JP2003533276A - 生物医学的適用のための電気伝導性ナノ複合材料 - Google Patents

生物医学的適用のための電気伝導性ナノ複合材料

Info

Publication number
JP2003533276A
JP2003533276A JP2001583664A JP2001583664A JP2003533276A JP 2003533276 A JP2003533276 A JP 2003533276A JP 2001583664 A JP2001583664 A JP 2001583664A JP 2001583664 A JP2001583664 A JP 2001583664A JP 2003533276 A JP2003533276 A JP 2003533276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrically conductive
ceramic
nanocomposite
conductive nanocomposite
biocompatible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001583664A
Other languages
English (en)
Inventor
スプロノウィッツ，ピーター
ビジオス，リーナ
アジャヤン，パリケル
シーゲル，リチャード
Original Assignee
レンセラール ポリテクニック インスティチュート
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by レンセラール ポリテクニック インスティチュート filed Critical レンセラール ポリテクニック インスティチュート
Publication of JP2003533276A publication Critical patent/JP2003533276A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0003—Not used, see subgroups
    • A61C8/0004—Consolidating natural teeth
    • A61C8/0006—Periodontal tissue or bone regeneration
    • A61C8/0007—Stimulation of growth around implant by electrical means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/443—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with carbon fillers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/446—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with other specific inorganic fillers other than those covered by A61L27/443 or A61L27/46
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
    • A61F2/30965—Reinforcing the prosthesis by embedding particles or fibres during moulding or dipping
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2002/2821—Bone stimulation by electromagnetic fields or electric current for enhancing ossification
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
    • A61F2002/30062—(bio)absorbable, biodegradable, bioerodable, (bio)resorbable, resorptive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0004—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof bioabsorbable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00161—Carbon; Graphite
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00203—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing alumina or aluminium oxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00215—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing silica or silicon oxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00227—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing titania or titanium oxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00239—Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing zirconia or zirconium oxide ZrO2
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00263—Ceramics or ceramic-like structures based on metal borides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00269—Ceramics or ceramic-like structures based on metal carbides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00269—Ceramics or ceramic-like structures based on metal carbides
    • A61F2310/00281—Ceramics or ceramic-like structures based on metal carbides containing silicon carbide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00293—Ceramics or ceramic-like structures containing a phosphorus-containing compound, e.g. apatite
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00299—Ceramics or ceramic-like structures based on metal nitrides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00299—Ceramics or ceramic-like structures based on metal nitrides
    • A61F2310/00317—Ceramics or ceramic-like structures based on metal nitrides containing silicon nitride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整形外科又は歯科用のインプラントの上での骨芽細胞の増殖を促進する方法を開発する。 【解決手段】 整形外科／歯科用のインプラントでありうる伝導性のナノ複合体の上の骨芽細胞を電気刺激に曝すと、その上の骨芽細胞の増殖を促進する。この伝導性ナノ複合物は、伝導性ナノスケール物質、及び好ましくはポリ乳酸である生体適合性ポリマー及び／又は好ましくはアルミナ、チタン又はヒドロキシアパタイトである生体適合性セラミックを含む。。該電気伝導性のナノスケール物質は、好ましくは炭素ナノチューブ、無機ナノチューブ、金属ナノ線材、セラミックナノ線材、複合物ナノ線材、金属ナノフィラメント、セラミックナノフィラメント、複合物ナノフィラメント及びこれらの組合せを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 電気刺激は、機械的に載せられた骨に電位が存在するという１９５０年代後期
の発見の直ぐ後以来、損傷を受けた骨組織の治療として開発されてきた。種々の
動物モデルにより、電気刺激が骨の回復を促進するという証拠が与えられた。例
えば、動物モデルの骨切断に対し５〜２０μＡの電流を１４日間連続的に適用す
ると新たな骨の形成が増加することが報告された[ フリーデンブルグら「種々の
量の直流に対する骨の反応」Gynecological Obstetrics 131, 894-899 (1970)]
。しかしながら、これらの事象の背後にあるメカニズムについては今なお十分に
は理解されていない。
【０００２】 電流（動物研究で使用される直流電気刺激などの）は、金属（特に、ステンレ
ススチール、白金、及びチタン）電極により骨に送達されるのが通常であった。
この処理プロセスの終期に、骨の修復が起こった後に、埋め込まれた金属電極は
新たに修復された骨組織の部位から外科的手法で取り除かれた。埋め込み部位で
の感染や新たに形成された骨組織に与える損傷（特に金属電極が並置された骨組
