生体分解吸収性ガラスの開発と生体材料への応用

可生物降解吸收玻璃的研制及其在生物材料中的应用

基本信息

批准号：
10771071
负责人：
宇尾基弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10771071/
关键词：
ガラス生体吸収性材料細胞毒性溶解速度生体適合性

项目摘要

本研究は低融点ガラスの溶解速度や細胞毒性などの物性をガラス組成から制御し、最適組成を模索するとともに、実際の生体内での分解吸収材料として応用することを目標とした。今年度は本ガラスの細胞毒性、生体親和性の評価と動物への埋入試験を中心に行った。細胞毒性はガラス組成と二種類の関連を持つことが分かった。第一は溶解速度との関係であり、ガラスの溶解速度が低いほど細胞毒性が低いことが分かった。これはガラスが溶解にすることによる培地内のイオン強度が変化するためと考えられた。第二はガラスの溶解に伴う培地のpHの変化である。本系ガラスはNa_2O-CaO-P_2O_5であるが、P_2O_5が50mol%より多いガラス組成ではガラスの溶解に伴い培地中のpHが酸性に変化する。このような組成のガラスは極めて高い細胞毒性を示した。以上のことから、本系ガラスで細胞毒性を低く制御するにはP_2O_5濃度を50mol%付近に保ちつつ、Na_2O/CaO比を制御することでガラスの溶解速度を適度に低減する必要があることが示された。さらに動物埋入試験より、埋入時にはin vitroでの実験に比べて溶解速度が速く、また溶解によるイオン強度やpHの変化によって周囲組織に影響が出やすいことが示された。以上より、本系ガラスを生体内での分解吸収性材料として用いる場合にはP_2O_5が50〜60mol%でNa_2O/CaO比を制御することによって、毒性の低い最適な溶解速度の材料を作成し得ることが分かった。

本研究的目的是从玻璃成分中控制低熔点玻璃的物理性能，如溶解速率和细胞毒性，找到最佳成分，并将其应用为实际的可生物降解和吸收材料。今年，我们重点评估这种玻璃的细胞毒性和生物相容性，以及动物植入测试。研究发现细胞毒性与玻璃成分有两种关系。首先是与溶解速率的关系，发现玻璃的溶解速率越低，细胞毒性就越低。这被认为是由于玻璃溶解导致介质内离子强度发生变化。第二个是玻璃溶解时介质 pH 值的变化。这种玻璃是Na_2O-CaO-P_2O_5，但如果玻璃成分中含有超过50 mol%的P_2O_5，则随着玻璃溶解，介质中的pH值会变成酸性。具有这种成分的玻璃表现出极高的细胞毒性。由上可知，为了将这种玻璃的细胞毒性控制在较低水平，需要通过控制Na_2O/CaO比率，同时保持P_2O_5浓度在50mol%左右来适度降低玻璃的溶解速率。此外，动物植入试验表明，植入过程中的溶解速度比体外实验更快，并且溶解引起的离子强度和pH值的变化往往会影响周围组织。由上可知，当使用该玻璃作为可在体内分解和吸收的材料时，通过将P_2O_5的Na_2O/CaO比例控制在50至60mol%，可以创建低毒性和最佳溶解速率的材料。这就是我发现的。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

宇尾基弘: "金属材料を埋入した軟組織のX線顕微鏡による観察" 歯科材料・器材. S32. 96-96 (1998)

Motohiro Uo：“使用 X 射线显微镜观察植入金属材料的软组织”S32 牙科材料和设备。

DOI：
发表时间：
期刊：
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0
作者：
通讯作者：

宇尾基弘: "ゾルーゲル法による非晶質水酸アパタイト被覆したチタン合金の細胞毒性"歯科材料器械. S34. 177 (1999)

Motohiro Uo：“溶胶-凝胶法涂覆无定形羟基磷灰石的钛合金的细胞毒性”牙科材料和仪器 S34（1999）。

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发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

宇尾基弘: "Properties and cytotoxicity of water soluble Na_2O-CaO-P_2O_5 glasses" Biomaterials. 19. 2277-2284 (1998)

Motohiro Uo：“水溶性 Na_2O-CaO-P_2O_5 玻璃的特性和细胞毒性”，生物材料 19. 2277-2284 (1998)。

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0
作者：
通讯作者：

宇尾基弘: "X線分析顕微鏡およびEPMAによる金属埋入生体軟組織の観察"日本電子顕微鏡学会第55回学術講演会要旨集. 34. 140 (1999)

Motohiro Uo：“使用 X 射线分析显微镜和 EPMA 观察金属嵌入的生物软组织”日本电子显微镜学会第 55 届学术会议摘要 34. 140 (1999)。

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DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mori R;Ikeda H;Washio A;Nagamatsu Y;Kitamura C;寺尾　豊（分担執筆）;宮崎透奈，竹原遼，嶋田総太郎，長谷川陽子，吉村将悟，サンタマリアマリアテリース，山村健介，小野高裕，小野弓絵;宇尾基弘
通讯作者：
宇尾基弘