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2013 年度 実績報告書

分極バイオマテリアルの骨形成制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24792133
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

野崎 浩佑  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (00507767)

キーワードチタンインプラント / 表面改質 / 電気分極 / 骨形成 / マイクロアーク酸化 / オッセオインテグレーション
研究概要

生体と接する生体材料の表面の形態や性状は生体の反応に影響を及ぼすことが明らかとなってきた.そこで,我々は生体反応をマニピュレートすることを目的としたベクトルマテリアルを作製するために,生体親和性を有するセラミックスを,電気分極を用いて表面改質を行い,培養細胞の増殖・接着・分化に及ぼす影響を検討する実験系を確立してきた.本研究では,生体材料として広く使用されているチタンを用いて,動物実験用チタンインプラントを作製し,インプラント表面にMAO処理により酸化チタン膜を作製し,さらに電気分極による表面改質を試みた.また,作製したチタンインプラントを日本白色家兎の左右大腿骨内側上顆に埋入し,4,6,12週間後に周囲組織を含むインプラントを摘出し,生体内評価を行ったところ,以下の知見を得た.
1,動物実験用インプラントを作製し,電気分極処理による表面改質を行った.2,分極インプラントは未分極インプラントと比較して,すべての期間において有意に引っ張り強さが増加した.3,マイクロCTによりインプラント周囲の骨形成量を比較したところ,分極インプラントおよび未分極インプラント間で差は認められなかった.4,引張り試験後のインプラントに付着している骨量を比較したところ,分極インプラントでは有意に骨付着量が増加した.5,光学顕微鏡による組織学的検討を行ったところ,分極インプラントおよび未分極インプラントともに,骨とインプラントが直接結合するオッセオインテグレーションを獲得していることが分かった.
以上より,分極インプラントは生体内において,骨とインプラントの化学的結合の増加によりインプラントの安定性が増すことが明らかとなり,電気分極処理によるインプラントの表面改質が有用であることが示唆された.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] nhanced osteoconductivity of titanium implant by polarization-induced surface charges2014

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Nozaki, Wei Wang, Naohiro Horiuchi, Miho Nakamura, Kazuo Takakuda, Kimihiro Yamashita and Akiko Nagai
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: in press ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/jbm.a.34980

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric Evaluation of Fluorine Substituted Hydroxyapatite2013

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Endo J, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Katayama K, Yamashita K
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn

      巻: 121(9) ページ: 770-774

    • DOI

      10.2109/jcersj2.121.770

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Poling of Cement Composites of Hydroxyapatite Whiskers with Chitosan and their Chemical Properties in Simulated Body Fluid2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Toyama T, Morita A, Horiuchi N, Nozaki K, Nagai A, Yamashita K
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      巻: 121 ページ: 895-900

    • DOI

      10.2109/jcersj2.121.895

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of framework design on the surface strain of zirconia fixed partial dentures.2013

    • 著者名/発表者名
      Nemoto R, Nozaki K, Fukui Y, Yamashita K, Miura H
    • 雑誌名

      Dent Mater J.

      巻: 32 ページ: 289-295

    • DOI

      10.4012/dmj.2012-237

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of estrogen deficiency on osseointegration around surface charged titanium implant.2013

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K., Ebe N., Nakamura M., Horiuchi N., Nagai A., Yamashita K.
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2013 & The 4th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials.
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya
    • 年月日
      20131213-20131215
  • [学会発表] SK腫瘍細胞の細胞周期に分極アパタイトが及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      永井 亜希子,野崎 浩佑,相澤 守,山下 仁大
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 年月日
      20131125-20131126
  • [学会発表] 歯科用セラミックブロックの表面電荷が細菌付着に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      野崎 浩佑,小泉 弘樹,大倉 利典,山下 仁大,永井亜希子
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 年月日
      20131125-20131125
  • [学会発表] Enhanced osteoinductivity of titanium implant with controlled surface charge.2013

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K., Horiuchi N., Nakamura M., Nagai A., Yamashita K.
    • 学会等名
      International Conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedecal Devices, BioMEMS /NEMS and Applications 2013 & 5th Sensing Biology Symposium
    • 発表場所
      Tokyo Medical and Dental University, Tokyo
    • 年月日
      20131030-20131031
  • [学会発表] Effect of electrical polarization on the adhesion of streptococcus mutans to the dental porcelain.2013

    • 著者名/発表者名
      Koizumi H., Nozaki K., Nagai A., Okura T., Yamashita K
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Inorganic and Environmental Materials
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 年月日
      20131027-20131031
  • [学会発表] エストロゲンの減少が表面電荷を制御したチタンインプラント周囲の骨形成に与える影響.2013

    • 著者名/発表者名
      野崎浩佑,山下仁大,永井亜希子.
    • 学会等名
      日本歯科理工学会学術講演会
    • 発表場所
      日本歯科大学 新潟生命歯学部校舎,新潟
    • 年月日
      20131021-20131022
  • [学会発表] Electric Fields Induced by Electric Polarization Reduce Proliferation Rates of Tumor Cell through Cell Cycle Modulation2013

    • 著者名/発表者名
      Nagai A, Hattori T, Nozaki K, Aizawa M, Yamashita K
    • 学会等名
      The 4th International symposium of Surface and Interface of Biomaterials
    • 発表場所
      Roma, Italy
    • 年月日
      20130924-20130928
  • [学会発表] Effect of surface charges on early osseointegration of polarized Ti implant.2013

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K., Nagai A., Yamashita K.
    • 学会等名
      13th International Conference of the European Ceramic Society.
    • 発表場所
      Limoges, France
    • 年月日
      20130623-20130627
  • [学会発表] 電気分極により表面電荷を制御したY-TZPの細菌付着への影響2013

    • 著者名/発表者名
      野崎浩佑,堀内尚紘,山下仁大,永井亜希子
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場,福岡
    • 年月日
      20130518-20130519
  • [学会発表] 表面電荷を制御したCAD/CAM用セラミックブロックの細菌付着評価2013

    • 著者名/発表者名
      野崎浩佑,山下仁大,永井亜希子
    • 学会等名
      日本歯科理工学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 年月日
      20130413-20130414
  • [図書] 体内埋め込み医療材料の開発とその理想的な性能・デザインの要件2013

    • 著者名/発表者名
      (1) 野崎浩佑,山下仁大,永井亜希子
    • 総ページ数
      34-38
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2015-05-28  

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