織に一体化及び／又は結合された場合）などの手術の合併症の危険はこのアプロ
ーチの主な短所である。第２の短所は損傷した骨に送達できる電流の範囲に限界
があることである。骨の新たな形成は電極先端の近くでのみ起こり、損傷及び／
又は骨折した骨組織の範囲をカバーしなかった。
【０００３】 埋め込まれた金属電極に加え、培養した細胞や動物の四肢に電気刺激を送達し
ようとする幾つかの孤立した試みがなされたが、（精々）部分的にしか成功しな
かったため、これらの方法はさらに追い求められることも、広く実施されること
もなかった。容量結合された電場は、培養した細胞に電流を送達するのに適する
が、より大きな動物の脚を収容するために必要なプレート・ギャップの距離の増
加を伴う高電圧（１０００ボルトを越える）のため、より大きな動物モデルでは
使用が限定された。逆に、直流電気刺激は、イン・ビボの適用には適するが、培
養した細胞を電流に曝すために用いる電極の上に電荷を持った化学物質（上清培
地内に含まれる）の蓄積から生ずるイン・ビトロでの欠点を有し、電極上のタン
パク質の形成は電気刺激の量を減少させ、従って骨修復を目的とするこの方法の
有効性を制限する。
【０００４】 これらの理由のために、臨床的適用において骨折を治療するために電気刺激を
使用することは制限されてきた。従って、新たな電流伝導性物質の処方を利用す
る方法が必要である。
【０００５】 生体物質の慎重な設計は、生物医学用のインプラントの成功の比率及び生体修
復能の改善に重要である。これらのインプラントのための物質は、それらの生体
適合性（とりわけ、細胞の接着、増殖及び特殊な機能）を高め、且つそれらの望
ましい機械的及び生物物理学的特性（電気的、圧電的、及び磁気的特性など）を
示し及び／又は高める特殊な性質を必要とする。従って、細胞適合性を改善しそ
して特殊な細胞機能を改善する新たな生体物質に対する必要がある。
【０００６】 発明の概要 意外にも、本発明の電気伝導性ナノ複合物が細胞適合性を改善しそして特殊な
細胞機能を改善できるということが発見された。ナノスケール物質は本明細書で
は少なくとも１次元でナノスケールの範囲を有する任意の物質と定義される。ナ
ノスケールの範囲は、一般に０．１ｎｍより大きい原子の直径付近で始まり、そ
して約１００ｎｍで終わる。このナノスケールの範囲は約０．５〜１ｎｍで始ま
ることが好ましい。
【０００７】 従って、本発明は、電気伝導性ナノスケール物質及び生体適合性ポリマー及び
／又は生体適合性セラミックを含む電気伝導性ナノ複合物に関する。この電気伝
導性ナノスケール物質は、炭素ナノチューブ、無機ナノチューブ、金属ナノ線材
、セラミックナノ線材、複合物ナノ線材、金属ナノフィラメント、セラミックナ
ノフィラメント、複合物ナノフィラメント、又はそれらの組合せでありうる。と
りわけ、それは炭素ナノチューブでありうる。電気伝導性ナノ複合物がナノスケ
ール電気伝導性物質及び生体適合性ポリマーを含む場合、該ポリマーは生物分解
性であっても生物非分解性であってもよい。場合によっては、好ましい生体適合
性ポリマーは生物分解性である。特に該ポリマーはポリ乳酸でありうる。有用な
電気伝導性ナノ複合物には、炭素ナノチューブ及びポリ乳酸が挙げられる。電気
伝導性ナノ複合物がナノスケール電気伝導性物質及び生体適合性セラミックを含
む場合は、該セラミックは１〜１００ｎｍのグレーンサイズを有しうる。とりわ
け、該セラミックはアルミナ、チタン又はヒドロキシアパタイトでありうる。
【０００８】 別の一側面では、本発明は電気伝導性整形外科／歯科用のインプラントの２次元
基板又は３次元足場の内部の表面での骨芽細胞の増殖を促進する方法に関する。
この方法は該インプラントを骨芽細胞と接触させる工程、及び該インプラントを
通して電流を通過させることにより該骨芽細胞を電気刺激に曝す工程を含む。特
に、該電流は交流でありうる。
【０００９】 発明の詳細な説明 本発明の電気伝導性ナノ複合物は電気伝導性ナノスケール物質、及び生体適合
性ポリマー又は生体適合性セラミックの少なくとも一つを含む。該電気伝導性ナ
ノスケール物質は炭素ナノチューブ、無機ナノチューブ、金属ナノ線材、セラミ
ックナノ線材、複合物ナノ線材、金属ナノフィラメント、セラミックナノフィラ
メント、複合物ナノフィラメント、又はそれらの組合せでありうる。とりわけ、
該電気伝導性ナノスケール物質は炭素ナノチューブでありうる。該生体適合性ポ
リマーは任意の細胞適合性ポリマー又は生体適合性ポリマーでありうる。それは
生体吸収可能性及び／又は生物腐食性であり、そして毒性が無く、発癌性も無く
、有害な免疫学的応答を惹き起こさないことが好ましい。代表的な有用物質とし
ては、ポリフマル酸、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリカプロラクトン、ポ
リアンヒドリド、メチルピロリドンなどのピロリドン、カルボキシメチルセルロ
ースなどのセルロース性ポリマー、メタクリレート、ゼラチンなどのコラゲン、
グリセリン及びポリ乳酸が挙げられる。例えば、エポキシ樹脂、ポリカーボネー
ト、シリコン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、合成ゴム、ポリ
ウレタン、ナイロン、ポリビニルアロマティクス、アクリル樹脂、ポリアミド、
ポリイミド、フェノール樹脂、ポリビニルハライド、ポリフェニレンオキシド、
ポリケトン及びそれらの共重合体及び混合物などの合成ポリマー樹脂も使用しう
る。共重合体には、ランダム共重合体とブロック共重合体の両方が含まれる。ポ
リオレフィン樹脂には、ポリブチレン、ポリプロピレン及び低密度ポリエチレン
、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどのポリエチレン、及びエチレン
共重合体が含まれ、ポリビニルハライド樹脂には塩化ポリビニルポリマー及び共
重合体及び塩化ポリビニリデンポリマー及び共重合体及びフルオロポリマーが含
まれ、ポリビニルアロマティクス樹脂にはポリスチレンポリマー及び共重合体及
びポリα−メチルスチレンポリマー及び共重合体が含まれ、アクリル酸樹脂には
アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのポリマー及び共重合体が含まれ
、ポリアミド樹脂には、ナイロン６、ナイロン１１、及びナイロン１２、並びに
ポリアミド共重合体及びそれらの混合物が含まれ、ポリエステル樹脂にはポリエ
チレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート並びにポリエステル共重
合体などのポリアルキレンテレフタレートが含まれ、合成ゴムにはスチレン−ブ
タジエン及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が含まれ、ポリ
ケトンにはポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトンが含まれる。こ
のポリマーはポリ乳酸であることが好ましい。生体適合性ポリマーは生物分解性
ポリマーでありうる。適切な生物分解性ポリマーには、例えば、ポリグリコール
酸などのポリグリコリド（ＰＧＡ）、グリコリドの共重合体、グリコリド／Ｌ−
ラクチド共重合体（ＰＧＡ／ＰＬＬＡ）、ラクチド／トリメチレンカーボネート
共重合体（ＰＬＡ／ＴＭＣ）、グリコリド／トリメチレンカーボネート共重合体
（ＰＧＡ／ＴＭＣ）、ポリ乳酸などのポリラクチド（ＰＬＡ）、ＰＬＡのステレ
オ共重合体、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬ
ＬＡ）、Ｌ−ラクチド／ＤＬ−ラクチド共重合体、ＰＬＡの共重合体、ラクチド
／テトラメチルグリコリド共重合体、ラクチド／α−バレロラクトン共重合体、
ラクチド／ε−カプロラクトン共重合体、ヒアルロン酸及びその誘導体、ポリデ
プシぺプチド、ＰＬＡ／ポリエチレンオキシド共重合体、非対称３，６−置換ポ
リ−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ
Ａ）、ＨＢＡ／β−ヒドロキシバレレート共重合体（ＰＨＢＡ／ＨＶＡ）、ポリ
−ｐ−ジオキサノン（ＰＤＳ）、ポリ−α−バレロラクトン、ポリ−ε−カプロ
ラクトン、メタクリレート−Ｎ−ビニル−ピロリドン共重合体、ポリエステルア
ミド、蓚酸のポリエステル、ポリジヒドロピラン、ポリアルキル−２−シアノア
クリレート、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリペプチド、ポリ−Ｂ−
リンゴ酸（ＰＭＬＡ）、ポリ−Ｂ−アルカノン酸、ポリブチレンオキザレート、
ポリエチレンアジペート、ポリエチレンカーボネート、ポリブチレンカーボネー
ト、及びシリルエーテル、アセタール、又はケタール、アルギン酸塩を含む他の
ポリエステル、及び前記のポリマーの混合物又は他の組合せが含まれる。前記の
脂肪族連結ポリマーに加えて、他の脂肪族ポリエステルも芳香族／脂肪族ポリエ
ステル共重合体を製造するのに適している。これらには、蓚酸塩、マロン酸塩、
コハク酸塩、グルタル酸塩、アジピン酸塩、ピメリン酸塩、スベリン酸塩、アゼ
リン酸塩、セバシン酸塩、ノナネジオン酸塩（nonanedioate) 、グリコール酸塩
、及びそれらの混合物からなる群より選択される脂肪族ポリエステルが含まれる
。これらの物質は組織や器官の再形成の間一時的支持体を必要とする適用におけ
る生物分解性支持体膜として有用である。とりわけ、ポリ乳酸は生体適合性ポリ
マーの複合物及び電気伝導性ナノスケール物質に使用しうる。
【００１０】 該生体適合性セラミックは、ケイ素、ジルコニウム、アルミニウム、マグネシ
ウム、及びイットリウムの酸化物、窒化物、ホウ化物、及びカーバイド、ＳｉＡ
ｌＯＮなどの複雑なセラミック化合物を含む如何なる生体適合性セラミックであ
ってもよい。このようなセラミック構成物の例としては、窒化ケイ素、炭化ケイ
素、ジルコニア、アルミナ、チタニア、ムライト、シリカ、スピネル、ＳｉＡｌ
ＯＮ、及びそれらの混合物が挙げられる。生体適合性セラミックはヒドロキシア
パタイト、アルミナ又はチタニアであることが好ましい。該生体適合性セラミッ
クはそれ自体１〜１００ｎｍの範囲のグレーンサイズを有するナノスケール物質
