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マテリアル・ボーンバイオロジーの構築

建筑材料骨生物学

基本信息

批准号：
19656180
负责人：
中野貴由
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

医学・生物学的手法とともに、材料工学的手法によるマテリアルバイオロジー構築のための機能性金属ならびに機能性金属系インプラントの有効性を実証することを目的とした。同時に骨微細構造の立場からの骨質の解析法を樹立することを目指した。その結果、本年度は様々な合金組成や形状を持つインプラントを用いて、in vivo、in vitroでの骨質、骨量の再生について、最適化を試みるとともに、その再生機構、さらには「Material Bone Biology(マテリアル・ボーンバイオロジー)」、いわゆる材料骨生物学という、生体骨と金属材料をはじめとするマテリアルとの近未来型の新たな関係を築くための礎を構築した。単孔型小型インプラントにおける孔内新生骨の再生では、例えば長管骨において、微細構造の配向性が新生骨の形成に極めて関係が深いことを明らかにした。これは、2次元PSPC搭載微小領域X線回折法を駆使することで達成され、新生骨は骨長手方向に対して、高い骨質を示す。一方で、3次元的な表面溝構造を有する場合には、骨量の回復は骨長手方向との傾角には強く依存せず、骨質のみへの影響が示唆された。さらに、直列型インプラントにおいては、応力遮蔽効果の影響が小さく、溝構造と主応力方向との相関関係が重要であった。さらに、人為的な積層によるポーラスインプラントの作製は、骨配向化の促進に対し有効であるものと考えられ、実際に0.3μm程度の任意形状でのソリッド部を有する場合には、低ヤング率特性を発揮可能なインプラントとなった。以上の知見は、金属の異方性を利用することで、骨再生機能を高めることを可能とする新たな技術として、今後期待される。

Medical, biological and materials engineering methods for the construction of functional metals and functional metal systems for the purpose of proving their effectiveness At the same time, the analysis method of bone microstructure and bone structure is established. The results of this year's study show that the alloy composition is different from the shape, shape The new relationship between bone biology and biological materials is established. The new bone regeneration in the pore of small pore size, such as long tubular bone, the alignment of microstructure and the formation of new bone. The 2D PSPC is equipped with micro-domain X-ray folding method. In case of surface groove structure of one or three dimensions, the recovery of bone mass and the inclination of bone length depend strongly on the influence of bone mass. The relationship between the structure and the main force direction is important. In addition, when artificial lamination is used to promote bone alignment, it is possible to develop low-rate characteristics. The above knowledge and utilization of metal anisotropy are expected to improve bone regeneration function and new technologies in the future