結晶性,形態制御アパタイトによる生体硬組織再生

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875132
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 馬越 佑吉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00029216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 弘行 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60294021) ; 中野 貴由 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30243182)
• Keywords: 骨 / アパタイト / 骨再生 / 結晶性 / 強度 / 多孔質

Research Abstract

骨再生ならびに骨補修材料としてのハイドロキシアパタイトならびにリン酸カルシウム系イオン結晶に注目し、工学的手法を利用して結晶性、形態制御を行うと共に複合多孔質アパタイトの創製を行った。骨再生過程のリモデルリングを可能にするためには、生体親和性とともに、溶解性を兼ね備えたリン酸カルシウム系結晶の創製が必要となる、アハタイト粉末をメカニカルグライディングすると非晶質化し、これを熱処理することにより、その結晶化過程を制御すれば、その結晶性を制御することが可能になると共に、新たな結晶構造を生み出すことも可能となった。この方法を利用すれば、低温での焼結も可能となり、また自在に結晶構造も制御できる。また、骨補修材としての利用を考える時、生体親和性・溶解性を兼備した生体材料を創製するためには、アパタイトならびにβ-TCPとの複合化が不可欠である。このような複合粉末にアクリル粒子を混合し、コロイドプロセスによるスラリー形成、焼結過程を経て多孔質複合体の創製に成功した。また、アクリル粒子の混合比を変化させることにより、開口孔の量の制御も可能となった。生体再生への応用を考える時、アパタイトヘの細胞接着性、細胞運動性が重要となる・ハイドロキシアパタイトは、細胞接着性、運動性の面から見れば、骨再生足場としては必ずしも充分ではない。このハイドロキシアパタイトに水和合成にてMnを添加したところ、細胞接着性、運動性ともに飛躍的に改善され、新たな骨再生足場としての可能性を示した。

Research Products

• [Publications] T.Nakano, T.Awazu, T.Umakoshi: "Plastic deformation and operative slip system in mineral fluorapatite single crystal"Scripta Materialia. 44. 811-815 (2001)
• [Publications] T.Nakano, A, Tokumura, Y.Umakoshi: "Crystallinity control of hydroxyapatite and the related calcium phosphates by mechanical grinding"TMS. 213-220 (2001)
• [Publications] H.Y.Yasuda, S.Mahara, Y.Umakoshi: "Microstructure and mechanical property of hydroxyapatite/calcium-deficient hydroxyapatite composites prepared by a colloidal process"Materials Transactions. 42[11]. 2392-2397 (2001)
• [Publications] T.Nakano, A.Tokumura, Y.Umakoshi: "Control of hydroxyapatite crystallinity by mechanical grinding method"J. Mater. Sci. Materials in Medicine. 12. 703-706 (2001)
• [Publications] Y.Umakoshi, T.Nakano, A.Tokumura: "Control of Crystallinity and Crystal structure in hydroxyapatite and related calcium phosphates by mechanical griding and subsequent heat-treatment"PRICM-4. 217-220 (2001)