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Nov 18, 2023

卵殻

Scienziati presso il Centro dell’Università Nazionale della Scienza e della Tecnologia

ロシアの国立科学技術大学複合材料センター（NUST MISIS）の科学者たちは、頭蓋骨損傷やその他の骨外科手術の治療に使用できる、一般的な卵の殻から得られる新しい生物活性ポリマーセラミック複合材料を開発しています。

骨はありふれたものなので当然のことと思われがちですが、それは注目に値する素材ではないということではありません。 この証拠の 1 つは、科学者たちが 1 世紀以上にわたる熱心な努力にもかかわらず、オリジナルと同じように機能する外科用の合成バージョンを思いつくことができていないということです。

この簡単な例としては、骨折、または頭蓋骨の一部が危険なほど薄い先天性欠損により、頭蓋骨の一部を交換する必要がある場合、通常の手順では、損傷または欠陥のある部分を交換することになります。金属、プラスチック、またはセラミックで作られた骨。 しかし、これらはどれも実際には役に立ちません。

問題の一部は機械的なものです。 人工プレートは、柔らかすぎたり脆すぎたり、柔軟性すぎたり硬すぎたり、温度が変化すると形状が変化しやすかったり、適切に成形してフィットさせるのが困難であったりする可能性があります。 もう 1 つは、これらの材料のほとんどが生体不活性であることです。 つまり、生体組織と相互作用しません。 これは意図的なもので、外科医は感染症を引き起こしたり、組織拒絶反応を起こしたりする可能性のあるインプラントを人の体に埋め込みたくないからです。 残念ながら、これは、これらのインプラントが実際には体の一部となり、自然の部品のように機能することができないことも意味します。

これを克服するために、NUST MISIS チームは、強度と自己硬化特性により骨セメントとして一般的に使用されているポリメチルメタクリレート (PMMA) と呼ばれる合成ポリマーに注目しました。 残念ながら、PMMA は生体不活性であるため最適とは言えませんが、研究チームは卵の殻に由来する透輝石と呼ばれるケイ酸塩バイオセラミックを追加することでこれを変更しました。

研究チームによると、透輝石は比較的無毒で生分解性があり、周囲の骨組織の成長を刺激することができるため、インプラントは単に骨にセメントで固定されるだけでなく、最終的には骨と融合できるという。

「卵の殻には、骨の石灰化や成長、骨粗鬆症の治療などの健康上の利点があるため、骨移植片として使用されています」とNUST MISISの生体材料科学のiPhD学生であるInna Bulygina氏は言います。 「私たちは、骨疾患患者の生活の質を向上させるために、生物廃棄物をリサイクルする費用対効果の高いアプローチを採用しました。複合材料の製造には、卵の殻から得られた透視石が使用されました。」

研究チームは、ソルベントキャスティング法を用いて多孔質PMMA/透輝石複合材料を製造した。この方法では、ポリマーの溶液に型を繰り返し浸漬して熱可塑性ポリマーを形成し、フィルムの層を残します。 材料の異なるサンプルは、25、50、および 75 パーセントの割合の透輝石を使用して生成されました。

「50パーセントの透輝石を含むサンプルは最良の結果を示しました。圧縮強度が4倍増加することが実証され、4週間のインビトロ試験の後、表面に骨ミネラルを堆積させる良好な能力が示されました」とRajan Choudhary氏は述べています。 , ポスドクの学生です。 「同時に、得られた多孔質複合材料の機械的特性が人体の海綿骨の特性に対応していることもわかりました。」

この研究はJournal of Asian Ceramic Societiesに掲載された。

出典：国立科学技術大学