水熱処理アパタイトコーティングチタン表面における骨組織の初期石灰化について

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私は、チタン表面を陽極酸化し、その後水熱処理を行うことで表面にbioactiveなハイドロキシアパタイトの結晶をコーティングさせる手法(SA処理)の骨に対する効果をin vitro, in vivoの両側面から検討してきた。今回は、SA処理による効果を最も発揮できる条件を検討するために、in vitroにおいて石灰化能を有するラット骨髄細胞を用いて各種条件での骨形成細胞の動態および石灰化過程について検討した。ラットより骨髄細胞を採取し各種材料(純チタン、純チタン+SA処理、プラズマ溶射したチタン、プラズナ溶射したチタン+SA処理、ブラスト処理したチタン、ブラスト処理したチタン+SA処理)上で細胞を培養し材料上での細胞の動態、石灰化の過程を観察した。その結果、すべての材料上で骨髄細胞は良好な親和性を示し、経時的に良好な細胞増殖と石灰化と思われる分化過程が観察された。これらの過程で生産された組織をEPMAにより元素分析すると、CaとPが観察されその濃度が経時的に増しているのが確認され、材料上で骨形成細胞による石灰化が進行していることが解明された。しかし、その過程はSA処理の有無によって速度と程度の差が観察された。SA処理により初期石灰化の速度は速くなり、同日で比較すると石灰化の程度は広範囲に及んでいた。材料のちがいによる差は、材料、石灰化物の海面での形態学的構造の違いが観察されたが石灰化の速度、程度において有意な差を観察するには至らなかった。また、処理電圧を変化させハイドロキシアパタイト結晶の覆う範囲を変化させて観察したが、これによる有意な差も観察されなかった。