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表面電荷制御された生体活性型インプラントの臨床応用に向けた基礎的研究

表面电荷受控生物活性植入物临床应用基础研究

基本信息

批准号：
20K10050
负责人：
上野剛史
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

チタン表面における表面電荷は、生体親和性に影響する重要な物理化学的特性の1つである。生体内のpHにおいて、チタン表面は負に帯電している一方、細胞接着タンパクや細胞表面も負電荷であることから、両者に電気的な相互作用はない。本研究の目的は、チタンの表面電荷に着目し、これを実験的に変化させ、タンパク吸着への影響を明らかにすることである。マイクロラフ構造を付与したチタンディスクを0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, および1.0Mの水酸化リチウム水溶液 (LiOH)に浸漬後、 XPS、SEM、および接触角計を用いて表面特性を評価し、さらにチタン表面のゼータ電位と等電点を計測した。また、細胞外タンパクの吸着と、骨芽細胞様細胞であるMC3T3-E1細胞の接着量を評価した。XPSとSEMの結果から、LiOH処理をしても表面形状を変えることなくチタンの酸化被膜中にLiイオンが取り込まれたことが確認された。さらに、LiOH処理によりゼータ電位および等電点は上昇した。アルブミンおよびラミニンの吸着は、LiOHの濃度の増加と共に増加した一方で、フィブロネクチンの吸着は0.25Mでの処理において最も高かった。骨芽細胞の初期細胞接着も0.25Mでの処理において最も高い接着量を示したことから、細胞接着量は吸着されたフィブロネクチンの量と関連していることが示された。本研究の結果は、チタンの表面電荷を変化させることにより、チタン表面と細胞外タンパクの直接的な電気的相互作用を与えることができる可能性を示した。本研究は、より確実な骨組織および軟組織によるインプラント表面の封鎖のために、表面電荷制御の最適化を目指すものであり、これまでの成果を論文にまとめている。

The surface charge on the surface affects important physicochemical properties such as biological affinity. In vivo, the pH value of the cell surface is negative, the cell surface is negative, and the interaction of the cell surface is negative. The purpose of this study is to clarify the effect of surface charge on the surface of the particles. After immersion, XPS, SEM and contact angle meter were used to evaluate the surface characteristics and measure the isoelectric point potential of the surface of the polymer. The adhesion of MC3T3-E1 cells to bone bud cells was evaluated. XPS SEM results show that the surface shape of LiOH treatment is different from that of acid coating. In addition, LiOH treatment can increase the potential and isoelectric point. The adsorption of LiOH and the concentration of LiOH increased together. The adsorption of LiOH was the highest in the treatment of 0.25M. The initial cell adhesion of bone bud cells was 0.25 M. The highest adhesion amount was found in the treatment. The highest adhesion amount was found in the treatment. The highest adhesion amount was found in the treatment. The results of this study demonstrate the possibility of direct electrical interactions between surface and extracellular charge changes. This study aims to determine the optimal control of surface charge in bone tissue and soft tissue.