Construction of inorganic/organic composite biomaterials accompanied with formation of hydroxyapatite

羟基磷灰石形成的无机/有机复合生物材料的构建

基本信息

批准号：
21H02027
负责人：
大槻主税
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

リン酸カルシウム化合物の1つであるヒドロキシアパタイト（HAp）のセラミックスは、特異な生理学的活性を発現する材料であり、骨欠損を補填する人工骨として実用化されている。しかし、HApセラミックスでは自家骨に匹敵する機械的特性は得られていない。本研究では、自家骨に匹敵する機械的特性を持つ人工骨の創製を目指して、無機／有機複合生体材料の新規合成プロセスを探索する。新たに提案する合成プロセスは、HApの生成を行う反応場に、有機高分子を共存させることを特徴とする。複合化プロセスの解明と機械的強度向上への指針の確立、ならびに新規な無機／有機複合材料を構築するための基盤となる学理を開拓する。2022年度は、α型リン酸三カルシウム（α-TCP）とともにHApの結晶や、β型リン酸三カルシウム（β-TCP）を用い、これらを複合して用いる複合材料も検討した。これに加え、一方、有機高分子のマトリックスに選択した親水性の合成高分子樹脂を種々の濃度で変化させたマトリックスを用いながら、無機／有機複合材料の合成を進めた。これと同時に前年度から繰り越されたHApの核形成を誘起する高分子の添加に関する検討も進めた。複合化する有機高分子としてはセルロースを主体にして、実験を遂行した。HApの形成については、水蒸気処理に先立ち、多量の水の供給が可能な水溶液中での処理を試みた。これにより樹脂の組成によっては、試料が破損する場合があることが分かった。また、試料表面からHApの微結晶が新たに条件があることが明らかになった。2023年度はこれらのデータ収集について、条件を絞って集中的に情報収集を進め、新規な無機／有機複合材料を構築するプロセスの基盤となる学理を導き出す。

磷酸钙化合物之一是羟基磷灰石（HAP）的陶瓷，是表达独特生理活性的材料，实际上用作补偿骨缺损的人造骨骼。但是，HAP陶瓷无法获得与自体骨骼相当的机械性能。在这项研究中，我们探索了无机/有机复合生物材料的新型合成过程，目的是创建具有与自体骨骼相当的机械性能的人工骨骼。新提出的合成过程的特征是有机聚合物在产生HAP的反应场并存。我们将阐明复合过程，建立改善机械强度的准则，并开发建立新的无机/有机复合材料的基本理论。在2022财年中，我们还研究了使用HAP晶体以及使用β型三卡氏菌（β-TCP）的复合材料以及复合材料的使用HAP晶体。另外，在使用基质时进行了无机/有机复合材料的合成，其中所选的亲水合成聚合物树脂以各种浓度更改为有机聚合物基质。同时，我们还进行了一项研究，研究了诱导HAP成核的聚合物的研究，该聚合物从上一年开始进行。实验主要是通过纤维素作为要复合的有机聚合物进行的。关于HAP的形成，在进行蒸汽处理之前，尝试在能够提供大量水的水溶液中进行处理。这表明，根据树脂的组成，样品可能会损坏。还发现，来自样品表面的HAP微晶有新的条件。在2023财政年度，我们将通过缩小条件并得出将作为建立新的无机/有机复合材料过程的基础的理论来关注信息收集。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ソルボサーマル法により合成した層状リン酸ジルコニウムへの幹細胞の分化を促進する薬剤の導入と in vitro 評価

溶剂热法合成层状磷酸锆促进干细胞分化药物介绍及体外评价

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
大塚陸渡;中村仁;大槻主税
通讯作者：
大槻主税

有機修飾層状ケイ酸カルシウム/ポリカプロラクトン複合生体材料のin vitro評価

有机改性层状硅酸钙/聚己内酯复合生物材料的体外评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
齊藤隼人;北尾陽輝;奥山拓夢;玉井康成;大北英生;渋谷綾香・藤本和士・大槻主税・中村仁
通讯作者：
渋谷綾香・藤本和士・大槻主税・中村仁

ケイ酸カルシウム系材料から溶出したイオン種への細胞応答

细胞对从硅酸钙材料中洗脱的离子物质的反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
畠山歓;小柳津研一;益枝拓也・中村仁・藤本和士・大槻主税
通讯作者：
益枝拓也・中村仁・藤本和士・大槻主税

有機修飾ケイ酸カルシウムの溶出液に含まれる水溶性化学種の解析

有机改性硅酸钙洗出液中水溶性化学物质的分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
畠山歓;梅木桃花;足立裕樹;小柳津研一;廣道友亮，中村仁，大槻主税
通讯作者：
廣道友亮，中村仁，大槻主税

Design of organic-inorganic hybrids with osteoconductivity through understanding chemical reaction of calcium silicate-based glass in body environment

通过了解硅酸钙基玻璃在体内环境中的化学反应，设计具有骨传导性的有机-无机杂化材料

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Aleksandra Jakimczuk;Bartlomiej Kalaska;Kamil Kaminski;Joanna Miklosz;Shin-Ichi Yusa;Dariusz Pawlak;Krzysztof Szczubialka;Andrzej Mogielnicki;Chikara Ohtsuki
通讯作者：
Chikara Ohtsuki