表面化学処理による骨伝導制御法の開発

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本研究は、生体内で水酸アパタイトなどの骨伝導性材料(生体内で繊維性組織の介在なしに生体骨と結合する材料)の表面に骨が形成される際、まずその表面にカルシウムイオンが結合することに着目し、生体不活性材料(骨伝導性を示さない材料)であるアルミナ、ジルコニア、シリカなどのセラミックス材料やポリマー材料の表面にカルシウムを予め結合させることで骨伝導性を付与し、材料の骨伝導性制御法を確立することを目的とする。研究代表者らは、昨年度までに、アルミナ、ジルコニア、シリカのセラミックス材料を塩化カルシウム水溶液中で水熱処理すれば、材料表面にカルシウムが結合することを示し、さらに、擬似体液(ヒトの血漿の無機イオン濃度とほぼ等しいイオン濃度をもつ水溶液)を用いた骨伝導性のスクリーニングテストにより、これらの材料が骨伝導性を示すこと可能性が高いことを明らかにした。今年度おいては、骨芽細胞を用いた細胞実験を実施し、Ca修飾材料は、未処理の材料に比べて、細胞接着、増殖能が著しく高いことが分かった。また、骨芽細胞分化能については、骨芽細胞の初期、中期、後期の分化マーカーである、タイプIコラーゲン、アルカリフォスファターゼ活性、オステオカルシンの発現量も未処理の材料に比べて高く、Bonenodule形成量も優位に高いことが分かった。すなわち、Ca修飾アルミナ、ジルコニア、シリカは、生体内で骨伝導性を示す可能性が極めて高いことが示唆された。