Effects of pore size on carbonate apatite bone substitute's osteoconductivity and replacement to bone

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H04469
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石川 邦夫 九州大学, 歯学研究院, 教授 (90202952)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 炭酸アパタイト / 人工骨 / 骨補填材 / 多孔体 / 形態制御

Outline of Annual Research Achievements

研究者は骨と同じ組成の炭酸アパタイト骨補填材の調製法を考案し、薬事承認を得て実用化した。炭酸アパタイト骨補填材は自家骨と同様に新しい骨に置換され、水酸アパタイトと比較して圧倒的な骨伝導性を示すが、骨補填材の高機能化には組成だけでなく、気孔形態・サイズ、結晶子サイズなど多くの因子の検討、最適化が必要である。
本研究計画においては、炭酸アパタイト骨補填材の気孔形態（一次元、二次元、三次元）および気孔サイズが骨補填材の骨伝導性や骨置換性などに及ぼす影響を解明する。気孔形態については、それぞれ、炭酸アパタイトハニカム骨補填材、板状気孔炭酸アパタイト骨補填材、顆粒結合炭酸アパタイト骨補填材を調製し、骨芽細胞用細胞や実験動物を用いて病理組織学的に解析を行う。気孔サイズについては、炭酸アパタイトハニカムの気孔サイズを制御因子とし、ハニカム内部への骨伝導などを病理組織学的に検索する。
本年度は昨年度から継続して埋植した炭酸アパタイト人工骨を摘出し（一部の試料については摘出済、一部の試料については解析済）、脱灰、HE染色し、病理組織学的に骨の形成量、骨芽細胞、破骨細胞、骨細胞の動態、血管内皮細胞の形成の有無、赤血球の有無を定量的に検索し、多孔体の形態が炭酸アパタイト骨補填材への骨伝導性や骨置換性に及ぼす影響を解析した。
なお、炭酸アパタイト骨補填材の病理組織学的解析を行ったところ、当初の想定に反し、摘出試料の切断困難により、一部の試料の病理組織切片が病理組織学的解析に用いられない
ことが判明したため、再実験を行う。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19の影響で研究が後送りになった。また、病理組織学的解析で失敗したため、再実験を行う必要が発生した。

Strategy for Future Research Activity

病理組織学的解析に失敗した試料については再実験を行い、当初の目的を達成する。