ポリウレタン・スポンジを気孔形成材とした炭酸アパタイト多孔体の開発と骨再生医療

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本研究は、ポリウレタン・スポンジを気孔形成材として用いることで種々の網状連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体の開発と、骨髄幹細胞との複合化による新規の骨再生医療用スキャフォールドへの展開を目的とする。まず水と練和した硫酸カルシウム内にポレウレタン・スポンジを含浸させ、硬化体を作製した。硬化体をミリングマシンを用いて切削し、直径10mm、厚み1.5mmのディスクを作製した。700℃で硬化体内のスポンジを焼却することで、硬化体内のスポンジがあった部分の空洞を作ることで硫酸カルシウム多孔体を作製した。また、焼却によりディスク直径は9mmに縮小した。作製した硫酸カルシウム多孔体は溶解析出反応を利用して、4℃の炭酸ナトリウム水溶液に浸漬し炭酸化させ、90℃のリン酸水素ナトリウム水溶液に浸漬することでリン酸化させた。エックス線回折装置、フーリエ赤外分光光度計を用いて、炭酸カルシウム、炭酸アパタイトへの組成変換を確認した。さらに走査型電子顕微鏡にて網状連通気孔を有することを確認し、水銀圧入法にてファイバー径に準じた気孔が形成できていることを確認できた。以上の結果より、網状連通気孔を有する炭酸アパタイト多孔体の開発に成功した。さらに開発した炭酸アパタイト多孔体を用いて動物実験の予備実験を行った。ラット頭蓋骨に径9mmの骨欠損を作成し、ディスク状の炭酸アパタイト多孔体を骨欠損に埋植した。埋植2週で周囲組織を含めて摘出し、切片を作製し、組織学的に評価した。炭酸アパタイト多孔体周囲に炎症性組織はなく、生体親和性は良好であった。また、多孔体内部の気孔への骨形成を認めた。