ナノポーラス複合セラミックフレームにおける空間電荷分極と骨伝導機能

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本研究は、「鉛を含まない圧電セラミックス」の新しい応用分野として骨疾患の治癒に有効作用する骨補修剤等の医用材料分野を切り拓くことを目的とした。最終年度はこれまでに見出した優れた分極能をもつ複合材料担体における電気物性と生体親和性に関わる評価結果等をさらに発展させて考察を深めた。具体的には、熱刺激電流（TSC）測定し、開発材料の分極メカニズムには圧電性以外にもう一種類の空間電荷分極があることを見出した。すなわちハイドロキシアパタイト（HA）の電気伝導を支配するH+/OH-イオンの動きが明瞭化され、骨類似成分と圧電成分それぞれの特長を独立して引き継いだ複合材料担体（フレーム）の創出が成功したことを意味する。さらに、開発材料と細胞接着に関する評価を実施するために、ヒト骨芽細胞(SaOS-2)を使用し、10%ウシ胎児血清およびペニシリン等を加えた培地を用いた細胞培養試験を実施した。その結果、開発した複合材料において明瞭な細胞増殖の加速が認められ、ハイドロオキシアパタイトの優れた生体親和性を低下させることなく、圧電性を新たに具備した表面活性効果が細胞増殖に一層反映されることを明らかとした。総じて、骨類似成分のハイドロキシアパタイトと無鉛圧電体からなる様々な気孔率をもつ「ナノポーラス複合セラミック担体（フレーム）」の合成に成功し、研究目的を十分達成した。そこで、これらの成果を取りまとめて誌上および学会発表した。