無機質ナノチューブの超吸水性現象を利用した骨形成促進剤の創製

低結晶性アルミニウムシリケートであるイモゴライトナノチューブをが持っ高い保水性を利用した、新規ゲル状骨形成促進剤の開発を目指し研究を行った。本研究の特色は、イモゴライトをゲル形成する母材として用いた点にある。合成されたイモゴライトナノチューブは、酸性溶液中に高分散した水溶液として得られる。イモゴライト分散水溶液中に室温～生体温度域において液体ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG)を加え撹拝し、105℃で加熱することで、沸点の差を利用してゲル中の液体成分を置換し、PEG中にイモゴライトナノチューブを分散させた新規オルガノゲルを得ることに成功した。イモゴライト濃度を変化させたゲルについて粘弾性を調査した。ゲル中のイモゴライト濃度が高くなるに従い、貯蓄弾性率G'および損失弾性率G"の周波数依存性が低減し、ゲルの安定性、強度が高くなった。イモゴライト濃度とゲル強度との関係について、各濃度に対する貯蓄弾性率(周波数1Hzにおける|G'|のプロットから、イモゴライト濃度約0.18vol%を付近を境に、高濃度領域と低濃度領域とで近似される直線の傾きが変化することがわかった。実際のサンプルの状態との整合性からこの点をイモゴライト/PEGゲル系における臨界ゲル化濃度(実験値)と結論付けた。理論的に求められる棒状粒子のコロイド系における網目構造形成のための臨界濃度は、本実験で使用したイモゴライトの場合、平均チューブ長(約350㎜)の粒子が単分散していると仮定すると、約0.005vol%となる。実験値と理論値との差異から、ゲル中でイモゴライトはチューブ同士が束状になった上で絡み合っている状態にあると考えられ、それらがゲルネットワークを構築して多量の液体を保持しているという構造を予想することができた。

低結晶性アルミニウムシリケートであるイモゴライトナノチューブをが持っ高い保水性を利用した、新規ゲル状骨形成促進剤の開発を目指し研究を行った。本研究の特色は、イモゴライトをゲル形成する母材として用いた点にある。合成されたイモゴライトナノチューブは、酸性溶液中に高分散した水溶液として得られる。イモゴライト分散水溶液中に室温～生体温度域において液体ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG)を加え撹拝し、105℃で加熱することで、沸点の差を利用してゲル中の液体成分を置換し、PEG中にイモゴライトナノチューブを分散させた新規オルガノゲルを得ることに成功した。イモゴライト濃度を変化させたゲルについて粘弾性を調査した。ゲル中のイモゴライト濃度が高くなるに従い、貯蓄弾性率G'および損失弾性率G"の周波数依存性が低減し、ゲルの安定性、強度が高くなった。イモゴライト濃度とゲル強度との関係について、各濃度に対する貯蓄弾性率(周波数1Hzにおける|G'|のプロットから、イモゴライト濃度約0.18vol%を付近を境に、高濃度領域と低濃度領域とで近似される直線の傾きが変化することがわかった。実際のサンプルの状態との整合性からこの点をイモゴライト/PEGゲル系における臨界ゲル化濃度(実験値)と結論付けた。理論的に求められる棒状粒子のコロイド系における網目構造形成のための臨界濃度は、本実験で使用したイモゴライトの場合、平均チューブ長(約350㎜)の粒子が単分散していると仮定すると、約0.005vol%となる。実験値と理論値との差異から、ゲル中でイモゴライトはチューブ同士が束状になった上で絡み合っている状態にあると考えられ、それらがゲルネットワークを構築して多量の液体を保持しているという構造を予想することができた。