AHFIXの生体活性能

擬似体液中でのアパタイト被膜形成能

写真:AHFIX処理を施したチタン金属上に析出したアパタイトの断面SEM写真とチタン金属のSEM-EDX写真

AHFIX処理を施したチタン金属の体内におけるアパタイト形成能をIn vitroで評価するため、ヒト体液とほぼ同等の無機イオン濃度を有する擬似体液(SBF)に浸漬したところ、チタン金属表面に、緻密で均質なアパタイト層が形成されました。
その断面を観察したところ、アパタイトは網目状処理層の深部から析出し、処理層と一体になっていることが確認されました。

また、その断面を分析したところ、カルシウム(Ca)及びリン(P)の濃度が表面層内で傾斜的に変化していることが確認されました。

これらの結果から、AHFIX処理層上に析出したアパタイトは、簡単には処理層から剥離しないことが示唆されました。

擬似体液中でのアパタイト被膜形成能

写真:ポーラスチタン金属表面に析出したアパタイトの低倍率SEM写真と左図の高倍率SEM写真

AHFIX処理を施したポーラスチタン金属の生体活性能を評価するために、AHFIX処理を施したポーラスチタン金属を擬似体液(SBF)に浸漬したところ、ポーラスチタン金属の表面にドーム状のアパタイト粒子が形成され、時間とともに全表面がアパタイトで覆われることが確認されました。

アパタイト被膜の成分分析結果

写真:チタン金属のTEM-EDX写真とTEM-EDXスペクトル分析結果

AHFIX処理を施したチタン金属を擬似体液(SBF)に浸漬し、表面に形成されるアパタイト層の成分を分析したところ、カルシウム(Ca)とリン(P)の他に、マグネシウム(Mg)やナトリウム(Na)などが検出されました。

この結果から、AHFIX処理を施したチタン金属表面に形成されたアパタイトは、化学的に合成されたアパタイトとは異なり、より生体に近い骨類似のアパタイトであると推定されました。

擬似体液の成分濃度変化

折れ線グラフ:AHFIX処理後のチタン金属を浸潰した擬似体液の成分濃度変化

AHFIX処理を施したチタン金属を擬似体液(SBF)に浸漬した際の、SBFの成分濃度変化を調べたところ、ナトリウムイオン濃度及びpHが急速に 上昇し、後にカルシウムイオン及びリン酸イオンの濃度が減少していることが確認されました。

この結果から、AHFIX処理を施したチタン金属は、処理層からナトリウムイオンを溶出し、その表面にTi-OH基を形成し、これが擬似体液中のカル シウムイオンとリン酸イオンを取り込むことにより、処理層の表面にアパタイトを形成することがわかりました。