でありうる。
【００１１】 該複合物における電気伝導性ナノスケール物質の量は該複合物に電気伝導性を
付与する程に十分高くすべきである。通常、伝導性はナノチューブ、ナノフィラ
メント、又はナノ線材の連続的な、又はほぼ連続的な配置を必要とする。とりわ
け、電気伝導性ナノスケール物質は生体適合性ポリマー又は生体適合性セラミッ
クのマトリックス内で相互に入り組んだネットワークを形成しうる。電気伝導性
ナノスケール物質の量は容量比で０．１から９０部までに及び、生体適合性ポリ
マー又は生体適合性セラミックの量は容量比で１０から９９．９部までに及ぶ。
特に、電気伝導性ナノスケール物質の量は容量比で約１０から２５部までに及び
そして生体適合性ポリマー又は生体適合性セラミックの量は容量比で約７５から
約９０部までに及ぶ。一つの実施態様では、本発明の電気伝導性ナノ複合物は炭
素ナノチューブ及びポリ乳酸を含む。このナノ複合物では、炭素ナノチューブの
量は重量比で約２０から２５部までに及び、ポリ乳酸の量は重量比で約７０から
８０部までに及びうる。
【００１２】 別の一実施態様では、本発明はナノスケール物質及び生体適合性ポリマー又は
生体適合性セラミックの少なくとも一つを含む電気伝導性ナノ複合物に関する。
ここで該ナノスケール物質、該ポリマー及び該セラミックのうちの少なくとも一
つは電気伝導性である。電気伝導性ナノスケール物質は上に記述してある。電気
伝導性ポリマー及び電気伝導性セラミックは知られており、従ってここではさら
に説明することはしない。
【００１３】 さらに別の一実施態様では、本発明は、電気伝導性の整形外科／歯科用のイ
ンプラントの２次元基板又は３次元足場の表面での骨芽細胞の増殖を促進する方
法に関する。この方法は、骨芽細胞を該インプラントと接触させる工程、及び該
インプラントを通して電流を通過させる工程を含む。この方法により、該骨芽細
胞は電気刺激に曝される。この電流は該インプラントとの直接接触によりパルス
／関数発生器により形成され、又はパルス状の電磁場によりその中に誘導される
。該インプラントは一時的でも、短期間又は長期間であってもよい。さらに、骨
芽細胞が電気刺激に曝される領域での骨修復が改善されうる。
【００１４】 本発明の電気伝導性ナノ複合物は、イン・ビトロ又はイン・ビボの組織工学処
理した足場又は基板として使用しうる。このような基板又は足場は２次元でも３
次元でもよく、そして多孔性でも非多孔性でもよい。骨物質は電気刺激を受けた
足場の上で形成されうる。この物質は、例えば、骨充填材として組織修復のため
に使用しうる。電気伝導性ナノ複合物は、ヒト又は動物の細胞、組織、器官、又
は身体の部分に制御された電気刺激を与えるシステムの一部としても使用しうる
。とりわけ、診断手法の中で使用するためのイン・ビトロ又はイン・ビボのバイ
オセンサーとして使用しうる。電気伝導性ナノ複合物は、ヒト又は動物の細胞、
組織、器官、又は身体の一部を検査し、置換し、修復し又は再形成するためにも
、イン・ビトロ又はイン・ビボで使用しうる。該組織は中枢神経組織でも、末梢
神経組織でもよく、又はそれは骨組織でもよい。
【００１５】 電気伝導性ナノ複合物は付加的に充填材を含んでもよい。該充填材は色素、無
機固体、金属、又は有機物でもよい。典型的な色素には、酸化チタン、カーボン
ブラック、及びグラファイトが含まれる。他の無機充填材には、タルク、炭酸カ
ルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、種々の粒子サイズのガラス球（中空又は
固体）、シリカ又はアルミナのナノメータ・サイズの粒子、マイカ、コランダム
（corundum) 、珪灰石、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化珪素、
ベリリア(beryllia)、及び粘土が含まれる。金属充填材には、銅、アルミニウム
、ステンレススチール、及び鉄が含まれる。有機充填材には、ワックス及び架橋
ゴム粒子が含まれる。充填材は、費用、熱的性質、及び望ましい機械的性質に基
づいて選択される。充填材の粒子サイズはナノスケール範囲から０．０１から１
００ミクロンまでに及んでもよい。
【００１６】 実施例 実施例１ ポリ乳酸（ＰＬＡ）／炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）複合物 電気アーク法（アジャヤン「炭素からナノチューブ」Chemical Reviews 99, 1
787-1799 (1999))を用いて製造された複数壁面炭素ナノチューブ（０．１ｇ）を
ＰＬＡ（分子量100,000)ペレット（０．３５ｇ）の４ｍＬクロロホルム乳濁液に
添加した。次にこのポリマー／炭素ナノチューブのスラリーを１５分間音波処理
し、４８時間風乾した。溶媒の完全な蒸発を確実にするため、ＰＬＡ／ＣＮＴ複
合物のそれぞれを室温で２４時間真空乾燥し、１３０℃に加熱し、そして室温で
冷却させた。この方法は、非多孔性のＰＬＡ／ＣＮＴディスク（それぞれ直径４
０ｍｍで厚さ１ｍｍ）を生じた。
【００１７】 ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物の典型的な断面を、金でスパッター被覆し、そして標準
的な手順（スクワイアら「整形外科／歯科用インプラント金属の上の骨芽細胞ミ
ネラル沈着物の分析」Biomaterials 17, 725-733 (1996))を用いる走査電子顕微
鏡（JEOL JSM T-300) により検討した。代表的な試料断面の顕微鏡写真を骨折表
面の上方から取った。さらに、ユニバーサルプローブ（ジャンデル・エンジニア
リング）及び製造者の説明書を用いて、ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物の電気抵抗を測定
した。
【００１８】 本研究に用いられた平板なＰＬＡ／ＣＮＴ複合物の表面は均質で滑らかで非多
孔性であることが分かった。炭素ナノチューブはこの複合物基板のポリマー相の
全体にわたって分布していた。
【００１９】 本研究に用いられた基板の電気抵抗は３点プローブを用いて測定した。ポリ乳
酸は絶縁体であり、電気を伝えない。反対に、本研究で試験した８０／２０％（
ｗ／ｗ）ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物は２００オームの限定された抵抗を持つ伝導性の
物質であった。
【００２０】実施例２−４ 実験手法 細胞培養 骨芽細胞は、確立された手法（プレオら「整形外科用インプラントへの骨芽細
胞の応答」J. Biomed. Mat. Res. 25, 725-733 (1996) に従ってスプラーグ−ド
ーレーラットの頭蓋冠のコラゲナーゼ逐次消化により単離し、１０％ウシ胎児血
清を補足したダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）中で、標準的細胞培養条
件（即ち、滅菌、３７℃、加湿、５％ＣＯ2 ／９５％空気環境）の下で培養した
。これらの細胞の骨芽細胞表現型は、アルカリホスファターゼ、オステオポンチ
ン、オステオネクチン、オステオカルシン、及びＩ型コラゲンに対する遺伝子の
発現により、並びに細胞外マトリックス中のカルシウムミネラルの存在により決
定された。
【００２１】 骨芽細胞は本研究の実験では、２〜３回の継代が用いられた。
【００２２】交流システム ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物基板それぞれの表面の上で細胞を培養するために、必要
な細胞培養培地を保持し無菌条件を維持するための特殊な容器が構築された。各
チューブの外周に沿ってシリコン接着剤のビーズを用いて、個々の中空のポリプ
ロピレンシリンダー（直径が１．５ｃｍ、長さが３ｃｍ、フィッシャー）を各Ｐ
ＬＡ／ＣＮＴ複合物基板のトップ表面の上に糊付けした。これらのウェルを７０
％エタノール中で２０分間滅菌し、細胞実験で使用前に５分間滅菌ＰＢＳ中です
すいだ。
【００２３】 骨芽細胞は、特注の実験室システムを用いて電流刺激に曝した。このシステム
では、ステンレススチール電極が、個々の電流伝導性ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物基板
の表面の上で培養された細胞から０．５ｃｍの距離にある上清培地中に浸漬され
た。別法では、電流はＰＬＡ／ＣＮＴ複合物基板を通過させた。ＨＰ８１１０Ａ
パルス／関数発生器は、５０％デューティ周期を持つ１０Ｈｚの周波数での１０
μＡの交流からなる電気刺激を与えた。
【００２４】実施例２ 骨芽細胞の増殖 ＤＭＥＭ（１０％ウシ胎児血清を含む）中に懸濁した骨芽細胞を、ＰＬＡ／Ｃ
ＮＴ複合物基板表面積の平方ｃｍ当たり２５００細胞の密度で準コンフルエント
に播種し、滅菌、３７℃、加湿、５％ＣＯ2 ／９５％空気の環境で２４時間接着
させた。次いで、この細胞を２日間連続で毎日６時間電気刺激（１０Ｈｚで１０
μＡ）に曝した。対照は並行して行なわれ、同様な細胞培養条件の下で維持され
たが、電気刺激には一切曝されなかった骨芽細胞の増殖実験であった。
【００２５】 予め定められた期間の終了時に、接着した細胞をＰＢＳですすぎ、１０％ホル
マリンで固定し、１０-6Ｍヘキスト No. 33258で染色し、そして蛍光顕微鏡(365
ｎｍ励起/400ｎｍ放射、オリンパス) を用い、基板当たり５回の無作為視野でそ
のまま数えた。
【００２６】 この細胞増殖実験は３連で行い、４回の別の時期に反復した。
【００２７】 骨芽細胞の増殖は、対照（電気刺激なし）の条件の下でのＰＬＡ／ＣＮＴ複合
物基板の上の、１５，８１０±４，８１３（平均±ＳＥＭ）細胞から、２連続日
の間毎日６時間の電気刺激（１０Ｈｚで１０μＡ）に曝した後の３１，５７４±
７，０７６（平均±ＳＥＭ）細胞まで有意に（ｐ＜０．０３）増加した。この結
果は電気刺激に曝した後に骨芽細胞の増殖における４６％の増加があったことを
表す。
【００２８】実施例３ 細胞外マトリックスにおけるカルシウム含有ミネラル ＤＭＥＭ（１０％のウシ胎児血清、５０μｇ／ｍＬのアスコルビン酸、及び１
０ｍＭのβ−グリセロリン酸塩を補足した）に懸濁した骨芽細胞をＰＬＡ／ＣＮ
Ｔ複合物基板表面積の平方ｃｍ当たり７５，０００細胞の密度で播種した。これ
