抗菌作用を発揮しながら生体内で吸収・骨置換される炭酸アパタイトセメントの創製

本研究は、骨欠損部に充填すると速やかに硬化し、抗菌作用を発揮しながら生体内で吸収・骨置換される炭酸アパタイトセメントの創製を目的としている。令和4年度は以下の研究実績が得られた。①炭酸イオン含有量制御と構造評価：炭酸アパタイトセメントの原料粉末であるバテライト、リン酸一水素カルシウム（DCPA）およびリン酸四カルシウム（TTCP）の配合比を変化させることによってセメント硬化体の炭酸含有量が制御できることが分かった。練和液として用いるリン酸ナトリウム水溶液の濃度が炭酸含有量に有効に作用することが一連の実験を通じて明らかになった。②抗菌性イオンの導入と構造評価：抗菌薬であるゲンタマイシンをセメントに導入し、セメントの基礎物性に影響しないゲンタマイシン濃度を明らかにした。ゲンタマイシンを含むセメント硬化体は抗菌性を示したことから、セメントに導入されたゲンタマイシンは抗菌性を維持できることが分かった。③力学的特性の改善：セメント硬化体の強さを高めるのに有効なハイドロキシアパタイト-コラーゲン複合体（HAp/Col）の添加濃度が存在することが分かった。HAp/Colの添加はセメント硬化体の炭酸アパタイトへの相変換速度を高める効果があった。原料粉末の親水化はセメント硬化体の強さを高める効果があった。粉末の親水化法について検討したところ、オゾン処理は紫外線処理より効率的で有効であることが分かった。0.5％アルギン酸ナトリウムの添加は炭酸アパタイトへの相変換を妨げず、非崩壊性を著しく向上させることが分かった。

本研究は、骨欠損部に充填すると速やかに硬化し、抗菌作用を発揮しながら生体内で吸収・骨置換される炭酸アパタイトセメントの創製を目的としている。令和4年度は以下の研究実績が得られた。①炭酸イオン含有量制御と構造評価：炭酸アパタイトセメントの原料粉末であるバテライト、リン酸一水素カルシウム（DCPA）およびリン酸四カルシウム（TTCP）の配合比を変化させることによってセメント硬化体の炭酸含有量が制御できることが分かった。練和液として用いるリン酸ナトリウム水溶液の濃度が炭酸含有量に有効に作用することが一連の実験を通じて明らかになった。②抗菌性イオンの導入と構造評価：抗菌薬であるゲンタマイシンをセメントに導入し、セメントの基礎物性に影響しないゲンタマイシン濃度を明らかにした。ゲンタマイシンを含むセメント硬化体は抗菌性を示したことから、セメントに導入されたゲンタマイシンは抗菌性を維持できることが分かった。③力学的特性の改善：セメント硬化体の強さを高めるのに有効なハイドロキシアパタイト-コラーゲン複合体（HAp/Col）の添加濃度が存在することが分かった。HAp/Colの添加はセメント硬化体の炭酸アパタイトへの相変換速度を高める効果があった。原料粉末の親水化はセメント硬化体の強さを高める効果があった。粉末の親水化法について検討したところ、オゾン処理は紫外線処理より効率的で有効であることが分かった。0.5％アルギン酸ナトリウムの添加は炭酸アパタイトへの相変換を妨げず、非崩壊性を著しく向上させることが分かった。