酵素重合法を用いた機能性有機・無機複合材料の作製

酶聚合法制备功能性有机/无机复合材料

• 批准号: 17750112
• 负责人: 竹岡 裕子
• 金额: $ 2.36万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750112/
• 关键词: 生分解性高分子; 酵素重合; 水酸アグタイヒ; 有機・無機複合材料; 生体組織代替材料; ポリ乳酸; 水酸アパタイト; 機械的特性

生体骨の主成分である水酸アパタイト(HAp)を利用した代替骨の開発が盛んに行われているが、人工HApは生体骨と比較して硬く脆いという性質を有するため、単独では荷重部位への応用が困難である。そこで、代替骨材料の開発を目的に、HApと生分解性高分子との複合化、具体的にはポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)の共重合体を複合化させることで、機械的強度の改善を試みた。複合体中の生分解性高分子の組成比を変化させ、複合材料に及ぼす力学的特性への影響を検討し、生体適合性の評価を行った。各ホモポリマーとHApの複合体の曲げ強度は、PGA/HAp、PLLA/HAp、PCL/HApでそれぞれ91MPa、50MPa、44MPaとなり、HAp多孔体よりも優れた値を示した。PGA-PLLA共重合体∠HAp複合体の曲げ強度はどの共重合比の場合も、PLLA/HApよりも優れた値となり、一方、PLLA-PCL/HApではHAp多孔体と同程度の値となった。また、破壊靱性値はいずれの複合体でも、0.24MPam^1/2以上となり、HAp多孔体単独(破壊靱性値;0.20MPam^1/2)より優れた値を示した。PLLAと共重合させるPGA成分が増加するにつれて、曲げ強度、破壊靱性値が向上し、PCL成分が増加することで強度が低下する傾向が見られた。以上のように共重合体中の構成成分を変化させることで、力学的特性を制御できることがわかった。分子量をさらに増加させることで、より高強度な複合体の作製が期待できる。作製した複合体の生体適合性評価を骨芽細胞様細胞MC3T3-Elの初期接着率より評価した結果、PGA/HAp以外の複合体では、HAp緻密体と比較して同程度以上の初期接着率を示した。PLLA-PGA共重合体/HApにおいてはPLLA成分が増加するにつれて、PLLA-PCL/HApにおいてはPCL成分が増加するにつれて、接着率が増加した。細胞の蛍光顕微鏡観察の結果、順調に増殖しており、複合体の良好な生体適合性が確認された。

The main component of biological bone is hydrated acid (HAp). It is difficult to replace bone with artificial HAp. For the purpose of development of bone substitute materials, HAP is a biodegradable polymer and a complex, specifically a complex of PLLA, PGA and PCL, and an improvement in mechanical strength. Changes in the composition ratio of biodegradable polymers in composites, effects on the mechanical properties of composites, and evaluation of biocompatibility are discussed. The flexural strength of the composite, PGA/HAp, PLLA/HAp, PCL/HAp are 91 MPa, 50 MPa, 44 MPa, respectively. The bending strength of PGA-PLLA complex is different from that of HAp complex. The bending strength of PLLA/HAp complex is different from that of HAp porous body. The properties of the porous body are higher than 0.24 MPam^1/2. The properties of the porous body are higher than 0.20 MPam^1/2. PLLA and PGA components increase, curve intensity and break property increase, PCL components increase and intensity decrease. The composition of the complex is changed, and the mechanical characteristics are controlled. The molecular weight of the polymer increases rapidly, and the preparation of high strength polymer complexes is expected. Evaluation of the biological fitness of the complex: Initial adhesion rate of MC3T3-El cells, comparison of the complex other than PGA/HAp and HAp dense body PLLA-PGA hybrid/HAp increases in PLLA component, PLLA-PCL/HAp increases in PCL component, adhesion rate increases The results of microscopic examination of the cells, the propagation of the cells in sequence, and the good biological fitness of the complex were confirmed.

项目成果

ポリ乳酸共重合体/アパタイト複合体の作製と生体適合性評価

聚乳酸共聚物/磷灰石复合材料的制备及生物相容性评价

• 发表时间: 2007
• 作者: 小松香奈江;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
• 通讯作者: 陸川政弘

水酸アパタイト/ポリ乳酸複合体に及ぼす水熱処理の効果(III)-水酸アパタイト/ポリグリコール酸複合体との比較-

水热处理对羟基磷灰石/聚乳酸复合物的影响(III)-与羟基磷灰石/聚乙醇酸复合物的比较-

• 发表时间: 2007
• 作者: 岩佐隆史;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
• 通讯作者: 陸川政弘

ポリ乳酸/水酸アパタイト複合体の作製と生体適合性(V)-PLLAIHAp 複合体上における骨芽細胞への分化-

聚乳酸/羟基磷灰石复合物的制备及生物相容性（五）-在PLLAIHAp复合物上分化成成骨细胞-

• 发表时间: 2007
• 作者: 大野達也;杉山奈未;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
• 通讯作者: 陸川政弘

代替骨材料を指向したポリ乳酸共重合体/アパタイトの作製(III)-分解性制御-

替代骨材料用聚乳酸共聚物/磷灰石的制备（三）-降解性控制-

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉山奈未;林美紀;藤田正博;竹岡裕子;相澤守;陸川政弘
• 通讯作者: 陸川政弘

Ring-opening bulk polymerization of L-lactide in porous hydroxyapatite

L-丙交酯在多孔羟基磷灰石中的开环本体聚合

• 发表时间: 2007
• 期刊: Chem. Lett. 36
• 作者: T. Yamao;K. Yamamoto;Y. Taniguchi;*S. Hotta;K. Akagi;M. Goh;Z. X. Jin;M. Goh;M. Kyotani;P. Kuad;T. Ogoshi;N. Sugiyama
• 通讯作者: N. Sugiyama