らのコンフルエント骨芽細胞を無菌状態、３７℃、加湿、５％ＣＯ2 ／９５％空
気環境の下で４８時間培養した後、該細胞を２１連続日の間毎日６時間交流電流
の刺激に曝した。対照は同様の細胞培養条件で維持されたが、一切電気刺激に曝
されなかった骨芽細胞であった。全ての試料の上清培地は実験の期間中４日毎に
交換した。
【００２９】 ２１日の期間の終了時に、細胞培養をカルシウム無し／マグネシウム無しのＰ
ＢＳで２回すすぎ、４℃で６時間振盪することにより０．５Ｎ塩酸で溶解した。
遠心分離（５００×ｇ，５分間）の後、この上清のカルシウム濃度を、カルシウ
ムキット＃５８７（シグマ）を用い、製造者の指示に従って、測定した。カルシ
ウム含有試料の光吸光度を分光学的に測定した（５７５ｎｍ）。総カルシウム（
ｍｇ／ｄＬ）は、カルシウム試料（電気刺激に曝した骨芽細胞と対照、即ち電気
刺激無しの条件の下で維持された骨芽細胞の両方からの試料と並行して検定され
た）の既知の濃度（特に、５、１０、及び１５ｍｇ／ｄＬ）に対する吸光度の標
準曲線から計算された。細胞外マトリックスにおけるカルシウム濃度を定量する
実験は３連で行い、３回の別の時期に反復された。
【００３０】 対照（電気刺激無し）条件の下でのＰＬＡ／ＣＮＴ複合物基板の上で培養され
た骨芽細胞により合成され細胞外マトリックス中に沈着した４５±９（平均±Ｓ
ＥＭ）μｇのカルシウムに比べ、２１連続日の間毎日６時間１０Ｈｚで１０μＡ
の電気刺激に骨芽細胞を曝した後のカルシウムの量は１３８±１９（平均±ＳＥ
Ｍ）μｇまで有意に（ｐ＜０．０１）増加した。この結果はカルシウム含量にお
ける３０７％の増加を表す。
【００３１】実施例４ 選択した遺伝子発現の半定量のための逆転写−ポリメラーゼ連鎖反応 ＤＭＥＭ（１０％のウシ胎児血清、５０μｇ／ｍＬのアスコルビン酸、及び１
０ｍＭのβ−グリセロリン酸塩を補足した）に懸濁した骨芽細胞を、ＰＬＡ／Ｃ
ＮＴ複合物試料の表面の上に、基板表面積の平方ｃｍ当たり７５，０００細胞の
密度で播種した。これらのコンフルエント細胞を無菌状態、３７℃、加湿、５％
ＣＯ2 ／９５％空気環境の下で４８時間培養した後、該細胞を１日又は２１日の
いずれかの間毎日６時間交流電流の刺激に曝した。対照は同様の細胞培養条件で
維持されたが、電気刺激に曝されなかった骨芽細胞であった。
【００３２】 所定の期間の終了時に、該骨芽細胞をカルシウム無し／マグネシウム無しの
ＰＢＳで２回すすぎ、そして細胞の総ＲＮＡを標準の手順を用いトリゾール試薬
（ライフ・テクノロジーズ）で抽出した。逆転写キット（ライフ・テクノロジー
ズ）及びオリゴ（ｄＴ）プライマーを用い、公表された技法〔アルラナンダムら
「鼻腔内インターロイキン１２送達により粘膜及び全身免疫の調節」Vaccine 17
, 252-260 (1999)] に従って、総ＲＮＡの１μｇをｃＤＮＡに逆転写した。２５
℃で１０分間、及び４２℃で６０分間インキュベートした後、得られるｃＤＮＡ
を、特異的プライマーとしてアルカリホスファターゼ、オステオポンチン、オス
テオカルシン、Ｉ型コラゲン、オステオネクチン、オステオプロテゲリン、及び
骨シアロプロテインを用い、対照としてヒポキサンチン・ホスホリボシル・トラ
ンスフェラーゼ（ＨＰＲＴ）プライマーを用いて増幅した。ＰＣＲ増幅は、ＰＣ
Ｒコアキット（ライフ・テクノロジーズ）で２μｌのｃＤＮＡを処理することに
より行ない、得られた混合物を次の増幅プロフィールに付した。即ち、９５℃で
１分間の変性（全てのプライマーについて）、５６℃で１分間のアニーリング（
アルカリホスファターゼ、オステオポンチン、及びＨＰＲＴプライマーについて
）、又は６５℃で（オステオカルシン及びＩ型コラゲンプライマーについて）、
及び７２℃で１分間の伸長（全てのプライマーについて）で２８サイクル。ＰＣ
Ｒ増幅の次に、７２℃で１０分間の最後の伸長を行なった。ＰＣＲ生産物は２．
５％アガロースゲル上で分離し、エチジウムブロミドで染色し、ＵＶ透過法によ
り可視化した。
【００３３】 骨芽細胞を２１連続日までの間毎日６時間１０Ｈｚで１０μＡの電気刺激に曝
すと、種々の遺伝子の発現に差別的に影響を与えた。特に、アルカリホスファタ
ーゼ又は骨シアロプロテインのいずれについても、試験した如何なる条件、時点
でも検出可能な遺伝子発現はなかった。対照と比較して、オステオポンチンは６
時間の電気刺激に曝した細胞では僅かに低いレベルに調節された。しかしながら
、２１連続日の後、オステオポンチンの発現は対照及び電気刺激を受けた骨芽細
胞における発現と同様であった。オステオネクチンｍＲＮＡは、骨芽細胞が対照
の条件に維持された場合に発現したが、これらの細胞が６時間の電気刺激に曝さ
れた場合には発現しなかった。対照とは逆に、オステオネクチンの発現は２１連
続日の間毎日６時間電気刺激を受けた骨芽細胞では高レベルに調節された。
【００３４】 対照の条件の下又は６時間の電気刺激の下のいずれでも骨芽細胞におけるオス
テオカルシンの検出可能な遺伝子発現はみられなかった。しかし、対照と比べ、
２１連続日の間毎日６時間電気刺激を受けた細胞では、オステオカルシンの遺伝
子は高レベルで調節された。対照条件の下で維持された骨芽細胞でのＩ型コラゲ
ンの発現は検出できなかった。これに反し、６時間の電気刺激の後、及び２１連
続日の間の毎日６時間の電気刺激の後の両方で、Ｉ型コラゲン遺伝子の有意の発
現があった。
【００３５】 オステオプロテゲリンの遺伝子発現は対照と６時間の電気刺激を受けた細胞の
両方で同様であった。しかしながら、オステオプロテゲリンの遺伝子発現は、骨
芽細胞が２１連続日の間毎日６時間電気刺激を受けた場合、有意に高レベル調節
を受けた。
【００３６】 ハウスキーピング遺伝子であるＨＰＲＴは、対照条件の下で維持された骨芽細
胞及び１及び２１の連続日の間毎日６時間電気刺激を受けた骨芽細胞で同等に発
現した。ＨＰＲＴは、この技法の一貫性を監視するという品質確認の目的で使用
された。
【００３７】 絶縁体であるポリ乳酸（及び大部分の他のポリマー）とは対照的に、本研究で
調製された新規な８０／２０％（ｗ／ｗ）ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物は伝導性物質で
ある。これらの新規な物質の組成及び十分に特性決定された細胞モデルの入手可
能性は、細胞レベル／分子レベルでの交流電流刺激の効果に関する一連の研究を
可能にした。ヒト及び動物における骨の修復、回復、及び再形成は、骨組織形成
における主要な変化を含むから、本研究は新たな骨形成に関する側面に焦点を絞
った。イン・ビトロのモデルについて、本研究は骨芽細胞の増殖並びに骨マトリ
ックスの化学的成分の合成を含んだ。
【００３８】 電気刺激が骨芽細胞の増殖を促進するという証拠は文献に提供された。例えば
、ブライトンら「容量結合された電場に対するイン・ビトロでの骨細胞応答」 C
lin. Orhto. Related Res. 285, 255-262 (1992)を参照。しかしながら、本研究
は、電流伝導性ＰＬＡ／ＣＮＴ複合物上で培養された骨芽細胞が交流電流刺激に
曝された場合に、その増殖が４６％増加したことを報告した最初のものである。
【００３９】 これらの研究全ての結果の直接比較は可能ではない。何故なら、電気刺激を送
達する方法に相違があるからである。例えば、文献で報告された条件と比べ、本
研究は量において１０倍低い電流を使用したが、細胞増殖では同様の増加が得ら
れた。逆に、他の研究者により行なわれた研究は、容量結合された電場及び直流
電気刺激を用いて、骨芽細胞及び／又は骨芽様細胞をより短い時間電気刺激に曝
した。
【００４０】 カルシウム含有ミネラルの生産及び沈着、即ち、骨の無機相（骨総量のほぼ６
５％を占める）を直接担う骨芽細胞の機能は、交流電気刺激に曝した骨芽細胞で
は３倍強化された。これらのイン・ビトロ研究で観察されたカルシウム含有ミネ
ラルの増加は、電気刺激を用いる治療を受けた骨切断術又は骨折を受けた幾つか
の動物モデルで観察された回復の促進に説明を与えるかも知れない。
【００４１】 本研究をこれまでの文献の報告から明確に区別するものは、交流電気刺激が骨
マトリックス組成及びホメオスタシスに関連のある遺伝子の転写に影響を与える
分子応答を誘導するという証拠である。第一に、そして真先に、Ｉ型コラゲン（
骨の有機相の主要な、ほぼ９０％の成分）遺伝子の高レベル調節が、交流電気刺
激を受けた僅か６時間で明らかになり、そして２１連続日（毎日６時間）の後に
も高レベル調節が維持された。さらに、骨の細胞外マトリックスのミネラル化に
役割を有する二つの他のタンパク質、具体的にはオステオネクチン及びオステオ
ポンチンの遺伝子も、本研究において試験された条件の下で高レベルに調節され
た。これらの結果は、カルシウム沈着のための核となる点の創成に関与するリン
タンパク質であるオステオネクチンの高レベル調節、並びに専ら骨に見出され結
晶の成長を調節すると提唱されているγ−カルボキシグルタミン酸含有タンパク
質であるオステオカルシンの高レベル調節が、交流電気刺激の下での細胞外マト
リックス形成及びミネラル化のメカニズムの一部でありうることを示唆する。
【００４２】 さらに、本研究は、交流電気刺激が骨のミネラル吸収に関連のある破骨細胞の
機能を調節する役割を提唱された骨芽細胞により生産される二つのタンパク質に
影響を与えるという最初の分子レベルの証拠を提供した。細胞外マトリックスへ
の破骨細胞の付着は、それらがカルシウム含有ミネラルのその後に起こる吸収の
ための前提条件であるから、オステオポンチンの生産の減少はミネラル化した細
胞外マトリックスへ破骨細胞の付着を阻害する際に決定的に重要な意味を有しう
る。さらに、受容体の腫瘍壊死因子ファミリーのメンバーであるオステオプロテ
ゲリンは、破骨細胞の分化及び活性化を阻害するから、観察された骨芽細胞の遺
伝子の高レベル調節は、破骨細胞の骨吸収活性を制御する別の可能なメカニズム
を示唆する。この側面で、電気刺激を受けた動物モデルで観察された骨形成の促
進は選択的な骨芽細胞機能の強化及びそれと同時に選択的な破骨細胞の機能の制
