単結晶ナノチューブアパタイトの応用

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26462976
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 見明 康雄 東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (00157421)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 生体材料 / ヒドロキシアパタイト / 結晶合成法

研究実績の概要

単結晶ナノチューブアパタイトの応用研究をする際に多量の結晶が必要となったが、これまで作製していた方法では１回の合成で少量しか出来ず、量が不足することが明らかとなった。合成装置自体の大型化は実験室では不可能であるので、本年度は短時間でより効率的に合成する方法を検討した。
合成初期に効率よくカルシウム欠損型アパタイトを作製するため、初期の溶液温度を40±1度とした、その後徐々に加温し、最終的に80±1度で合成を行い、全ての溶液の滴下が終了してから、溶液中に0.1M のフッ化水素を添加した。添加の方法は、短時間（5分間位）に多量に添加する方法と、少量を30分位かけて滴下する方法を比較したが、時間をかけて添加する方がフッ素の量が少なくても比較的結晶性の良いものが得られるようにみえた。また、滴下終了後にpHを調整しながら結晶成熟期間を長く取るほうが結晶性の良いものが出来たが、このことは、合成の終了した結晶中央にナノスペースの孔を空けるため乳酸に浸漬したとき、かえって孔が空きにくくなることがわかった。これは時間をかけて結晶成熟を起こすと、外部の結晶の溶解性が低下するためと考えられた。さらに、溶液中に残存しているカルシウムとリン酸イオンがフッ素の作用により新たな結晶として沈着することも示された。また、孔を空けるための脱灰は、これまでpH4.5の0.1M乳酸を50℃に加温し3日間浸漬していたが、結晶性が良くなると中央部が溶解されない場合もあった。脱灰時間を短縮するために脱灰方法も検討した。脱灰は、pH2.5の0.1M乳酸を50℃に加温し、1日間浸漬した場合でも有効であった。
今後は温度調整とHFの添加時間および脱灰pHの調整により、より短時間で多量のチューブ状の単結晶アパタイトを作製する条件をさらに検討すると共に、応用実験を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

単結晶ナノチューブアパタイトの応用研究をするために多量の結晶が必要となったが、これまでの作製方法では１回の合成で少量しか出来ず、応用実験に使用するためには量が不足した。また、繰り返し作製するためには予定以上の時間が必要であった。

今後の研究の推進方策

単結晶ナノチューブアパタイトを多量に合成するためには、合成装置自体の大型化は実験室では不可能であるので、短時間でより効率的に合成する方法を検討する。これには温度調整とHFの添加時間および脱灰pHの調整により、より短時間で多量のチューブ状の単結晶アパタイトを作製できると考えている。安定して大量に作成できるようになった後、応用実験を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

機器備品の購入額が予定額を下回ったためと、研究にやや遅れが生じたため消耗品の購入項目が減少した。

次年度使用額の使用計画

今年度の残金は、次年度使用額と合わせ研究計画に沿って使用する。特に牛歯を用いる自己硬化型アパタイトの実験を追加して行う。