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本研究では、歯科用生体材料への応用を念頭に置き、ルチル型TiO2を選択し焼結した成形体の細胞増殖に与える影響を、焼成温度と表面性状の面から検討した。MC3T3-E1細胞を用いた細胞培養試験は歯科生体材料の評価において一般的に用いられており、その細胞増殖は再現性が高くかつ迅速に行える評価法である。ALP活性は骨芽細胞様細胞の分化の指標であり、骨芽細胞用細胞の活性化の有無を評価できる。
本実験では、ルチル型TiO2は対照群より良好な細胞増殖およびALP活性を示した。これより本実験に使用したルチル型TiO2は生体材料として化学的性質および物理的性質が安定していることが示唆された。今回細胞の増殖が良好であった理由の１つとしては、おそらく対照群と表面の粗さの違いではないかと考えられる。金属チタンに表面処理を施した材料あるいはハイドロキシアパタイトなどのセラミックスの表面粗さはシャーレなどのポリスチレンよりも大きく、これらの試料上での細胞増殖は対照群よりも良好であったと報告されており、本実験と同様の結果を示している。ALP活性はいずれの日数でも1300℃TiO2が対象群より大きな値を示し、骨芽細胞様細胞の分化に影響を与える可能性が示唆された。
出発材料としてルチル型TiO2を用いて、1300℃TiO2焼結体を用いて細胞培養実験を行った。MC3T3-E1細胞を試料上で培養し、7、14、21、28日間後の生細胞数ならびに細胞形態像を観察し、以下の結果を得た。1300℃TiO2焼結体では、焼成前と比較し、結晶粒子の増大、気孔の減少が観察された。培養時間の増加は、細胞増殖の増大を示し、生細胞数はおよびALP活性は対照群と比較し、1300℃TiO2焼結体の方が高い値を呈した。以上のことより、 1300℃TiO2焼結体はMC3T3-E1細胞に対し良好な親和性およびALP活性の上昇を示した。
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