新しい生体材料を目的としたリン酸系機能性ファイバーの創製

为新型生物材料创建磷酸盐功能纤维

基本信息

批准号：
06855101
负责人：
春日敏宏
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ファイバー状のβ-Ca(PO_3)_2結晶を析出させたリン酸カルシウム系ガラス結晶化体から、β-Ca(PO_3)_2結晶をβ-Ca(PO_3)_2結晶を抽出する方法を開発したことを先に報告した。このファイバーは、そのままで、新しい骨充填材として有望である。また、このファイバーを用いて多孔質材料を作成し、骨形成因子のような機能性タンパクや薬物を担持すれば、それらの徐放剤として機能した後生体内に吸収され、早期に新生骨の生成を誘導する、新しい生体材料への応用展開が期待できる。そこで、本研究では、抽出されたβ-Ca(PO_3)_2ファイバーを骨格とする多孔質体の合成とそのファイバーの表面改質を試みた。これまでのファイバーの抽出条件を変え、β-Ca(PO_3)_2結晶の他に若干のCa_2P_6O_<17>結晶を含んだものを作製した。このファイバーを所定の型に入れ成形した後、770°〜800℃で5h焼成したところ、骨格の結晶がβ-Ca(PO_3)_2である多孔質体が得られた。Ca_2P_6O_<17>結晶は融解-ガラス化して、β-Ca(PO_3)_2結晶ファイバーを連結させるためのバインダーとしての役割を果たしていることがわかった。用いるファイバーの長さによって、気孔の大きさや気孔率を変化させる(40〜70%)ことができた。上記のファイバーや多孔質体をカルシウム含有溶融塩(CaCl_2-Ca(NO_3)_2)に浸漬(420℃,30min)することにより、ファイバー表面をカルシウム成分に富む相に改質することが可能であることを見出した。多孔体の骨格は破壊されず形状を保持しており、表面にはスポジオサイト(Ca_2PO_4Cl)が生成していることがわかった。さらにこれを800℃で焼成すると塩素を含む水酸アパタイトに変化し、メタリン酸カルシウムとアパタイトからなる材料が得られた。水、疑似体液中に浸漬してもpHの低下はなく、良い生体親和性を示すものと期待される。

我们开发了一种从磷酸钙玻璃结晶体中提取β-Ca(PO_3)_2晶体的方法，其中已报道了纤维状β-Ca(PO_3)_2晶体的沉淀。事实上，这种纤维有望成为一种新型骨填充材料。此外，如果用这种纤维制成多孔材料，并负载功能性蛋白质或药物，如骨形态发生因子，它将起到缓释剂的作用，然后被吸收到体内，从而导致新骨的早期形成。我们可以期待它在新的生物材料中的应用，从而引发这种情况。因此，本研究尝试以提取的β-Ca(PO_3)_2纤维为骨架合成多孔材料，并对纤维表面进行改性。通过改变现有的纤维提取条件，我们制备了除了β-Ca(PO_3)_2晶体之外还含有一些Ca_2P_6O_<17>晶体的纤维。将该纤维放入规定的模具中，成型后，在770～800℃下烧成5小时，得到骨架晶体为β-Ca(PO_3)_2的多孔体。发现Ca_2P_6O_<17>晶体熔化并玻璃化后可作为连接β-Ca(PO_3)_2晶体纤维的粘合剂。根据所用纤维的长度，孔径和孔隙率可能会有所不同（40-70%）。我发现，通过将上述纤维和多孔体浸入含钙熔盐(CaCl_2-Ca(NO_3)_2)中(420℃，30分钟)，可以将纤维表面改性为富含钙成分的相。结果发现，多孔材料的骨架没有被破坏，保持了其形状，并且表面生成了锂辉石(Ca_2PO_4Cl)。当进一步在800℃下烧成时，它转变为含氯羟基磷灰石，得到由偏磷酸钙和磷灰石组成的材料。即使浸入水或模拟体液中，pH值也不会降低，有望表现出良好的生物相容性。