骨修復のための温度応答型リン酸カルシウム自己硬化性材料

用于骨修复的温度响应型磷酸钙自固化材料

基本信息

批准号：
16650110
负责人：
大槻主税
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

従来のセラミックス系骨修復材料は、高い組織親和性や生体活性を示す反面、成形が困難で、手術室で成形し難い問題がある。近年、リン酸カルシウム粉末と水を反応させて硬化する骨修復用ペーストが実用化され、その有用性が認識されてきた。ただし、従来のリン酸カルシウムペーストには、手術の現場で、水と粉末を混ぜ合わせ均一な混合物を作る手間が必要であった。これに対して、温度応答性により硬化する材料が得られれば、手術室で煩雑な操作を必要としない画期的な自己硬化性骨修復材料になると期待される。本研究では、室温で流動性を示すペーストとして提供され、体温付近で自己硬化して、骨組織と結合する材料を創成するための基礎的指針を明らかにすることを目的とする。昨年度、メチルセルロースと塩化ナトリウムを溶解した水溶液が、温度を上げるとゲル化することを明らかにした。この知見をもとに、この水溶液と骨の無機成分である水酸アパタイトの粉末を混合した。粉末の量が多くなるにつれて試料の粘度が大きくなる傾向が見られた。試料は、室温付近で流動性を示した。これを、50℃から100℃に保持すると、流動性がなくなり、硬化した。従って、水酸アパタイトなどのリン酸カルシウムと、メチルセルロースなどの温度応答性高分子水溶液を混合すれば、温度に応答して自己硬化して、骨組織と結合するペーストが得られると期待される。現段階では、体温付近でも試料の流動性は小さくなるもののその硬化は不十分であるので、今後硬化が体温付近でも十分に進行するような試料の作製条件を検討していく必要がある。

传统的陶瓷骨修复材料表现出高组织亲和力和生物活性，但很难塑造，并且在手术室很难塑造。近年来，通过将磷酸钙粉与水反应变硬的骨修复糊已被实用，并且已经认识到它们的实用性。但是，常规的磷酸钙糊需要努力将水和粉末混合以在手术部位形成均匀的混合物。另一方面，如果可以获得由于温度响应能力而变硬的材料，则预计它将成为一种突破性的自我修复的骨修复材料，不需要手术室中的复杂操作。这项研究旨在阐明在室温和体温附近自我硬化并与骨组织结合的基本指南，以创建作为流体糊的材料。去年，据显示，当温度升高时，含有甲基纤维素和氯化钠的水溶液会稳定。基于这一发现，将这种水溶液和羟基磷灰石的粉末（骨的无机成分）混合在一起。随着粉末量的增加，样品的粘度趋于增加。样品在室温附近显示流动性。当将其保持在50°C和100°C之间时，流动性丢失并固化。因此，如果磷酸钙（例如羟基磷灰石）与温度应答的聚合物（例如甲基纤维素）的水溶液混合，则可以获得糊状物对温度的响应并与骨组织结合而产生糊状。在此阶段，尽管样品的流动性甚至在接近体温附近降低，但它的固化不足，因此有必要考虑样品的制备条件，以便固化甚至在接近体温附近的良好进展。