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蛋白質系境界潤滑膜の最適構造の解明に基づく人工関節軟骨の実用化に関する研究

基于蛋白基边界润滑膜优化结构的人工关节软骨实际应用研究

基本信息

批准号：
07J09442
负责人：
鎗光清道
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究から,人工軟骨候補材料ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルの低摩擦化には,ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)による多分子膜形成が重要な機軸となることが確認された.また,リン脂質多分子膜のモデル膜としてDPPC二分子膜をPVAハイドロゲルの摩擦相手面に付与した摩擦試験により,DPPC二分子膜が初期摩擦の低減に有効であることが確認された.そこで本年度は,DPPC二分子膜の維持・修復性に着目し,摩擦試験後の表面膜形態の観察を行うことで,より詳細にDPPC二分子膜がPVAハイドロゲルの摩擦挙動に与える影響を調査した.その結果,以下の知見を得た.1.DPPC水溶液もしくはリン脂質成分を含むウシ血清溶液を潤滑液として用いた場合,DPPC二分子膜の摩擦低減効果は滑り距離が増加した場合においても維持され,特にDPPC水溶液を用いた場合は,摩擦係数0.015程度の低摩擦を維持した.また,摩擦試験後のDPPC二分子膜の観察により,潤滑液成分によるDPPC二分子膜の維持・修復効果が確認された.また,生体関節軟骨の潤滑特性に及ぼす軟骨下部組織の影響を調べるため,様々な軟骨下部組織厚さを有する軟骨試料を用いて摩擦試験を行った.その結果,以下の知見を得た.1.軟骨下部組織厚さが薄いほど高摩擦を示し,軟骨層の厚さに対して十分に厚い軟骨下部組織を有する試料は低摩擦を示した.また,軟骨下部組織が関節軟骨の二相性潤滑能および水和潤滑能に影響を及ぼすことが示唆され,関節軟骨の潤滑性に及ぼす軟骨下部組織の重要性が示された.2.生体関節軟骨は生体高分子からなるハイドロゲルとみなせる.1.の知見を考慮すると,人工のハイドロゲルを人工軟骨として臨床応用する際には,ハイドロゲルのバルク特性のみではなく,ハイドロゲルの潤滑性を十分に発揮させるための摩擦面への固定法の重要性が示された.

The research conducted last year confirmed that the candidate material for artificial cartilage, PVA (polyvinyl alcohol), was an important mechanism for the formation of a polymeric membrane with low friction. In addition, DPPC bilayer membrane was confirmed to have low friction at the initial stage by friction test on PVA bilayer membrane. This year, the maintenance and repair of DPPC bilayer film were investigated. The morphology of surface film after friction test was observed. The effects of friction test on DPPC bilayer film were investigated in detail. As a result, the following observations were obtained. 1. When DPPC aqueous solution is used as a lubricant containing a lipid component and a serum solution containing a lipid component, the low-friction effect of the DPPC dimer film is maintained even when the slip distance increases. Especially when DPPC aqueous solution is used, the low friction with a friction coefficient of 0.015 is maintained. In addition, the maintenance and repair effects of DPPC films on lubricant composition were confirmed after friction test. The lubrication properties of articular cartilage and the influence of subchondral tissue in vivo were studied. 1. The thickness of the cartilage layer is relatively thin and the friction is relatively high. The thickness of the cartilage layer is relatively thick and the friction of the cartilage layer is relatively low. 2. Articular cartilage in vivo has a high molecular weight, and the effects of water and lubrication on articular cartilage in vivo and on articular cartilage in vivo are discussed. The importance of fixing method of friction surface is shown by the fact that the lubricity of friction surface is very important.