容易に注入できるが流出しにくく強度も高いリン酸カルシウムセメントの開発

开发易注入、不易流出、强度高的磷酸钙骨水泥。

• 批准号: 22K17093
• 负责人: 金 藝殷
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17093/
• 关键词: リン酸カルシウム系セメント; ポロキサマー; ハロイサイトのナノチューブ; 高注入性; 高強度; 迅速硬化; 生体親和性; 細胞接着性; リン酸カルシウムセメント; ボールミリング; インジェクション

リン酸カルシウムセメント（CPC）原料粉末をボールミリング法（材料とボールを混練して粉砕する方法）で微細化することで、CPCに高注入性、高強度、迅速硬化を同時に付与できることを見出した。その一方、この試作セメントの注入直後の流動性は依然として高く、注入後の流出の危険性が残っていることを確認した。その対策として、CPCに逆温度応答性ゲル化剤（通常の温度応答性ゲルとは逆に、低温ではゾル化して流動性が高く、高温はゲル化して流動性を失う性質）であるポロキサマーを添加することで、５℃程度に冷却して流動性の高い状態のCPCペーストを患部に注入し、短時間で体温付近まで昇温することで直ちにゲル化し流動性を失う性質を付与することが可能となった。これまでにポロキサマーの生体安全性は多角的に評価されており、肯定的な結果が多いが、体内での骨リモデリングへの生物学的影響は解明されていない。そこで本研究では、ポロキサマーを添加した試作CPCが、細胞の活動と骨移植材料としての機能にどのような影響を与えるかを理解することを目的とした。そこで当年はこれまでの成果より得られたCPC系セメントについての生化学的評価を重点的におこなうべく、骨芽細胞様細胞を用いたセメント硬化体への細胞接着性、生存率、各種酵素活性を評価し、また走査型電子顕微鏡（SEM）撮像および蛍光顕微鏡撮像により形態学的観察評価をおこなった。その結果，ポロキサマーを添加したCPCは、無添加CPCと同等な生体適合性を備え，また細胞付着、増殖および分化からはポロキサマー添加による細胞増殖の促進効果の可能性が示される結果であった。以上の良好な結果を得て，現在は本研究をさらに飛躍させるための施策を検討中である。

我们发现，通过使用球磨法（将材料和球混炼和粉碎的方法）粉碎磷酸钙水泥（CPC）原料粉末，可以同时赋予CPC高浇注性、高强度和快速硬化性能。另一方面，已证实该原型水泥在注射后的流动性仍然很高，并且注射后仍然存在溢出的风险。作为对策，我们添加了泊洛沙姆，一种逆温度响应型胶凝剂（与常温响应型凝胶相反，其具有在低温下变成溶胶并变得具有高流动性的性质，但变成凝胶并失去流动性通过在CPC中添加CPC糊剂，将CPC糊剂冷却至5℃左右，并在短时间内升温至接近体温，从而可以将CPC糊剂以高度流动的状态注入。随着时间的推移，它会立即凝结并失去流动性。迄今为止，泊洛沙姆的生物安全性已从多个角度进行了评估，取得了许多积极的结果，但其对体内骨重塑的生物学效应尚未阐明。因此，本研究的目的是了解含有泊洛沙姆的原型 CPC 如何影响细胞活性和作为骨移植材料的功能。因此，今年，为了根据迄今为止获得的结果重点关注CPC水泥的生化评价，我们使用成骨细胞样细胞研究了细胞粘附、存活率和对硬化水泥的各种酶活性，我们还进行了形态学观察和研究。使用扫描电子显微镜（SEM）和荧光显微镜成像进行评估。结果表明，添加泊洛沙姆的CPC与未添加的CPC具有相同的生物相容性，细胞贴壁、增殖和分化结果表明，添加泊洛沙姆可能对细胞增殖具有促进作用。获得上述有利结果后，我们目前正在考虑进一步推进这项研究的措施。