ストロンチウムおよびバリウム導入による生体吸収性アパタイトセメントの開発

α-TCP系セメント硬化体中のハイドロキシアパタイト(HAP)結晶にストロンチウム(Sr)を導入させるために,Sr含有溶液とリン酸含有液を使用し,セメント硬化体が得られるかを検討した.その結果,α-TCP粉末にSrリン酸含有溶液とリン酸含有溶液の同時使用により練和すると,セメント硬化体が得られた.その硬化時間は練和液の濃度が高いほど短くなることがわかった.Sr含有溶液を用いたセメント硬化体の間接引張強さ(DTS)はSr無含有のCa溶液の場合よりも有意に上昇した(ANOVA, p<0.05).また,低濃度溶液での練和はDTSを高くする結果を示した.セメント硬化体の結晶相を粉末X線回折を用いて確認したところ,硬化後24時間のセメント結晶相のほとんどはHAP結晶であった.しかし,練和液の組み合わせによってはα-TCPが多量に残留するセメント硬化体があった.硬化1週間後では,どの試料にもα-TCPの残留は認められず,ほとんどはHAP結晶であった.Sr含有溶液を使用した場合には,硬化体の結晶相にSrアパタイトが生成されていた.Sr-HAPの生成に導入されなかったSrは,リン酸と結合してSrHPO_4がセメント内に生成されたが,硬化後1週間でSrHPO_4は消失することがわかった.セメントの溶解性は,Sr+Ca含有溶液を用いた場合に著しく大きくなる傾向が認められた.これは,HAP中にCaより大きなイオン半径をもつSrが導入されると結晶が不安定になるためと考えられた.生成したHAP結晶はすべて板状であることから,リン酸八カルシウムを経由したHAPおよびSr-HAPであることが推察された.以上のことから,α-TCP粉末をSr含有溶液で練和することにより,セメント硬化体中のHAP内にSrが導入できることは明らかとなった.

α-TCP系セメント硬化体中のハイドロキシアパタイト(HAP)結晶にストロンチウム(Sr)を導入させるために,Sr含有溶液とリン酸含有液を使用し,セメント硬化体が得られるかを検討した.その結果,α-TCP粉末にSrリン酸含有溶液とリン酸含有溶液の同時使用により練和すると,セメント硬化体が得られた.その硬化時間は練和液の濃度が高いほど短くなることがわかった.Sr含有溶液を用いたセメント硬化体の間接引張強さ(DTS)はSr無含有のCa溶液の場合よりも有意に上昇した(ANOVA, p<0.05).また,低濃度溶液での練和はDTSを高くする結果を示した.セメント硬化体の結晶相を粉末X線回折を用いて確認したところ,硬化後24時間のセメント結晶相のほとんどはHAP結晶であった.しかし,練和液の組み合わせによってはα-TCPが多量に残留するセメント硬化体があった.硬化1週間後では,どの試料にもα-TCPの残留は認められず,ほとんどはHAP結晶であった.Sr含有溶液を使用した場合には,硬化体の結晶相にSrアパタイトが生成されていた.Sr-HAPの生成に導入されなかったSrは,リン酸と結合してSrHPO_4がセメント内に生成されたが,硬化後1週間でSrHPO_4は消失することがわかった.セメントの溶解性は,Sr+Ca含有溶液を用いた場合に著しく大きくなる傾向が認められた.これは,HAP中にCaより大きなイオン半径をもつSrが導入されると結晶が不安定になるためと考えられた.生成したHAP結晶はすべて板状であることから,リン酸八カルシウムを経由したHAPおよびSr-HAPであることが推察された.以上のことから,α-TCP粉末をSr含有溶液で練和することにより,セメント硬化体中のHAP内にSrが導入できることは明らかとなった.