アパタイト―コラーゲン複合組織における力学的つながり特性評価

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本研究では「生理学的作用によらない生体組織の石灰化」による力学特性改善手法の提案を目的として、研究代表者がこれまで観察してきた通電によるアパタイト着脱現象を利用した生体組織の石灰化制御技術の確立を目指している。研究分担者らの有する医学・生理学的な知見と、これまで参画者らが培ってきた微視構造観察・評価技術を導入することにより、石灰化制御技術によるアパタイト―コラーゲンの強固な構造化条件を見出す。また、組織間の「つながり」の強さを、組織内部のアパタイト結晶への荷重伝達特性によって評価する。本期間においては、処理中の微視構造の経時変化を観察するため、①獣骨や腱から試料を作製し、通電によるアパタイト結晶形成形態観察、および、脱灰時の力学特性変化を測定した。②力学特性評価の一環として、組織に形成したアパタイトを対象とした結晶ひずみ計測実験を実施するため、X線装置内に設置可能な負荷装置の設計と各種構成部品の設計・製作を行った。③シリアルセクショニング（断面）観察装置である3次元内部構造顕微鏡を用いて、骨組織の顕微鏡観察、ならびに、微小硬さ試験を行うことにより、微視組織の力学特性評価を実現した。④アパタイト結晶構造解析として、X線回折法および赤外線分光法にてアパタイト生成試料の分析を行い、結晶の形成形態を評価した。⑤生体組織の異常石灰化形態調査の一環として、医療機関と連携して病変試料を取得し、組織の硬化形態を観察した。以上の活動により得られた骨組織の脱灰、ならびに、軟組織の石灰化についての知見を論文や学会にて公表した。