迅速な骨再生を実現するキトサン／アパタイトナノ複合体の創製

制备壳聚糖/磷灰石纳米复合材料用于快速骨再生

基本信息

批准号：
22K14502
负责人：
片岡卓也
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，生体骨と類似した特性を持ち，骨疾患の外科治療に伴い生じた骨欠損部位を補填して周囲組織と接合させることで周囲組織 (細胞) を活性化させ，迅速な骨の再生を実現する材料の創製を目的とした。具体的には，生体毒性を示さず骨欠損の治癒に有用とされるキトサンを骨の主成分であるハイドロキシアパタイト (HA) へ複合化させて，生体内の骨と類似した特性を持つキトサン／HAナノ複合体の合成を検討した。本年度は，湿式法によりナノ複合体を合成した。キトサンの含有量の検討により，複合体の表面形態を制御できることが判明した。生体安全性を高めるためにサイズ毒性のない粒径の範囲でナノ複合体の合成を目指したが，ナノ複合体の粒径が大きく，粒径を制御した複合体が合成できなかったため，骨形成に有用で一次粒子径を小さくすることができるMg(II)イオンをHA結晶構造内へ導入し粒径制御を検討した。粒径の制御に成功した試料に対して，赤外分光分析によりナノ複合体表面の化学状態を評価した。その結果HAとキトサンの複合過程においてキトサン分子間とキトサン－HA（リン酸イオン）間の相互作用が見出された。またMg(II)イオンは複合体の結晶構造内部に導入された状態及び表面に吸着した状態で存在していることが示唆され，複合体へのMg(II)イオンの導入または吸着によって，複合体の一次粒子径は，複雑に変化することが判明した。詳細な導入状況についても今後調査が必要だと考えている。加えて，迅速な骨の再生を目指し，複合体への骨形成タンパク質の効率的な担持・徐放挙動についても評価していく予定である。

这项研究旨在创建与生物骨骼具有相似特征的材料，并且可用于补充骨骼疾病手术治疗中发生的骨缺损并将其连接到周围组织，从而激活周围组织（细胞），并实现快速的骨骼再生。具体而言，壳聚糖不是生物毒性的，被认为对愈合骨缺损有用，它与骨的主要成分羟基磷灰石（HA）共轭，以研究壳聚糖/ha纳米子长的合成具有与体内骨骼相似的特性的合成。今年，使用湿法合成纳米复合材料。通过检查壳聚糖的含量，发现可以控制复合物的表面形态。为了改善生物安全，我们的目的是将纳米复合材料合成在无尺寸的粒径范围内的纳米复合材料，但是由于纳米复合材料的粒径很大，并且无法合成粒径，因此我们引入了MG（II）离子，这些离子可用于骨形成并可以减少原发性粒度，并将其降低到HA晶体尺寸结构中。通过红外光谱法评估了成功控制粒径的样品的化学状态。结果，在HA和壳聚糖的合并过程中发现了壳聚糖分子与壳聚糖-HA（磷酸离子）之间的相互作用。还提出，Mg（II）离子存在于某种状态下，它们已被引入复合物的晶体结构并在表面吸附，并且由于将Mg（II）离子引入或吸附到复合物中，复合物的主要粒径在复合物中变化。我们认为，将来还需要调查详细的实施状态。此外，我们计划评估骨形态发生蛋白的有效携带和持续释放行为，旨在快速骨再生。