低侵襲治療のための体内硬化型有機―無機ナノハイブリッド骨修復材料

用于微创治疗的内部可固化有机-无机纳米杂化骨修复材料

基本信息

批准号：
14658290
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒトの運動機能を支持する骨組織の欠損は、生活の質(QOL)の大幅な低下をもたらす。従って、けがや病気で欠損が生じた場合には、短期でその機能を回復する医療技術が重要となる。現在、骨欠損部の機能を修復する場合に、金属やセラミックスでできたインプラント材料が使用されている。しかし、それらの埋入においては、インプラント材料に合わせて周囲の骨組織を成形する必要があり、患者への組織侵襲が大きくなってしまう。臨床の現場からは、手術室で自由に成形できる操作性、骨と直接結合する生物学的親和性(生体活性)ならびに骨と同等な力学的特性が求められている。これらの要求を満たす新素材の開発をするために、本研究課題では、流動性を示す状態で供給され、体液と接触すると有機高分子と水酸アパタイトを析出しながら硬化して、骨組織と結合できる有機-無機ハイブリッドとなる新素材を創成することを目的とする。本年度は、酢酸セルロースを乳酸エチルに溶解させた溶液とリン酸四カルシウムとリン酸水素カルシウムの等モル混合物を練和したペーストの水溶液中における力学的特性および化学的特性を調べた。ペーストを緩衝液(pH7.25)に浸漬すると、ペーストは酢酸セルロースおよび水酸アパタイトを析出しながら硬化した。緩衝液に7日間浸漬した後の試料の圧縮強度および弾性率は、酢酸セルロース濃度または粉液比が大きくなるにつれ大きくなる傾向が見られ、ヒトの海綿骨と同等の値を示す硬化体も得られた。さらに、ペーストをヒトの体液とほぼ等しい無機イオン濃度を有する擬似体液に浸漬すると、硬化が進行すると共に試料表面にアパタイトを析出した。これは、得られたペーストが生体活性を示す可能性が高いことを示す。以上の結果より、得られたペーストは体液との反応で硬化し、ヒトの海綿骨と同等の力学的性質と生体活性を併せ示す新規骨修復材料として期待される。

支持人类运动功能的骨组织缺乏会导致生活质量显着下降（QOL）。因此，如果由于受伤或疾病而出现缺陷，那么在短时间内恢复其功能的医疗技术将变得很重要。当前，由金属和陶瓷制成的植入物用于修复骨缺损的功能。但是，在这些植入物中，有必要塑造周围的骨组织以适合植入物材料，从而导致患者的组织侵入更大。临床环境需要可操纵性，可以在手术室中自由模制，生物亲和力（生物活性）直接与骨骼结合，并等同于骨头。为了开发满足这些需求的新材料，该研究主题旨在创建一种以流动性状态提供的新材料，同时在与体液接触时会促进有机聚合物和羟基磷灰石，并能够与骨组织结合。今年，我们研究了通过将乙酸纤维素在乙酸乙酯中与磷酸四钙和磷酸钙的等摩尔混合物混合在乙酸乙酯中获得的水溶液中的机械和化学性质。将糊状物浸入缓冲溶液中（pH 7.25），并在沉淀乙酸纤维素和羟基磷灰石的同时腌制糊状物。浸入缓冲液中的样品的抗压强度和弹性模量7天倾向于随着乙酸纤维素浓度或液体比率的增加而增加，并且还获得了与人突破性骨相当的固化物体。此外，当将糊状物浸入模拟的体液中，无机离子浓度大约等于人体液的浓度时，在样品表面上沉淀了变硬的进展和磷灰石。这表明所得的糊状物可能表现出生物活性。基于上述结果，所获得的糊状物与体液反应，预计将是一种新型的骨修复材料，具有与人突破性骨相同的机械性能和生物学活性。