| 研究課題/領域番号 |
26709049
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
上田 恭介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40507901)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 生体材料 / 材料加工・処理 / 非晶質リン酸カルシウム / コーティング / 抗菌性 / 骨形成タンパク質 / 薬剤徐放 / 硬組織適合性 |
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| 研究実績の概要 |
非晶質リン酸カルシウムの生体吸収性に着目し、(1)埋入手術時にはAgイオンによる抗菌性を発現し、(2)埋入初期段階では添加元素の徐放による新生骨形成を促進し、(3)最終的にはコーティング膜自身は溶解し、チタンインプラントと自家骨が直接結合する、というインプラント表面を構築することを目的としている。
1. 非晶質リン酸カルシウムの溶解性制御を目的とした元素添加非晶質リン酸カルシウム薄膜を作製した。元素添加においても、基板とよく密着した均一かつ平滑な非晶質リン酸カルシウム薄膜を作製することができた。擬似体液浸漬試験の結果、Nb, Ta, Zr添加は溶解性を抑制させること、Srは溶解性を促進させることが分かった。元素添加によりリン酸ガラスの構造が変化しており、これが溶解性に影響していることが示唆された。
2. リン酸三カルシウム(TCP)、AgおよびNb2O5粉末を原料として、Ag/TCP系およびAg/Nb2O5/TCP系ターゲットを作製し、Ag添加およびAg/Nb共添加非晶質リン酸カルシウム薄膜をチタン基板上にコーティングした。Ag/TCP系ターゲットの場合は、薄膜中のAg量はターゲットの値よりも小さかったが、Nb共添加により薄膜中のAg量は増加すること、さらにAg添加非晶質リン酸カルシウムの溶解性は抑制されること、が明らかとなった。大腸菌、黄色ブドウ球菌のいずれに対しても抗菌性を発現することが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
1. 元素添加による非晶質リン酸カルシウム薄膜の溶解性制御に成功し、Agとの共添加においてもその効果は有効であることを見出した。
2. 溶解性薄膜の抗菌性評価方法を確立し、大腸菌および黄色ブドウ球菌に対する抗菌性を見出すことができた。
以上の進捗状況から、おおむね順調に進展している、と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 元素添加による非晶質リン酸カルシウムの溶解性制御は可能であったが、そのメカニズムは明らかになっていない。元素添加によるリン酸ガラスの構造に着目し、構造と溶解性の関係を明らかにする。
2. 多量のAgは、抗菌性の発現と同時に細胞毒性を示す。そこで、Ag添加非晶質リン酸カルシウム薄膜に対して抗菌性試験と細胞毒性試験を行い、Ag添加量の最適化を行う。共添加による溶解性制御も引き続き検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予想よりも、抗菌性評価方法の確立に時間を要してしまった。そのため、次年度使用額が生じてしまった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
抗菌性評価用の消耗品費および細胞毒性評価用の消耗品費として充填する。
また、2016年度に開催される、生体材料分野で最大の国際会議であるWBC2016での成果発表が採択されたため、その旅費として用いる。
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