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

以聚氨酯海绵为造孔材料的碳酸盐磷灰石多孔材料及骨再生医学的开发

• 批准号: 22K17078
• 负责人: 秋田 和也
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17078/
• 关键词: 炭酸アパタイト; 多孔体; 骨再生; スキャフォールド; 骨補填材; ポリウレタンスポンジ

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。

The purpose of this study is to develop a new type of porous material for bone regeneration. In addition to the above, it is also possible to prepare the hardened body by immersing it in water and sulfuric acid. Hardened body is cut with a diameter of 10mm and a thickness of 1.5 mm. 700℃ to cure the internal cavity of the porous body. The diameter of the tube is reduced to 9mm. For the preparation of sulfuric acid, the porous body is dissolved and precipitated by impregnation with an aqueous solution of carbonic acid at 4 ° C or by impregnation with an aqueous solution of hydrochloric acid at 90 ° C. The composition of carbon dioxide and carbon dioxide can be confirmed by ultraviolet spectrophotometry. The electron microscope has a network of holes, and the mercury enters the hole. As a result, the development of porous carbon dioxide was successful. The development of carbon dioxide porous materials in the preparation of animal Bone defects of 9mm in diameter were made and implanted into the skull with porous carbon dioxide. After 2 weeks of implantation, the tissue was extracted, sectioned, and evaluated histologically. The cellular structure of the porous body is inflamed, and the biological affinity is good. The formation of pores and bones in porous bodies is recognized.

项目成果

炭酸基量の異なる多孔質炭酸アパタイト顆粒の開発と骨再建

不同碳酸盐基团含量的多孔碳酸盐磷灰石颗粒的研制及骨重建

• 发表时间: 2022
• 作者: 秋田 和也，福田 直志，髙丸 菜都美 ;工藤 隆治，工藤 景子，栗尾 奈愛，宮本 洋二
• 通讯作者: 工藤 隆治，工藤 景子，栗尾 奈愛，宮本 洋二

Reconstruction of rabbit mandibular bone defects using carbonate apatite honeycomb blocks with an interconnected porous structure.

使用具有互连多孔结构的碳酸盐磷灰石蜂窝块重建兔下颌骨缺损。

• DOI: 10.1007/s10856-022-06710-2
• 发表时间: 2022-12-31
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN MEDICINE
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kudoh, Keiko;Fukuda, Naoyuki;Akita, Kazuya;Kudoh, Takaharu;Takamaru, Natsumi;Kurio, Naito;Hayashi, Koichiro;Ishikawa, Kunio;Miyamoto, Youji
• 通讯作者: Miyamoto, Youji

炭酸含有量が多孔質炭酸アパタイト顆粒の骨置換性に及ぼす影響

碳酸盐含量对多孔碳酸盐磷灰石颗粒骨替代性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 秋田 和也，福田 直志，髙丸 菜都美;工藤 景子，石川 邦夫，宮本 洋二;秋田 和也，福田 直志，髙丸 菜都美，工藤 景子，宮本 洋二
• 通讯作者: 秋田 和也，福田 直志，髙丸 菜都美，工藤 景子，宮本 洋二