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2015 年度 実績報告書

硬組織と軟組織のいずれにも適合する金属・セラミックス・有機系生体材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630345
研究機関名古屋大学

研究代表者

黒田 健介  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (00283408)

研究分担者 日比 英晴  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90345885)
土屋 周平  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (20569785)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード生体材料 / 組織適合性 / 表面吸着 / タンパク質 / 薬剤
研究実績の概要

世界的に急速な高齢化が進む中,歯科や整形外科領域においてインプラント治療が激増している.しかし骨形成能の低い高齢者には,インプラント治療が困難な場合が多く,低い骨形成能患者に対して適用できるインプラントの開発が急務である.本研究では,工学と医学が独自に検討してきたインプラントへの有効な表面処理,すなわち金属表面の親水化処理と,金属表面へのタンパク質吸着処理を融合させ,コーティング層を有せずとも高い骨伝導性を有する「タンパク質吸着型バイオインプラント」の作製技術を構築する.作製したバイオインプラントを動物生体内での骨形成能評価に供するとともに,学術的観点から吸着タンパク質種の特定や定量評価,吸着メカニズムの解明など生体外評価も積極的に行い,これらの相関関係を明らかにする.さらに,合金インプラント表層からの合金元素抑制処理やバイオインプラントへのタンパク質や薬剤の吸着性・徐放性制御などの応用研究も試みる.このうち本年度は,生体材料用ポリマーPEEK表面の超親水化(水滴接触角<10度以下)とその維持に成功した.あわせて,昨年度から継続して行ってきた金属系生体材料,セラミックス系生体材料へのタンパク質(アルブミン,フィブロネクチン,デコリン)吸着,薬剤(インドメタシン,イブプロフェン)吸着試験を行い,材料表面の水滴接触角によって吸着量が著しく変化することを明らかにするとともに,タンパク質を吸着させた試料の硬組織・軟組織適合性についても評価し,従来から考えられてきた「有効なタンパク質は細胞接着性タンパク質である」という概念を大きく覆す画期的な結果を明らかにした.

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrothermal Treatment of Titanium Alloys for the Enhancement of Osteoconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      M. Zuldesmi, A. Waki, K. Kuroda, M. Okido
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng.: C

      巻: 49 ページ: 430-435

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2015.01.031

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Osteoconductivity of Hydrophilic Surface of Zr-9Nb-3Sn Alloy with Hydrothermal Treatment2015

    • 著者名/発表者名
      M. Zuldesmi, K. Kuroda, M. Okido, M. Ueda, M. Ikeda
    • 雑誌名

      J. Biomater. Nanobiotech.

      巻: 6 ページ: 126-134

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.4236/jbnb.2015.63012

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Application of Cell-Free Bone Regeneration: Immobilizing Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth-Conditioned Medium onto Titanium Implants by Using Atmospheric Pressure Plasma Treatment2015

    • 著者名/発表者名
      M. Omori, S. Tsuchiya, K. Hara, K. Kuroda, H. Hibi, M. Okido, M. Ueda
    • 雑誌名

      Stem Cell Res. & Therapy

      巻: 6 ページ: 124-136

    • DOI

      DOI 10.1186/s13287-015-0114-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 表面親水性の異なる金属Tiのタンパク質吸着能ならびに骨伝導能2016

    • 著者名/発表者名
      山口勇気,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [学会発表] SDS-PAGE を利用したチタン表面吸着タンパク質の分別定量2016

    • 著者名/発表者名
      沢口肇,住佐太,大津直史,黒田健介
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [学会発表] 濡れ性の異なるTi表面上における骨芽細胞挙動2016

    • 著者名/発表者名
      中甑慶太,岡野 聡,小林千悟,黒田健介,岡本威明
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-23
  • [学会発表] Osteoconductivity and Protein Adsorptivity of Hydrophilic Titanium Implants using Hydrothermal Treatment2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      24th PFAM
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Formation and Osteoconductivity of Titanate Coating with Smooth Surface on Ti Implants2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saitou, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      24th PFAM
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of hydrophilic surface of PLGA and PEEK polymer biomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      24th PFAM
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein Adsorption and Osteoconductivity of Hydrophilic and Hydrohobic Titanium2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      24th PFAM
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation and Osteoconductive Evaluation of Titanate Coating with Smooth Surface on Ti Substrates2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saitou, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      ISETS ’15
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface modification of PLGA and PEEK polymer biomaterials using hydroprocessing2015

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      ISETS ’15
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein Adsorption and Osteoconductivity of Surface Modified Hydrophilic Titanium2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      ISETS ’15
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Adhesion and spreading of MC3T3-E1 osteoblast-like cells on various metals and their oxides2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamauchi, S. Kobayashi, S. Okano, K. Kuroda, T. Okamoto, T. Sakamoto
    • 学会等名
      ISETS ’15
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 平滑表面を有するシリケート含有チタン酸化合皮膜の作製と評価2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤要,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] 二段階処理によるPLGAならびにPEEKの親水化2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健太,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] 表面親水性を制御したTiのタンパク質吸着能ならびに骨伝導能2015

    • 著者名/発表者名
      山口勇気,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] Ti板上の骨芽細胞の挙動に及ぼす濡れ性の影響2015

    • 著者名/発表者名
      中甑慶太,岡野 聡,小林千悟,黒田健介,岡本威明
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] 湿式表面改質によるPLGAならびにPEEKの親水化2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健太,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 平滑表面を有する親水性チタン酸化合皮膜の作製と骨伝導性評価及びタンパク質吸着評価2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤要,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 表面親水性・疎水性を制御した金属Tiのタンパク質吸着量と骨伝導能2015

    • 著者名/発表者名
      山口勇気,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] Formation of hydrophilic and hydrophobic Ti surface using hydroprocessing and their osteoconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      13th World Conference on Titanium (Ti-2015)
    • 発表場所
      SanDiego, (USA)
    • 年月日
      2015-08-17 – 2015-08-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Titanate Coatings with Smooth Surface on Titanium and Their Osteoconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saitou, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      AMDI-6
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Osteoconductivity improvement by surface modification of organic biomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      AMDI-6
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein Adsorptivity and Surface Hydrophilicity of Titanium with Various Osteoconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, K. Kuroda, M. Okido
    • 学会等名
      AMDI-6
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo bioactivity evaluation of surface modified TNTZ alloy by solution processes2015

    • 著者名/発表者名
      E. Takematsu, K. Kuroda, K. Katsumata, T. Ikoma, J. Tanaka, M. Niinomi, N. Matsushita
    • 学会等名
      AMDI-6
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-06-09 – 2015-06-09
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面改質Tiの親水性・疎水性とタンパク質吸着能ならびに骨伝導能2015

    • 著者名/発表者名
      山口勇気,黒田健介,興戸正純
    • 学会等名
      軽金属学会・春季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17
  • [備考] 金属,セラミックス,ポリマーの表面改質と生体適合性

    • URL

      http://f2.numse.nagoya-u.ac.jp/theme01B.html

  • [産業財産権] 樹脂材料およびその製造方法2015

    • 発明者名
      黒田健介,五十嵐健太,興戸正純
    • 権利者名
      黒田健介,五十嵐健太,興戸正純
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-167882
    • 出願年月日
      2015-08-27

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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