非晶質リン酸カルシウム膜の徐放性を利用した骨形成能と抗菌能の両立

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世界的な高齢者人口の増加に伴い生体埋入デバイスの需要は増大しており、特に硬組織代替デバイスの利用が増加している。硬組織代替デバイスには、骨との迅速かつ強固な結合が求められている。インプラントに関連した手術部位感染も問題になっている。そのため、これらの問題解決にはインプラント表面に抗菌性と骨形成能を両立させる表面を創製することが有効である。そこで本研究では、生体内溶解性を有し、骨形成能を向上させることが知られている非晶質リン酸カルシウム(ACP)コーティング膜に着目し、抗菌性元素であるAgおよびACPの溶解性抑制元素であるTaを共添加したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製し、その溶解挙動および抗菌性に及ぼす添加元素濃度の影響を明らかにすることを目的とした。RFマグネトロンスパッタリング法の成膜パラメータの最適化により、AgおよびTaがACP中に固溶したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製することがでた。擬似体液浸漬試験の結果から、Ta添加によりコーティング膜のバーストリリースを抑制することができ、それに伴いAgイオン放出も長期間で確認された。東北大学加齢医学研究所との共同研究により確立した繰り返し抗菌性試験により、Ag, Ta共添加ACPコーティング膜の抗菌性も長期間で見られることを明らかにした。Agイオンの過剰な放出は抗菌性のみならず細胞毒性を示すことから、コーティング膜の細胞毒性評価も行った。Ta添加量の最適化により、抗菌性を示しつつ細胞毒性を示さないコーティング膜組成を提案することができた。