骨置換性ナノコンポジットバイオマテリアルの開発

骨替代纳米复合生物材料的开发

• 批准号: 03F03254
• 负责人: 亘理 文夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03254/
• 关键词: コラーゲン; ナノマテリアル; GTR; 複合材料; アパタイト; 生分解性; ポリ乳酸; 再生

(1)ナノ炭酸化アパタイト/コラーゲン複合体の開発21世紀高齢社会で必要な新しい骨置換性材料を開発するために、ナノ炭酸ハイドロキシアパタイト/コラーゲン(nCHAC)複合体を室温にてバイオミメティック方法で調製した。この複合体は、ナノサイズで低結晶化度を有する天然骨の同様な無機相を示し、2.8-14.7wt%の炭酸基を含んでいる。TEMにより、この複合体のミクロ構造は、天然骨の階層構造に類似した石灰化コラーゲンファイバー束と確認された。単一の石灰化コラーゲンファイバーの直径はおよそ4nmである。炭酸及びコラーゲン含有量依存性を調べると、炭酸濃度により結晶サイズとコラーゲン線維束の構造は変化した。バイオミメティックな組成とミクロ構造を有するnCHAC複合体は硬組織治療法に有望である。(II)傾斜機能型GTR膜の開発従来、骨や歯周組織の再生に用いられてきたGuided Tissue Regeneration(GTR)膜は全体にわたり組成と構造が均一なままであった。本研究では傾斜機能材料(FGM)の概念を導入し、一方の面は多孔質で細胞成長が容易であり、反対面は平滑で歯周病治療においては細胞付着が困難な、三層構造から成るGTR膜を開発した。三層構造によりアパタイト含有量は0%(PLGAのみ)から、最大5%まで変化し、互いに強く接着し、良好な柔軟性を有している。この生分解性複合膜は、nCHAC添加により、生体適合性に優れ、天然骨と同等の成分とナノ結晶サイズを有し、天然骨に対して高い骨伝導性を示す。MC3T3-E1骨芽細胞をこの3層複合膜上で培養すると、純PLGA膜よりも、良好な反応性を示した。

(1)Development of Carbonated Carbon/Carbon Composite (nCHAC) New Bone Replacement Materials Necessary for the 21st Century High-tech Society Development of Carbonated Carbon/Carbon Composite (nCHAC) at Room Temperature The composite has a low crystallinity and a carbon group content of 2.8- 14.7 wt %, which is similar to that of natural bone. TEM confirmed that the microro structure of this composite is similar to the hierarchical structure of natural bone, which is a calcified kraft gelatin capsule. The diameter of the limestone is about 4nm. Carbon acid and carbon dioxide content dependence, carbon dioxide concentration, crystal structure, and carbon dioxide concentration The CHAC complex is expected to be used in hard tissue therapy. (II)Inclined functional GTR membrane development, bone tissue regeneration, Guided Tissue Regeneration(GTR) membrane composition and structure are uniform. In this study, we introduced the concept of gradient functional material (FGM), made it easy for cells to grow on one surface, made it difficult for cells to grow on the other surface, and developed GTR films with three-layer structure. 3-layer structure: the content of PLGA is 0%(PLGA), the maximum is 5%(PLGA), the strength of each other is strong, and the flexibility is good. The biodegradable composite membrane has excellent biocompatibility, high conductivity, and high crystallinity due to addition of nCHAC. MC3T3-E1 bone bud cells were cultured on a three-layer composite membrane and showed good reactivity on a pure PLGA membrane.

项目成果

The novel nano-hydroxyapatite/collagen based composite for orthopaedics and dentistry

用于骨科和牙科的新型纳米羟基磷灰石/胶原复合材料

• 发表时间: 2004
• 期刊: 厚生労働科学研究費補助金ナノチューブ、ナノ微粒子、マイクロ微粒子の組織反応性とバイオ応用(H14-ナノ-21)第5回研究成果発表会
• 作者: Jinxi Chen;Masaaki Ohba;Wakako Kaneko;Susumu Kitagawa;Dongyuan Zhao;Susan Liao;Susan Liao;Susan Liao
• 通讯作者: Susan Liao

The preparation and biocompatibility research on a novel nano-carbonated hydroxyapatite/collagen based composite

新型纳米碳酸羟基磷灰石/胶原复合材料的制备及生物相容性研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 厚生労働科学研究費補助金ナノチューブ、ナノ微粒子、マイクロ微粒子の組織反応性とバイオ応用(H14-ナノ-21)第5回研究成果発表会
• 作者: Miyagi;T.;G.B.Prasad;C.Tanavud;A.Potichan;E.Hamasaki;G.B.Prasad;Susan Liao;Susan Liao
• 通讯作者: Susan Liao

Evaluations of biocompatibility of nano-apatite/collagen biomimetic composite using neutrophils and osteoblasts

利用中性粒细胞和成骨细胞评价纳米磷灰石/胶原仿生复合材料的生物相容性

• 发表时间: 2004
• 期刊: The 44^<th> Japanese Society for Dental Materials and Devices Vol 23, No5
• 作者: Jinxi Chen;Ryotaro Matsuda;Satoshi Horike;Susumu Kitagawa;Susan Liao
• 通讯作者: Susan Liao

The novel nano-carbonated hydroxyapatite/collagen based materials for denstristry

新型纳米碳酸羟基磷灰石/胶原基树状材料

• 发表时间: 2005
• 期刊: 17^<th> Annual Meeting of Society for Artifical Organ and Regenerative Medicine
• 作者: Miyagi;T.;G.B.Prasad;C.Tanavud;A.Potichan;E.Hamasaki;G.B.Prasad;Susan Liao
• 通讯作者: Susan Liao

A novel method for carbonated hydroxypatite/collagen composite

碳酸羟基磷灰石/胶原复合材料的新方法

• 发表时间: 2004
• 期刊: Biomaterials in Regenerative Medicine : The Advent of Combination Products, Society for Biomaterials
• 作者: Jinxi Chen;Masaaki Ohba;Wakako Kaneko;Susumu Kitagawa;Dongyuan Zhao;Susan Liao
• 通讯作者: Susan Liao