御の結果でありうる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｃ 8/00 Ａ６１Ｃ 8/00 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ビジオス，リーナ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12180、 トロイ、コンウェー コート 10番地 (72)発明者 アジャヤン，パリケル アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12065、 クリフトン パーク、オールド コーチ ロード 109番地 (72)発明者 シーゲル，リチャード アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12204、 メナンズ、マイトン レーン ７番地 Ｆターム(参考） 4C059 AA08 4C081 AA14 AB02 AC03 BA12 BA13 BB08 BC02 CA171 CB011 CC01 CF031 CF111 CF141 CF151 CF161 CG01 DA04 DB08

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気伝導性のナノスケール物質及び生体適合性ポリマー又は
    生体適合性セラミックの少なくとも一つを含む電気伝導性ナノ複合物。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電気伝導性ナノ複合物であって、該電気伝導
    性のナノスケール物質が炭素ナノチューブ、無機ナノチューブ、金属ナノ線材、
    セラミックナノ線材、複合物ナノ線材、金属ナノフィラメント、セラミックナノ
    フィラメント、複合物ナノフィラメント及びこれらの組合せを含むものである電
    気伝導性ナノ複合物。
  3. 【請求項３】 該ナノスケール物質が炭素ナノチューブである、請求項１記
    載の電気伝導性ナノ複合物。
  4. 【請求項４】 ナノスケールの電気伝導性物質及び生体適合性ポリマーを含
    む請求項１記載の電気伝導性ナノ複合物。
  5. 【請求項５】 該生体適合性ポリマーが生物分解性である、請求項４記載の
    電気伝導性ナノ複合物。
  6. 【請求項６】 該生体適合性ポリマーがポリ乳酸である、請求項５記載の電
    気伝導性ナノ複合物。
  7. 【請求項７】 炭素ナノチューブ及びポリ乳酸を含む、請求項１記載の電気
    伝導性ナノ複合物。
  8. 【請求項８】 ナノスケールの電気伝導性物質及び生体適合性セラミックを
    含む、請求項１記載の電気伝導性ナノ複合物。
  9. 【請求項９】 該セラミックが１〜１００ｎｍのグレーンサイズを持つもの
    である、請求項８記載の電気伝導性ナノ複合物。
  10. 【請求項１０】 該セラミックがアルミナ、チタン又はヒドロキシアパタイ
    トである、請求項８記載の電気伝導性ナノ複合物。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の電気伝導性ナノ複合物であって、 電気伝導性ナノスケール物質の約０．１〜９０部（容量比）、及び 生体適合性ポリマー又は生体適合性セラミックの少なくとも一つの約１０〜
    ９９．９部（容量比）、 を含む電気伝導性ナノ複合物。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の電気伝導性ナノ複合物であって、 電気伝導性ナノスケール物質の約１０〜２５部（容量比）、及び 生体適合性ポリマー又は生体適合性セラミックの少なくとも一つの約７５〜
    ９０部（容量比）、 を含む電気伝導性ナノ複合物。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の電気伝導性ナノ複合物であって、 炭素ナノチューブ、及び ポリ乳酸、 を含む電気伝導性ナノ複合物。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の電気伝導性ナノ複合物であって、 炭素ナノチューブの２０〜２５部（重量比）、及び ポリ乳酸の７５〜８０部（重量比）、 を含む電気伝導性ナノ複合物。
  15. 【請求項１５】 電気伝導性の整形外科／歯科用インプラントの２次元基板
    若しくは３次元足場の内部表面上で骨芽細胞の増殖を促進する方法であって、 インプラントを骨芽細胞と接触させる工程、及び 該インプラントを通して電流を流し、それにより骨芽細胞が電気刺激に曝さ
    れる工程、 を含む方法。
  16. 【請求項１６】 該電流が、該インプラントに直接連結されたパルス／関数
    発生器により形成されるものである、請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 該電流が、パルス電磁場によりインプラント内に誘導され
    るものである、請求項１５記載の方法。
  18. 【請求項１８】 該電流が交流である、請求項１５記載の方法。
  19. 【請求項１９】 ナノスケール物質及び生体適合性ポリマー又は生体適合性
    セラミックの少なくとも一つを含む電気伝導性ナノ複合物であって、該ナノスケ
    ール物質、該ポリマー及び該セラミックの少なくとも一つが電気伝導性である電
    気伝導性ナノ複合物。
  20. 【請求項２０】 該ナノスケール物質が電気伝導性である、請求項１９記載
    の電気伝導性ナノ複合物。
  21. 【請求項２１】 該生体適合性ポリマーが電気伝導性である、請求項１９記
    載の電気伝導性ナノ複合物。
  22. 【請求項２２】 該生体適合性セラミックが電気伝導性である、請求項１９
    記載の電気伝導性ナノ複合物。
JP2001583664A 2000-05-16 2001-05-16 生物医学的適用のための電気伝導性ナノ複合材料 Pending JP2003533276A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20441600P 2000-05-16 2000-05-16
US60/204,416 2000-05-16
PCT/US2001/015910 WO2001087193A1 (en) 2000-05-16 2001-05-16 Electrically conducting nanocomposite materials for biomedical applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003533276A true JP2003533276A (ja) 2003-11-11

Family

ID=22757779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001583664A Pending JP2003533276A (ja) 2000-05-16 2001-05-16 生物医学的適用のための電気伝導性ナノ複合材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20030153965A1 (ja)
EP (1) EP1289453A1 (ja)
JP (1) JP2003533276A (ja)
AU (1) AU2001261689A1 (ja)
CA (1) CA2408172A1 (ja)
WO (1) WO2001087193A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006143691A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Jfe Engineering Kk ナノカーボン物質からなる生体組織形成材料
JP2008541874A (ja) * 2005-05-26 2008-11-27 ジマー デンタル， インコーポレイテッド 人工歯科補装具
JP2008289734A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Yoshida Dental Mfg Co Ltd 骨芽細胞−基材複合体の作製方法
US7591831B2 (en) 2001-09-28 2009-09-22 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices comprising nanocomposites
JP2016123787A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 株式会社日本触媒 生体適合性材料

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7162308B2 (en) 2002-11-26 2007-01-09 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Nanotube coatings for implantable electrodes
GB2400605A (en) * 2003-02-18 2004-10-20 Univ Cardiff Nanocomposites
US7993412B2 (en) * 2003-03-27 2011-08-09 Purdue Research Foundation Nanofibers as a neural biomaterial
US7972616B2 (en) 2003-04-17 2011-07-05 Nanosys, Inc. Medical device applications of nanostructured surfaces
US20050038498A1 (en) * 2003-04-17 2005-02-17 Nanosys, Inc. Medical device applications of nanostructured surfaces
CN1813023A (zh) * 2003-05-22 2006-08-02 塞威公司 纳米复合材料和生产方法
US7369900B2 (en) * 2004-05-08 2008-05-06 Bojan Zdravkovic Neural bridge devices and methods for restoring and modulating neural activity
