リン酸カルシウム系材料の疑似体液浸漬による骨伝導能評価法の確立

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672040
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 今 政幸 徳島大学, 歯学部, 助手 (80116813)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅岡 憲三 徳島大学, 歯学部, 教授 (50014189) ; 宮本 洋二 徳島大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (20200214)
• Keywords: 生体材料 / 擬似体液 / 浸漬試験 / 骨伝導 / リン酸カルシウム / チタン / 細胞培養 / 生体内反応

Research Abstract

各種の調整を施したアパタイト(HAP)系材料および表面修飾を施したチタンなどの生体材料の骨伝導性を、疑似体液浸漬により評価することを目的とした。本年度は材料浸漬中の疑似体液のイオン濃度変化およびpH変化などを詳細に調べ、短期間浸漬による材料表面への沈着物の析出速度および析出量などとの関連性を検討した。さらにこれらの結果と細胞培養試験および硬組織埋入試験の結果とを比較検討した。α型リン酸三カルシウム(α-TCP)を含有する各種のHAP系焼結体およびセメントを擬似体液に短期間浸漬した結果、HAP単独の試料は重量増加を示すが、α-TCPを含有する試料では浸漬1週または2週まで重量を減少させる傾向がみられた。これらの材料を浸漬した擬似体液中のカルシウム(Ca)とリン(P)の濃度は、重量増加および重量減少を示したすべての試料でCaとPの濃度が増加していることが確認された。また擬似体液のpHについては、α-TCPを含有する試料の浸漬初期でわずかなpHの上昇がみられたが、1週後ではすべての試料で中性を示した。一方、チタンの短期間の擬似体液浸漬では、純チタンの場合は重量増加を示さなかったが、使用する擬似体液により一部の表面改質チタンでは顕著な重量増加がみられた。疑似体液浸漬試験による評価結果を検証するため、細胞培養によるmRNAの発現および硬組織(家兎脛骨)埋入による材料への骨接触を調べた。その結果、疑似体液中で活性の高い表面改質チタンは骨芽細胞の分化を促進させる可能性が高く、埋入2週後でかなりの骨接触を示すことを明らかにした。しかしながら、骨伝導性に優れるアパタイト系材料では、各種材料間の骨接触性の差違について十分な確認ができなかった。
以上、生体材料の擬似体液浸漬試験による簡易な重量変化の測定などは、材料の骨伝導性の把握に対して重要な指針と成り得る可能性を明らかにした。これらの本年度の結果を纏め、近日中に公表する予定である。

Research Products

• [Publications] M.Kon, K.Asaoka, L.M.Hirakata: "Porous Ti-6Al-4V alloy fabricated by spark plasma sintering for biomimetic surface modification"Journal of Biomedical Materials Research (Applied Biomaterials). (In press). (2004)
• [Publications] M.Kon, L.M.Hirakata, Y.Miyamoto, K.Asaoka: "Evaluation of bioceramics containing α-tricalcium phosphate"Archives of BioCeramics Research. Vol.3. 118-123 (2003)
• [Publications] L.M.Hirakata, M.Kon, K.Asaoka: "Evaluation of apatite ceramics containing α-tricalcium phosphate by immersion in simulated body fluid"Bio-Medical Materials and Engineering. Vol.13・3. 247-259 (2003)