1999 Fiscal Year Annual Research Report
骨置換型の炭酸含有アパタイトセメントの試作とその組織学的検討
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10671885
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
中西 宏彰 徳島大学, 歯学部, 助手 (00243717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武知 正晃 徳島大学, 歯学部, 助手 (00304535)
藤澤 健司 徳島大学, 歯学部, 助手 (40228979)
宮本 洋二 徳島大学, 歯学部・附属病院, 講師 (20200214)
石川 邦夫 岡山大学, 歯学部, 助教授 (90202952)
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| Keywords | アパタイトセメント / 結晶性 / 骨置換 / 炭酸水素ナトリウム / 破骨細胞 |
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| Research Abstract |
アパタイトセメントは、骨のアパタイトと同様に結晶性が低く、溶解性が高いため、破骨細胞によって吸収されると考えられている。破骨細胞による吸収過程がアパタイトセメントの骨置換の律速段階であるとすれば、その組成をさらに骨のアパタイトに近づけ、破骨細胞により吸収されやすく設計することによって骨との置換が促進できると考えられる。アパタイトセメントと骨のアパタイトの相違のうち、破骨細胞による吸収に最も影響を及ぼすのは炭酸基の存在である。現在のアパタイトセメントは炭酸基を含んでいないが、骨のアパタイトは4〜7%の炭酸基を含むカーボネイトアパタイトであり、実際、アパタイトの溶解度は炭酸基の含有量に大きく依存していることが知られている。そこで本研究では、セメント硬化体を破骨細胞による吸収をより受けやすいカーボネイトアパタイトに誘導し、迅速に骨と置換するアパタイトセメントを開発することを目的とした。同セメントの物性、破骨細胞による吸収特性を検討するとともに、動物実験で試作セメントの骨置換性を評価した。その結果、炭酸水素ナトリウムをアパタイトセメントに添加することにより、セメント硬化体は骨アパタイトに含まれるBタイプ炭酸含有アパタイトになることが分かった。硬化体に含有される炭酸量は添加する炭酸水素ナトリウムの量にともなって増加したが、炭酸水素ナトリウム添加量の増加にともない、硬化時間はやや遅延し、機械的強度もやや減少した。セメント硬化体のpH5.5(破骨細胞が形成するpH環境)溶液に対する溶解度は、炭酸水素ナトリウム添加量とともに増加することが分かった。さらに、培養破骨細胞を用いた吸収実験で、5%の炭酸基を含有アパタイトセメントは、従来のセメントに比較して、2倍の吸収性を持つことが明らかになった。動物実験でも、セメント内へ多くの新生骨が侵入することが確認された。以上の結果から、炭酸含有アパタイトセメントは、迅速に骨と置換することから、顎骨欠損部の補填・再建に有用である優れた生体材料であることが明らかになった。
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[Publications] Miyamoto Y: "Basic properties of calcium phosphate cement containing atelocollagen in its liquid or powder phases"Biomaterials. 19. 707-715 (1998)
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[Publications] Takechi M: "Effects of added antibiotics on the basic properties of anti-washout-type fast-setting calcium phosphate cement"Journal of Biomedical Materials Research. 39. 308-316 (1998)
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[Publications] Takechi M: "Initial histological evaluation of anti-washout type fast-setting calcium phosphate cement following subcutaneous implantation"Biomaterials. 19. 2057-2063 (1998)
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[Publications] Ishikawa K: "Effects of neutral sodium hydrogen phosphate on setting reaction and mechanical strength of hydroxyapatite putty"Journal of Biomedical Materials Research. 44. 322-329 (1999)
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[Publications] Miyamoto Y: "Histological and compositional evaluation of three types of calcium phosphate cements when implanted in subcutaneous tissue immediately after mixing"Journal of Biomedical Materials Research,Applied Biomaterials. 48. 36-42 (1999)