WO2005113432A1 (en) * 2004-05-14 2005-12-01 Sony Deutschland Gmbh Composite materials comprising carbon nanotubes and metal carbonates
WO2006096203A2 (en) * 2004-08-02 2006-09-14 University Of Houston Carbon nanotube reinforced polymer nanocomposites
US20060093642A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-04 Ranade Shrirang V Method of incorporating carbon nanotubes in a medical appliance, a carbon nanotube medical appliance, and a medical appliance coated using carbon nanotube technology
WO2006067959A1 (ja) 2004-12-21 2006-06-29 Shinshu University 医療機器
US20060165926A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Jan Weber Medical devices including nanocomposites
WO2006116752A2 (en) 2005-04-28 2006-11-02 The Regents Of The University Of California Compositions comprising nanostructures for cell, tissue and artificial organ growth, and methods for making and using same
US7439731B2 (en) 2005-06-24 2008-10-21 Crafts Douglas E Temporary planar electrical contact device and method using vertically-compressible nanotube contact structures
EP1962348B1 (en) * 2005-08-12 2013-03-06 Cambrios Technologies Corporation Nanowires-based transparent conductors
WO2007025035A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 University Of Houston Nanocomposites of polymers with dispersed nanotubes
US8562346B2 (en) 2005-08-30 2013-10-22 Zimmer Dental, Inc. Dental implant for a jaw with reduced bone volume and improved osseointegration features
US8936805B2 (en) 2005-09-09 2015-01-20 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Bone regeneration using biodegradable polymeric nanocomposite materials and applications of the same
US9763788B2 (en) 2005-09-09 2017-09-19 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Bone regeneration using biodegradable polymeric nanocomposite materials and applications of the same
US8518123B2 (en) * 2005-09-09 2013-08-27 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas System and method for tissue generation and bone regeneration
US20100023101A1 (en) * 2006-02-03 2010-01-28 University Of Wollongong Biocompatible composites
EP3061791B1 (en) 2006-07-20 2019-01-16 OrbusNeich Medical, Inc. Bioabsorbable polymeric composition for a medical device
US8354855B2 (en) * 2006-10-16 2013-01-15 Formfactor, Inc. Carbon nanotube columns and methods of making and using carbon nanotube columns as probes
US8130007B2 (en) 2006-10-16 2012-03-06 Formfactor, Inc. Probe card assembly with carbon nanotube probes having a spring mechanism therein
US7959942B2 (en) 2006-10-20 2011-06-14 Orbusneich Medical, Inc. Bioabsorbable medical device with coating
US8691321B2 (en) 2006-10-20 2014-04-08 Orbusneich Medical, Inc. Bioabsorbable polymeric composition and medical device background
US7783363B2 (en) 2006-10-23 2010-08-24 Artis Nanomedica, Inc. Neural bridge gateway and calibrator
US7783360B2 (en) 2006-10-23 2010-08-24 Bojan Zdravkovic Sensory system
TWI317016B (en) * 2006-11-08 2009-11-11 Nat Univ Tsing Hua Multifunctional nano-probe interface structure for neural prostheses and manufacturing method thereof
US7777397B2 (en) * 2007-03-12 2010-08-17 3M Innovative Properties Company Multilayer conductive elements
US7897529B2 (en) 2007-03-23 2011-03-01 Lydall, Inc. Substrate for carrying catalytic particles
EP2178577B1 (en) 2007-07-12 2014-09-10 Nanovis, Inc Method to enhance osteoblast functionality and measure electrochemical properties for a medical implant
US20090061389A1 (en) 2007-08-30 2009-03-05 Matthew Lomicka Dental implant prosthetic device with improved osseointegration and shape for resisting rotation
US8149007B2 (en) * 2007-10-13 2012-04-03 Formfactor, Inc. Carbon nanotube spring contact structures with mechanical and electrical components
JP5451636B2 (ja) * 2007-12-31 2014-03-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 縁ポートを有する医療用手当て用品及び使用方法
US8956629B2 (en) * 2008-05-19 2015-02-17 Vericom Co. Ltd Dental composition containing organic nanotube
US9095396B2 (en) 2008-07-02 2015-08-04 Zimmer Dental, Inc. Porous implant with non-porous threads
US8562348B2 (en) 2008-07-02 2013-10-22 Zimmer Dental, Inc. Modular implant with secured porous portion
US8899982B2 (en) 2008-07-02 2014-12-02 Zimmer Dental, Inc. Implant with structure for securing a porous portion
US7935259B2 (en) * 2008-07-03 2011-05-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Filtering apparatus and method of use
US10086079B2 (en) 2008-08-11 2018-10-02 Fibralign Corporation Biocomposites and methods of making the same
