骨再健・再生を目指したスポンジ状アパタイト・コラーゲン複合体の開発

リン酸カルシウム系骨補填材の1つであるハイドロキシアパタイトは,生体親和性および骨伝導性を持っていることから、生体材料に応用することが盛んであるが,成型加工及び形態の維持が難しく、生体吸収性が十分でないという問題がある。そこで生体硬組織に近い組成と結晶性を有する骨補填材の開発を目指し,1)硬組織の無機成分に類似した代謝性に富む炭酸アパタイトの合成,2)合成した炭酸アパタイトを用いて,細胞が進入しやすく,さらに細胞が接着しやすいscaffoldとしての機能を求め,細胞の三次元的足場となり得るスポンジ状で多孔性の炭酸アパタイト・コラーゲン複合体(CO_3Ap-Collagen)の試作検討を行い、骨再建材料としての応用の可能性を追及することとした。1)炭酸アンモニウムを含んだリン酸アンモニウム溶液と酢酸カルシウム溶液を混合することにより,炭酸アパタイトを合成することができた。合成した炭酸アパタイトのCO_3含有量は,骨のCO_3含有量に近い値であった。また,X線回折パターンより,CO_3Apの結晶性のピーク強度は骨に類似して極めて低く,代謝性に富むことが明らかとなった。2)試作炭酸アパタイト・コラーゲン複合体スポンジの表層の気孔径は,細胞が侵入するための十分な大きさを有し,表層から内部まで比較的均一な構造を有しており,連続した気孔の存在が確認された。このことから生体材料としては理想的な構造をしており,scaffoldとして有効である可能性が示された。また,試作70wt%炭酸アパタイト複合体スポンジが,最も成形性に優れていることが明らかとなった。以上の結果から,試作したCO_3Ap-Collagenの中で70wt%複合体スポンジは,骨芽細胞が遊走するための不可欠な連続した気孔が形成されており,優れた骨補填用生体材料となりうる可能性が示唆された。

リン酸カルシウム系骨補填材の1つであるハイドロキシアパタイトは,生体親和性および骨伝導性を持っていることから、生体材料に応用することが盛んであるが,成型加工及び形態の維持が難しく、生体吸収性が十分でないという問題がある。そこで生体硬組織に近い組成と結晶性を有する骨補填材の開発を目指し,1)硬組織の無機成分に類似した代謝性に富む炭酸アパタイトの合成,2)合成した炭酸アパタイトを用いて,細胞が進入しやすく,さらに細胞が接着しやすいscaffoldとしての機能を求め,細胞の三次元的足場となり得るスポンジ状で多孔性の炭酸アパタイト・コラーゲン複合体(CO_3Ap-Collagen)の試作検討を行い、骨再建材料としての応用の可能性を追及することとした。1)炭酸アンモニウムを含んだリン酸アンモニウム溶液と酢酸カルシウム溶液を混合することにより,炭酸アパタイトを合成することができた。合成した炭酸アパタイトのCO_3含有量は,骨のCO_3含有量に近い値であった。また,X線回折パターンより,CO_3Apの結晶性のピーク強度は骨に類似して極めて低く,代謝性に富むことが明らかとなった。2)試作炭酸アパタイト・コラーゲン複合体スポンジの表層の気孔径は,細胞が侵入するための十分な大きさを有し,表層から内部まで比較的均一な構造を有しており,連続した気孔の存在が確認された。このことから生体材料としては理想的な構造をしており,scaffoldとして有効である可能性が示された。また,試作70wt%炭酸アパタイト複合体スポンジが,最も成形性に優れていることが明らかとなった。以上の結果から,試作したCO_3Ap-Collagenの中で70wt%複合体スポンジは,骨芽細胞が遊走するための不可欠な連続した気孔が形成されており,優れた骨補填用生体材料となりうる可能性が示唆された。