酵素重合法を用いた機能性有機・無機複合材料の作製

酶聚合法制备功能性有机/无机复合材料

基本信息

批准号：
17750112
负责人：
竹岡裕子
金额：
$ 2.36万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

生体骨の主成分である水酸アパタイト(HAp)を利用した代替骨の開発が盛んに行われているが、人工HApは生体骨と比較して硬く脆いという性質を有するため、単独では荷重部位への応用が困難である。そこで、代替骨材料の開発を目的に、HApと生分解性高分子との複合化、具体的にはポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)の共重合体を複合化させることで、機械的強度の改善を試みた。複合体中の生分解性高分子の組成比を変化させ、複合材料に及ぼす力学的特性への影響を検討し、生体適合性の評価を行った。各ホモポリマーとHApの複合体の曲げ強度は、PGA/HAp、PLLA/HAp、PCL/HApでそれぞれ91MPa、50MPa、44MPaとなり、HAp多孔体よりも優れた値を示した。PGA-PLLA共重合体∠HAp複合体の曲げ強度はどの共重合比の場合も、PLLA/HApよりも優れた値となり、一方、PLLA-PCL/HApではHAp多孔体と同程度の値となった。また、破壊靱性値はいずれの複合体でも、0.24MPam^1/2以上となり、HAp多孔体単独(破壊靱性値;0.20MPam^1/2)より優れた値を示した。PLLAと共重合させるPGA成分が増加するにつれて、曲げ強度、破壊靱性値が向上し、PCL成分が増加することで強度が低下する傾向が見られた。以上のように共重合体中の構成成分を変化させることで、力学的特性を制御できることがわかった。分子量をさらに増加させることで、より高強度な複合体の作製が期待できる。作製した複合体の生体適合性評価を骨芽細胞様細胞MC3T3-Elの初期接着率より評価した結果、PGA/HAp以外の複合体では、HAp緻密体と比較して同程度以上の初期接着率を示した。PLLA-PGA共重合体/HApにおいてはPLLA成分が増加するにつれて、PLLA-PCL/HApにおいてはPCL成分が増加するにつれて、接着率が増加した。細胞の蛍光顕微鏡観察の結果、順調に増殖しており、複合体の良好な生体適合性が確認された。

使用氢氧化磷灰石（HAP）的替代骨骼的发展是生物识别骨骼的主要成分的，但与生物骨骼相比，人工HAP具有更坚硬和脆性的特性，因此很难申请。因此，为了开发替代骨料，HAP和可生物降解的聚合物之间的复合材料，聚乳酸（PLLA）的特异性联合组合，聚乙醇酸（PGA）和Polyica产品（PCL）。更改了复合物中可生物降解聚合物的组成比，并检查了对复合材料的机械特性的影响，并评估了生物兼容性。对于PGA/HAP，PLLA/HAP和PCL/HAP，每个均应和HAP复合物的弯曲强度分别为91MPA，50MPA和44MPA，比HAP多孔人体更高。 PGA-PLA共聚物∂HAP复合材料的弯曲强度优于PLLA/HAP，而PLLA-PCL/HAP则优于PLLA-PCL/HAP，而PLLA-PCL/HAP的值与HAP POOR相同。此外，破坏性韧性值为0.24MPAM^1/2或更多，并且该值优于HAP多孔韧性（0.20MPAM^1/2）。随着与PLLA结合的PGA组件的数量增加，弯曲强度和破坏韧性值得到了提高，并且通过增加PCL成分的数量来降低强度。如上所述，发现机械特性可以通过更改共聚物中的组件来控制。通过进一步增加分子量，可以产生较高的强度复合物。由于评估了从骨体细胞的初始粘附率mc3t3-el的生物兼容性评估，而在PGA/HAP以外的复合材料中，初始粘附率等于与HAP的水平相同精心设计的身体。在PLLA-PGA共透明/HAP的情况下，随着PLLA-PCL/HAP的增加，粘附率随着PLLA-PCL/HAP的增加而增加。由于荧光显微镜细胞的结果，它稳步生长，并确认了该复合物的良好生物学兼容性。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ポリ乳酸共重合体/アパタイト複合体の作製と生体適合性評価

聚乳酸共聚物/磷灰石复合材料的制备及生物相容性评价

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
小松香奈江;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
通讯作者：
陸川政弘

水酸アパタイト/ポリ乳酸複合体に及ぼす水熱処理の効果(III)-水酸アパタイト/ポリグリコール酸複合体との比較-

水热处理对羟基磷灰石/聚乳酸复合物的影响(III)-与羟基磷灰石/聚乙醇酸复合物的比较-

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩佐隆史;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
通讯作者：
陸川政弘

ポリ乳酸/水酸アパタイト複合体の作製と生体適合性(V)-PLLAIHAp 複合体上における骨芽細胞への分化-

聚乳酸/羟基磷灰石复合物的制备及生物相容性（五）-在PLLAIHAp复合物上分化成成骨细胞-

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
大野達也;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
通讯作者：
陸川政弘

Ring-opening bulk polymerization of L-lactide in porous hydroxyapatite

L-丙交酯在多孔羟基磷灰石中的开环本体聚合

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Chem. Lett. 36
影响因子：
0
作者：
T. Yamao;K. Yamamoto;Y. Taniguchi;*S. Hotta;K. Akagi;M. Goh;Z. X. Jin;M. Goh;M. Kyotani;P. Kuad;T. Ogoshi;N. Sugiyama
通讯作者：
N. Sugiyama

代替骨材料を指向したポリ乳酸共重合体/アパタイトの作製(III)-分解性制御-

替代骨材料用聚乳酸共聚物/磷灰石的制备（三）-降解性控制-