US20100114314A1 (en) 2008-11-06 2010-05-06 Matthew Lomicka Expandable bone implant
US20100217339A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Kane Seth A Carbon nanotube micro-array relay system for providing nerve sitmulation output and sensation input acrodd proximal and distal ends of damaged spinal cord
US20100252317A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Formfactor, Inc. Carbon nanotube contact structures for use with semiconductor dies and other electronic devices
US8272124B2 (en) * 2009-04-03 2012-09-25 Formfactor, Inc. Anchoring carbon nanotube columns
CN104095709B (zh) 2009-06-16 2017-06-13 3M创新有限公司 具有自支承基底的适形医用敷料
US9707058B2 (en) 2009-07-10 2017-07-18 Zimmer Dental, Inc. Patient-specific implants with improved osseointegration
US20110085968A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-14 The Regents Of The University Of California Articles comprising nano-materials for geometry-guided stem cell differentiation and enhanced bone growth
US20110089041A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Biomet Manufacturing Corp. Methods of depositing discrete hydroxyapatite regions on medical implants
US8602782B2 (en) 2009-11-24 2013-12-10 Zimmer Dental, Inc. Porous implant device with improved core
US20110143127A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Biomet Manufacturing Corp. Methods for coating implants
US10065046B2 (en) 2010-07-15 2018-09-04 Fibralign Corporation Conductive biopolymer implant for enhancing tissue repair and regeneration using electromagnetic fields
WO2012034110A2 (en) 2010-09-10 2012-03-15 Fibralign Corp. Biodegradable multilayer constructs
US8872176B2 (en) 2010-10-06 2014-10-28 Formfactor, Inc. Elastic encapsulated carbon nanotube based electrical contacts
US9114009B2 (en) 2011-01-05 2015-08-25 Children's Medical Center Corporation Nanowired three dimensional tissue scaffolds
DE102013201885A1 (de) * 2013-02-05 2014-08-07 Urs Brodbeck Keramikkörper, insbesondere zur Verwendung in einem Knochenimplantat, insbesondere als Dentalimplantat
CN104945281B (zh) * 2014-03-31 2017-04-26 中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所 黄酮乙酸类衍生物、其药物组合物、其制备方法及用途
US10018615B2 (en) * 2016-03-08 2018-07-10 Lawrence Livermore National Security, Llc Three-dimensional electronic scaffold for cardiac applications
DE102016107223B4 (de) * 2016-04-19 2018-05-24 Karl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Hybridimplantat aus einem Kompositmaterial
KR101905269B1 (ko) * 2016-11-11 2018-10-08 서강대학교산학협력단 패터닝된 하이드로젤을 이용한 신경줄기세포의 분화 방법
WO2019082158A1 (pt) 2017-10-26 2019-05-02 Universidade Do Minho Implante dentário com sistema de eletroestimulação e respetivo método de obtenção
WO2019082154A1 (pt) 2017-10-26 2019-05-02 Universidade Do Minho Implante dentário em zircónia ou alumina com funções elétricas curativas e respetivo método de obtenção
CN114502237A (zh) 2019-05-06 2022-05-13 卡姆兰·安萨里 配置为生成脉冲电磁场并集成到衣物中的平面线圈治疗阵列
US11020603B2 (en) 2019-05-06 2021-06-01 Kamran Ansari Systems and methods of modulating electrical impulses in an animal brain using arrays of planar coils configured to generate pulsed electromagnetic fields and integrated into clothing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202884A (ja) * 1986-02-28 1987-09-07 工業技術院長 生体代替セラミツク材料
DE69029735T2 (de) * 1989-09-15 1997-07-31 Chiron Vision Corp., Irvine, Calif. Synthetisches material, das die anlagerung, das wachstum und die befestigung von epithelzellen fördert, prosthetische vorrichtung zur subepithelialen implantation sowie behandelte linse
WO1995006090A1 (en) * 1993-08-23 1995-03-02 Alliedsignal Inc. Polymer nanocomposites comprising a polymer and an exfoliated particulate material derivatized with organo silanes, organo titanates and organo zirconates dispersed therein and process of preparing same
US5843741A (en) * 1994-08-01 1998-12-01 Massachusetts Insitute Of Technology Method for altering the differentiation of anchorage dependent cells on an electrically conducting polymer
US6041253A (en) * 1995-12-18 2000-03-21 Massachusetts Institute Of Technology Effect of electric field and ultrasound for transdermal drug delivery
US5947921A (en) * 1995-12-18 1999-09-07 Massachusetts Institute Of Technology Chemical and physical enhancers and ultrasound for transdermal drug delivery
US6013591A (en) * 1997-01-16 2000-01-11 Massachusetts Institute Of Technology Nanocrystalline apatites and composites, prostheses incorporating them, and method for their production
