

    • 著者名/発表者名
      J. Liu, Y. Shirosaki and T. Miyazaki
    • 雑誌名

      J. Biomater. Appl.

      巻: 29 ページ: 1296-1303

    • DOI

      10.1177/0885328214562436

    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタン表面へのグロー放電処理効果と持続性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      田中謙光,高橋哲,山内健介,宮崎敏樹,後藤哲哉
    • 雑誌名

      日本口腔インプラント学会誌

      巻: 27 ページ: 131-140

    • DOI

      10.11237/jsoi.27.131

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation of bioactive surface on PMMA bone cement via modification with calcium acetate and phosphate group-containing monomers2014

    • 著者名/発表者名
      J. Liu, T. Miyazaki, Y. Shirosaki
    • 学会等名
      14th Asian BioCeramics Symposium
    • 発表場所
      上海
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-30
  • [学会発表] Effect of Polymerization Accelerator on Apatite-forming Ability of Vinylphosphonic acid-based Copolymer in Simulated Body Environment2014

    • 著者名/発表者名
      R. Hamai, Y. Shirosaki, T. Miyazaki
    • 学会等名
      14th Asian BioCeramics Symposium
    • 発表場所
      上海
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-30
  • [学会発表] Bioactive PMMA Bone Cement Modified with Bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] Phosphate and Calcium Acetate2014

    • 著者名/発表者名
      J. Liu, Y. Shirosaki and T. Miyazaki
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [学会発表] Apatite-forming Ability of Organic Polymer Containing Phosphate Groups in Simulated Body Environment2014

    • 著者名/発表者名
      R. Hamai, Y. Shirosaki and T. Miyazaki
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [備考] 九州工業大学 宮崎研究室

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~tmiya/

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公開日: 2016-06-01  

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