炭酸アパタイト骨補填材の機械的強度に及ぼす構造因子の解析

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骨組成は炭酸基を７～９重量％含む炭酸アパタイトである。炭酸アパタイト骨補填材は自家骨に匹敵する骨伝導性を示し、自家骨と同様に骨リモデリングに調和して新しい骨に置換されるため、理想的な骨補填材となる可能性が高いが、荷重領域に応用するには機械的強度に難点がある。炭酸アパタイトは前駆体を用いた溶解析出反応で調製されるため、適切な前駆体の選択、前駆体の修飾によって機械的強度に優れる炭酸アパタイト骨補填材が調製される可能性が高い。本研究は、石膏を前駆体とする炭酸アパタイト骨補填材の機械的強度を飛躍的に高める因子を検討することである。当該年度は①石膏の修飾が炭酸アパタイトの機械的強度に及ぼす影響の検討および②細胞実験方法の確立を行った。①に関してはプレス機を用いて、圧力を負荷した条件（修飾条件）で硫酸カルシウム二水和物を調製し、調製された前駆体については物性解析を行ったのち、リン酸炭酸混合溶液中に浸漬し、溶解析出反応で形態を保ったまま、組成を炭酸アパタイトに変換できるかを検討した。結果として圧力の負荷をあげるにつれて前駆体の強度は増加し、高圧力負荷をかけた前駆体は高い強度をもった炭酸アパタイトに組成変換することが分かった。②に関しては機械的強度の異なる炭酸アパタイト骨補填材の破骨細胞性吸収の解析を行う前に予備実験として、結果に有意差がでると考えられた異なる炭酸基量を含有する炭酸アパタイトディスク上で破骨細胞性吸収の評価方法を検討したが、サンプル間で優位な差が生じなかったため、ディスクではなく顆粒を用いた新たな評価方法を検討した。結果として実体顕微鏡を用いてTRAP染色された試料表面上の多核巨細胞の数および走査型電子顕微鏡を用いて試料表面に形成される破骨細胞による吸収窩数および吸収窩面積に優位差を認め、目的サンプルを測定する有用な方法であることが示唆された。