A mechanism of osteoblastic cells adhesion and characterization of precipitated crystals induced by a novel dental implant material Ce-TZP/Al2O3

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本申請課題のテーマであるセリア安定化ジルコニア(Ce-TZP)のオッセオインテグレーション能評価に関しては、細胞産生アパタイトとCe-TZPが分子レベルで直接結合可能なことを発見し、ジルコニアの生体活性を証明したことで、主目的は達成されている。そこで、研究課題を拡張した下記の追加研究を行っている。1)インプラントのオッセオインテグレーションとセメント質の役割に関する調査インプラントのオッセオインテグレーション研究では材料と骨アパタイトとの結合状態を議論するが、咬合力が直接骨に伝達することによる弊害も問題視される。近年では、咬合力の緩和を狙ってインプラント表面に有機物層に富むセメント質を構築する研究が注目されており、その調査を行った。この調査によりレビュー論文一報を執筆・発表した。2）チタンインプラントと骨界面のナノレベル評価チタンのオッセオインテグレーションでは、骨アパタイトとチタンが数10nm厚のアモルファス有機物層を介して結合する。しかしこのオッセオインテグレーションモデルをナノレベルで検証した事例は存在しない。C2C12細胞をチタン基板上で培養し、細胞産生アパタイトと基板の界面構造を透過電子顕微鏡で評価した。得られたデータを解析した結果、予備実験の段階で既に次の新知見を得た。①細胞産生アパタイトとチタン基板の界面には、炭素と酸素に富む約15nm厚のアモルファス層が存在する。一方で、アパタイトとチタンが直接結合している領域も存在する。②アモルファス層とアパタイト層の結合は脆弱で、電子線照射により簡単に破壊される。これらの結果は、いずれもチタンのオッセオインテグレーション機構に直接関与する重要な発見であり、今後より詳しく調査を行う。