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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

利用无定形磷酸钙膜的持续释放特性实现成骨和抗菌特性

基本信息

批准号：
20J12466
负责人：
WU JUN
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The increase in the world's population is accompanied by an increasing need for biological implants and an increasing use of special hard tissue substitutes. Hard tissue replacement, bone and rapid The problem of surgical site infection is related. The problem is solved by surface antibiotic activity and bone formation activity. In this study, the solubility in vivo, bone formation ability, and the effect of the concentration of amorphous acid (ACP) on the formation of films, antibacterial elements, Ag and ACP solubility inhibitors, Ta co-addition, ACP film formation, dissolution and antibacterial properties were investigated. The film formation process of RF is optimized by adding Ag and Ta into ACP. The results of the simulated body fluid immersion test were confirmed by the addition of Ta to the film. A joint study conducted by Tohoku University's Canadian Institute of Medicine established that the antimicrobial properties of the membrane were tested by adding ACP to Ag and Ta. The release of Ag from the membrane was evaluated for its antimicrobial activity and cytotoxicity. Optimization of Ta addition, antibacterial properties, cytotoxicity, and membrane composition