Roles of water in the polymer-calcium phosphate composites

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高分子－リン酸カルシウム複合体において、高分子の疎水性をいろいろと変えて、水の吸収量や複合体の力学特性の変化を見るために、高分子として表面にカルボキシ基をもつセルロースナノファイバーを用い、共沈殿法によってヒドロキシアパタイトと複合化した。複合体は、１２０℃、３００ MPaの条件で一軸加圧成型を行って成形体を得た。この複合体の成形体は、高分子とヒドロキシアパタイト表面が両方とも親水的であり、多くの水を吸収するが、アシル化反応を行ってから成型すると、成形体の水の吸収量がコントロールできることを見出した。アシル化として、アセチル化、ヘキサノイル化、オクタノイル化、ラウロイル化、ベンゾイル化を行ったが、アセチル化、ベンゾイル化した複合体以外は、水の吸収量を２０％以下に抑えることができた。成形体を１日、水に浸漬したあとの力学的性質を三点曲げ試験で評価すると、ヘキサノイル体、オクタノイル体においては、水に浸漬する前の３０％程度の曲げ強度を保持しており、また、水に浸漬することによって破断歪が大きくなり、水によって柔軟性が付与されていることがわかった。生体の骨は、約１０％の水を含んでおり、水によって靭性が向上することがわかっているが、今回の方法で、骨に近い性質をもつ複合体を合成することができた。セルロースは、カーボンニュートラルであり、また、アシル化も植物由来の試薬を使うことができるので、環境にやさしい複合材料として、実際に社会実装できるように、さらに、検討を加えていく予定である。