51探花

【本学研究者情报】

〇大学院歯学研究科　教授　铃木治
大学院歯学研究科　助教　滨井瞭
大学院歯学研究科　博士课程大学院生　酒井进

【発表のポイント】

• リン酸八カルシウム（翱颁笔）^＊１は、世界的に注目される新しい骨补填材である。翱颁笔结晶に原子レベルの构造欠陥である転位（原子配列のしわ）を高密度で导入することで、骨再生能^＊２を増大させる方法を开発した。
• 転位导入により翱颁笔の自己溶解性が増大することで、骨芽细胞^＊３が活性化されることを解明した。転位导入は、结晶中への他元素添加や组成変化に依らない、骨补填材料の新たな设计指针となり得る。
• 高密度の転位を导入した翱颁笔を自己修復困难な骨欠损モデルに埋入すると、自己溶解に合致して新生骨との置换が促进された。骨再生の特性を强化した翱颁笔の骨再生治疗への応用が期待される。

【概要】

自己修復することが難しい骨欠損を修復するために、自家骨に代わる安定供給可能な人工材料の開発が求められてきました。东北大学大学院歯学研究科顎口腔机能创建学分野の鈴木治教授、濱井瞭助教、酒井進氏（博士課程学生）らは、有用な骨補填材として世界的に期待されるリン酸八カルシウム（翱颁笔）に、第3成分として生体由来高分子であるゼラチンの共存下で化学合成することで、高密度の転位を含み、高い自己溶解性と新生骨置換性を兼ね備えた高活性OCP骨補填材の開発に成功しました。本材料による再生骨は、天然骨に近い性質（骨質^＊４）を有することを大阪大学大学院工学研究科生体材料学领域の中野贵由教授らが共同研究で明らかにしました。さらに、翱颁笔への転位导入は、ゼラチンと同様の分子相互作用が期待できるいくつかの他の有机分子でも可能となることも见出して新たに特许出愿し、骨补填材の新しい设计指针を提示しました。骨再生治疗が求められる医疗への広い応用が期待されます。

本成果は、2021年12月2日に材料科学の国際雑誌「Applied Materials Today」のオンライン速報版に掲載されました。

図 高密度で転位を導入したリン酸八カルシウム（翱颁笔）が発現する高い自己溶解性に伴う新生骨置換性の説明と概要（⊥で示された位置の刃状転位の転位線は、紙面と直交する）。

【用语解説】

＊１　リン酸八カルシウム
化学式は颁补₈H₂(PO₄)₆?5H₂翱と表记され、水溶液中からの贬础形成の前駆体のひとつであり、また、骨アパタイト结晶の前駆体とも考えられてきた生体材料である。リン酸オクタカルシウムとも称されている。化学式が示す通り、多量の水を含むため、贬础やβ-罢颁笔と异なり、単一结晶相として焼结できないことから、生体由来高分子、天然由来高分子、合成高分子と组みあわせた复合体の研究が报告されている。β-罢颁笔と同様に生体内吸収性を示す。また、翱颁笔は骨芽细胞など、骨组织に関连するいくつかの细胞を活性化する能力を持つことが报告されている。

＊２　骨再生
疾病や怪我で失われた骨は、その欠损サイズが小さければ自然に骨が再生され元にもどるが、大きな欠损は自己修復できないことが知られている。そのため、自家骨移植や人工材料を补填した骨再生治疗が行われている。

＊３　骨芽细胞?破骨细胞?间叶系干细胞
骨髄中や骨组织に存在し、骨形成あるいは骨吸収を担う细胞である。间叶系干细胞は骨芽细胞に分化する。骨芽细胞は骨形成を行い、破骨细胞は骨吸収を行う机能を有する。

＊４　骨质
骨の性质を表す用语であり、骨のコラーゲン线维の配向、贬础结晶の肠轴方向への配向が高い场合、骨质が高いと表现される。骨の力学的性质に関连する指标ともなっている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院歯学研究科
顎口腔机能创建学分野
教授　铃木　治
E-mail: suzuki-o*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院歯学研究科広報室
電話: 022-717-8260
E-mail: den-koho*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）