軟骨形成を促進するバテライト含有ポリ乳酸系ハイブリッドビーズの設計

促进软骨形成的含球霰石聚乳酸基混合珠的设计

基本信息

批准号：
11J08842
负责人：
中村仁
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

ケイ酸・カルシウムイオン徐放型の軟骨修復材料の作製と、その基礎となる科学を明らかにすることをめざし、上記イオンの徐放担体であるシロキサン含有ベテライト(SiV)粒子中のアミノシロキサン含有割合による結晶配向性、化学耐久性制御について調査を行った。シロキサン源としてアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)のみ、および30～100mol%をテトラエトキシシラン(TEOS)に置換した混合シランを用い、SiV粒子を合成した。得られた粒子は全て約2～3wt%のシロキサンを含有した球状二次粒子であった。^29Si MAS-NMRにより、これらはAPTEs、TEosそれぞれに由来するシロキサンを仕込み比とほぼ同率で含有しており、T^1, T^2, Q^2, Q^3種に由来するシラノール基を豊富に含むことを明らかにした。各XRDパターンから、APTES含有率が0～75mol%まで増加することに伴いI(004)/1(110)のピーク積分面積比(c/ab面比率)が増加することを見出した。またシリコン内部標準に対する各粒子のバテライト(112)面のピーク積分面積比はAPTES含有率に伴い減少し、非晶質炭酸カルシウムが増加することを見出した。上述のSiVを生理pH緩衝溶液に浸漬した際、初期2hまでのケイ酸イオン溶出量、および浸漬24h後の総溶出量はAPTESの添加比率に伴って増加した。APTES由来のシロキサンはアミノ基の塩基性自己触媒作用により加水分解が早期に進行し、これらが初期のケイ酸イオン濃度増加に寄与すると考えられる。APTES : TEOS=70:30 (mol ratio)のSiVではカルシウムイオンの特異的な徐放を示す一方、他のSiVでは浸漬初期30minでの急激な濃度上昇を示すことを明らかにした。これらより、(i)シロキサン中のアミノ基がバテライト一次粒子のc面へのシロキサン配位に主に寄与していること、(ii)SiV中のバテライトの溶解は結晶配向性、シロキサンの化学耐久性の2つに律速されることを明らかにした。

为了创造一种能够持续释放硅酸/钙离子的软骨修复材料并阐明基础科学，我们研究了含硅氧烷的贝铁矿（SiV）颗粒中的氨基硅氧烷含量，这些颗粒是持续释放上述离子的载体。研究了晶体取向和化学耐久性控制。仅使用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为硅氧烷源和其中30至100摩尔％的四乙氧基硅烷(TEOS)被取代的混合硅烷来合成SiV颗粒。所得到的粒子均是含有约2～3重量％硅氧烷的球状二次粒子。 ^29Si MAS-NMR表明，它们以与投料比大致相同的比例含有源自APTE和TEos的硅氧烷，以及源自T^1、T^2、Q^2和Q^3种的硅烷醇基。据透露，其中含有丰富的从每个XRD图谱发现，随着APTES含量从0摩尔％增加到75摩尔％，I(004)/1(110)的峰积分面积比(c/ab表面比)增加。我们还发现，随着APTES含量的增加，每个颗粒的球霰石（112）面相对于硅内标的峰积分面积比降低，并且无定形碳酸钙增加。将上述SiV浸渍在生理pH缓冲液中时，随着APTES的添加比例的增加，最初2小时的硅酸根离子溶出量和浸渍24小时后的溶出总量增加。由于氨基的基本自催化作用，APTES 衍生的硅氧烷经历了早期水解，并且据认为这些因素有助于硅酸盐离子浓度的初始增加。结果表明，APTES:TEOS=70:30（摩尔比）的SiV表现出特定的钙离子持续释放，而其他SiV在浸泡的最初30分钟内表现出浓度快速增加。从这些结果来看，（i）硅氧烷中的氨基主要有助于硅氧烷与球霰石初级颗粒的 c 平面的配位，（ii）球霰石在 SiV 中的溶解是由于 SiV 的晶体取向和化学耐久性。据透露，这一比率由两个因素决定：性别。