DE19726412A1 (de) * 1997-06-21 1998-12-24 Merck Patent Gmbh Implantatmaterial mit einer Träger-Wirkstoff-Kombination
US6121027A (en) * 1997-08-15 2000-09-19 Surmodics, Inc. Polybifunctional reagent having a polymeric backbone and photoreactive moieties and bioactive groups
US6689823B1 (en) * 1999-03-31 2004-02-10 The Brigham And Women's Hospital, Inc. Nanocomposite surgical materials and method of producing them
US6270347B1 (en) * 1999-06-10 2001-08-07 Rensselaer Polytechnic Institute Nanostructured ceramics and composite materials for orthopaedic-dental implants

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7591831B2 (en) 2001-09-28 2009-09-22 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices comprising nanocomposites
US8133250B2 (en) 2001-09-28 2012-03-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices comprising nanocomposites
JP2006143691A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Jfe Engineering Kk ナノカーボン物質からなる生体組織形成材料
JP2008541874A (ja) * 2005-05-26 2008-11-27 ジマー デンタル， インコーポレイテッド 人工歯科補装具
JP2008289734A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Yoshida Dental Mfg Co Ltd 骨芽細胞−基材複合体の作製方法
JP2016123787A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 株式会社日本触媒 生体適合性材料

Also Published As

Publication number Publication date
EP1289453A1 (en) 2003-03-12
CA2408172A1 (en) 2001-11-22
AU2001261689A1 (en) 2001-11-26
WO2001087193A1 (en) 2001-11-22
US20030153965A1 (en) 2003-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003533276A (ja) 生物医学的適用のための電気伝導性ナノ複合材料
Supronowicz et al. Novel current‐conducting composite substrates for exposing osteoblasts to alternating current stimulation
Wang et al. Engineered 3D printed poly (ɛ-caprolactone)/graphene scaffolds for bone tissue engineering
Chien et al. Poly (dopamine)-assisted immobilization of Arg-Gly-Asp peptides, hydroxyapatite, and bone morphogenic protein-2 on titanium to improve the osteogenesis of bone marrow stem cells
Calandrelli et al. Preparation and characterisation of composites based on biodegradable polymers for “in vivo” application
Hu et al. Implantable PEKK/tantalum microparticles composite with improved surface performances for regulating cell behaviors, promoting bone formation and osseointegration
Wu et al. A novel calcium phosphate ceramic–magnetic nanoparticle composite as a potential bone substitute
Roh et al. In vitro study of 3D PLGA/n-HAp/β-TCP composite scaffolds with etched oxygen plasma surface modification in bone tissue engineering
Lee et al. Bioactivity improvement of poly (ε-caprolactone) membrane with the addition of nanofibrous bioactive glass
US9186190B2 (en) Functionalized nanodiamond reinforced biopolymers
JP2005533532A (ja) 生体親和性の改善された医療補綴器具
Lu et al. Osteoblasts on rod shaped hydroxyapatite nanoparticles incorporated PCL film provide an optimal osteogenic niche for stem cell differentiation
Liu et al. Effects of micro/nano strontium‐loaded surface implants on osseointegration in ovariectomized sheep
Tanaka et al. A three-dimensional block structure consisting exclusively of carbon nanotubes serving as bone regeneration scaffold and as bone defect filler
Zhao et al. Enhanced osseointegration of titanium implants by surface modification with silicon-doped titania nanotubes
KR20180006321A (ko) 패턴을 이용한 조골세포 분화 촉진용 배양지지체
Lu et al. The ameloblastin extracellular matrix molecule enhances bone fracture resistance and promotes rapid bone fracture healing
Sargeant et al. Titanium foam‐bioactive nanofiber hybrids for bone regeneration
Buck et al. The role of surface chemistry in the osseointegration of PEEK implants
Lee et al. Physically-strengthened collagen bioactive nanocomposite gels for bone: a feasibility study
Zhu et al. The combination of PLLA/PLGA/PCL composite scaffolds integrated with BMP‑2‑loaded microspheres and low‑intensity pulsed ultrasound alleviates steroid‑induced osteonecrosis of the femoral head
Gutiérrez-Prieto et al. Analysis of in vitro osteoblast culture on scaffolds for future bone regeneration purposes in dentistry
Yu et al. Electrospun fibrous scaffolds with iron-doped hydroxyapatite exhibit osteogenic potential with static magnetic field exposure
Abazari et al. Poly (glycerol sebacate) and polyhydroxybutyrate electrospun nanocomposite facilitates osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells
Uskoković et al. Does translational symmetry matter on the micro scale? Fibroblastic and osteoblastic interactions with the topographically distinct poly (ε-caprolactone)/hydroxyapatite thin films

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060720