骨組織の補填と治療を両立するメゾ多孔質シリカ／水酸アパタイト複合ナノ結晶の創製

制备与骨组织替代和治疗相容的介孔二氧化硅/羟基磷灰石复合纳米晶体

基本信息

批准号：
19J21315
负责人：
山田翔太
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに，水酸アパタイト (HAp) にケイ酸を含有した粒子 (SiHAp) を創製し，粒子表面にポリエチレングリコール (PEG) の修飾を行うことで，粒子表面の中間水成分割合の増加とコラーゲン (Col) 吸着状態の変化が見られた。そこで本年度は，SiHAp粒子表面にPEGを複数の濃度で修飾し，水和状態とCol吸着状態の関係性を評価・考察した。PEG修飾量の増加に伴いColとSiHAp粒子の接触を防ぐ中間水の成分割合が減少し，水分子のO－H伸縮振動の非対称性が増加した。さらに，Col吸着状態を水晶振動子マイクロバランス測定装置 (QCM-D, Quartz Crystal Microbalance with Dissipation) にて測定した結果，PEG修飾により，Colの吸着開始から32～34分でエネルギー散逸変化量が劇的に増加し，Col分子同士が架橋反応して生体内で普遍的に存在するColの三重螺旋構造が形成する現象 (フィブリル化) が起きたことが示唆された。また，QCM-Dによる吸着Colの粘弾性物性と，フーリエ変換型赤外分光光度計によるタンパク質二次構造の解析から，水分子のO－H非対称伸縮振動の成分割合の増加に伴うColのフィブリル化の促進が示唆され，SEMによる形態観察から，実際にColのフィブリル化が促進されている様子が観察され，水和層の水分子のO－H伸縮振動の非対称性が増加するにつれて，Colのフィブリル化も促進されるという関係性を見出した。また，PEGを修飾していないSiHAp粒子では，中間水の成分割合が増加し，水分子のO－H対称伸縮振動成分の割合も増加し，フィブリル化が抑制される傾向が見られた。これらの結果から，HAp粒子表面の水和状態がColのフィブリル化にとって重要なパラメータであることを見出した。

到上一个会计年度，含有硅酸磷灰石（HAP）中含有硅酸的颗粒（SIHAP），在粒子表面上修饰聚乙烯甘油（PEG）将增加粒子表面的中间水分（Col）的中间水分。看到吸附状态。因此，在这个财政年度中，PEG在SIHAP颗粒表面上有多个浓度修饰，并评估并考虑了水合和Col吸附之间的关系。随着PEG修饰量的增加，中间水分的比率减少了Col和Sihap颗粒之间的接触，并且氢O -H扩展振动的不对称性增加了。此外，由于晶体振动微平衡设备（QCM-D，QCM-D，Quartz晶体微量平衡）测量Col吸附状态，PEG修饰可在32-34分钟内从Col Adsotting开始32-34分钟。播放的建议是一种现象（原纤维），其中col分子与桥梁反应并形成了活体中Col的通用三重螺旋结构。此外，从通过QCM-D分析吸附的Col的双粒性以及使用傅立叶转化的红外光谱仪对蛋白质二级结构进行分析，由于O-H非对称膨胀振动的增加而导致的Col原纤维增加建议促进水分子，并随着水合物层的水分子的不对称性增加，因为水合物水分子的不对称性从水合物的形式观察到了SEM的形式。该纤颤也得到了促进。此外，在不改变PEG的SIHAP颗粒中，中等水的比率增加，水分子的O -H对称延伸振动成分的比例增加，并倾向于抑制颤振。从这些结果中，我们发现HAP颗粒表面上的水合状态是Col纤维化的重要参数。