JP2019210251A - 抗菌性組成物、抗菌性組成物を含む骨再生用材料、及びその製造方法 - Google Patents
抗菌性組成物、抗菌性組成物を含む骨再生用材料、及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019210251A JP2019210251A JP2018108486A JP2018108486A JP2019210251A JP 2019210251 A JP2019210251 A JP 2019210251A JP 2018108486 A JP2018108486 A JP 2018108486A JP 2018108486 A JP2018108486 A JP 2018108486A JP 2019210251 A JP2019210251 A JP 2019210251A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silver
- antibacterial composition
- calcium carbonate
- bone regeneration
- biodegradable fiber
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
(1) 試料溶液の調製
図1に示す所定の各量の酢酸カルシウム一水和物(CH3COO)2Ca・H2O)溶液に白色沈殿を防ぐための硝酸を加え、硝酸銀(AgNO3)溶液を混合し、試料溶液(Ag-CaCO3(0), Ag-CaCO3(1), Ag-CaCO3(5), Ag-CaCO3(10))とした。図1において、調製したサンプルは略号Ag-CaCO3(x)で表す。xはAg添加量を示す。Ag添加量[mol/%]は、Ag [mol]/CaCO3[mol] x 100 の計算式で算出した。
図2に示す超音波噴霧熱分解装置を用いて上記の試料溶液から銀担持炭酸カルシウムを合成した。超音波により溶液を噴霧し、電気炉内で600℃の熱を加えて塩(炭酸カルシウムの前駆体)を析出させる。その塩から酢酸イオンが熱分解された結果、銀を含有した中空略球形状の炭酸カルシウム粒子が合成された。次いで、得られた粉体に洗浄処理(超純水3回、アセトン3回)を施し、1日かけて凍結乾燥した。
上記の試料溶液AgCaCO3(0),Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)から合成された各銀担持炭酸カルシウム粒子をXRDとICP測定した結果を図3(1)と図3(2)に示す。XRD,ICP-AES測定の結果から、合成された銀担持炭酸カルシウムはカルサイト型炭酸カルシウムと銀の混合相であった。調整された粉体の銀含有率は、仕込み溶液から期待される銀担持量とほぼ等しかった。
上記の試料溶液Ag-CaCO3(0),Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)から合成された各銀担持炭酸カルシウム粒子をSEM写真で撮影した結果を図4に示す。Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)において銀はナノ粒子としてCaCO3粒子表面にほぼ均質的に分布している様子が観察された。
図5(1)に試料溶液AgCaCO3(0),Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)から合成された各銀担持炭酸カルシウム粒子の粒度分布を示し、図5(2)に各粒子の比表面積を示す。調製した粉体のほとんどはマイクロサイズで、それぞれのメジアン径は1.8〜3.5μmの範囲であったが、これは無機フィラーとしての利用に適したサイズである。
図6に、試料溶液Ag-CaCO3(0),Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)から合成された各銀担持炭酸カルシウム粒子について実施したイオン溶出試験を示す。
試料Ag-CaCO3(0),Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)0.1 gを秤量して、20mM HEPES Buffer (pH = 7.30)10 mL中に1日、3日、5日、7日、10日、14日、21日、28日浸漬した後、上清液中に含まれるCa,Agの濃度をICP-AESによって測定した。イオン溶出試験の結果を図7(1)と(2)に示す。試験の結果から、カルシウムは銀の含有率に関わらず、ほぼ同じ挙動で試験期間中溶け出し続けることが確認された。また、銀は(1)、(5)、(10)のどのサンプルにおいても試験期間中の溶出が確認できた。この結果から、銀担持炭酸カルシウム粒子は長期にわたって骨形成を促進し、抗菌性を発現する可能性があると考えられる。
図8は、最小発育阻止濃度(抗菌剤が細菌の増殖を抑制する最も低い濃度)との比較で、Ag-CaCO3(1),Ag-CaCO3(5),Ag-CaCO3(10)からのイオン溶出濃度を見た結果を示す。黄色ブドウ球菌の最小発育阻止濃度は2.0ppmであるため、それ以上の結果を太字で表記した。太字表記部分の銀濃度・日数において、黄色ブドウ球菌に対して抗菌性を発現すると考えられる。
Ag-CaCO3(5)(濃度は「[Ag mol/ CaCO3 mol]×100」で計算されている)の粉体および、綿形状人工骨の材料である生分解性樹脂(PLLA)およびβ-TCP、ケイ素含有バテライト(SiV)を使用し、熱混練装置(ニーダー)で加熱しながら捏ね合わせた複合体(混練物)を作製する。混練物作製において、組成では重量比で「30% PLLA:40% β-TCP:24.76% SiV:5.24% Ag-CaCO3」(パターンA)および「30% PLLA:40% β-TCP:26.86% SiV:3.14% Ag-CaCO3」(パターンB)の2つの組成パターンで作製した。作製手順は、ニーダー混練槽部分の温度を190度に設定し、90分の予熱後、まずPLLAを投入した。3分30秒後、β-TCP、SiV、Ag-CaCO3の粉体を予混合したものを投入した。混練開始から9分・12分後にそれぞれ、ニーダーの混合ブレードを20秒ほど逆回転させ、よりよく混練されるようにした。混練開始から14分30秒後、混練物を回収した。図11に上記方法で作製した混練物の外観(パターンA)を示す
Ag-CaCO3は濃度別にそれぞれ、コントロールの「0」、銀を含有した「1」、「5」、「10」の3パターンを作製している。濃度は「[Ag mol/ CaCO3 mol]×100」で計算されている。合成したAg-CaCO3について、X線回折(XRD)による解析では、カルサイト型炭酸カルシウムと銀の混合相であることが分かった。医療材料として用いる際、生体に有害だと考えられる「硝酸」を除去する工程として超純水およびアセトンによる洗浄を行ったが、洗浄工程後のAg-CaCO3粉体からはFT-IRにより、硝酸イオン(NO3 -)のピークは現れなかったため、硝酸の除去に成功したと考えられる。また、Ag-CaCO3粉体について、ICP-AESにより元素定量解析を行った結果、全ての銀の濃度において、期待される量の銀を担持していた。SEMによる粉体の表面形態の観察では、銀の濃度が高い場合、いびつな形になっている粒子や小さな突起がある粒子が多く観察された。
細胞毒性については、Ag-CaCO3のAgは銀ナノ粒子として存在することが確認されており、銀ナノ粒子の細胞毒性は、同じ濃度の銀イオンと比べて低いので、Ag- CaCO3の材料の細胞毒性は低いと予想される。
銀ナノ粒子担持炭酸カルシウム粒子を含有させる骨再生用材料は生分解性繊維からなる材料に限定されるものではなく、他の成形品又は顆粒状であってもよい。
Claims (11)
- 生分解性繊維に含有する抗菌性組成物であって、
前記抗菌性組成物は、銀ナノ粒子が表面に略均質に分布して析出した中空略球状の炭酸カルシウム粒子であり、
前記抗菌性組成物のメジアン径が0.1〜10μmであることを特徴とする
抗菌性組成物。
- 前記炭酸カルシウム粒子に含まれる炭酸カルシウムはカルサイト相である、請求項1に記載の抗菌性組成物。
- 前記銀ナノ粒子のメジアン径は10〜500nmである、請求項1又は請求項2に記載の銀系抗菌性組成物。
- 生分解性繊維に含有する抗菌性組成物の製造方法であって、
酢酸カルシウム溶液に硝酸を加えた後、硝酸銀溶液を混合して調製した試料溶液を超音波噴霧熱分解することによって、
銀ナノ粒子が表面に略均質に分布して析出した中空略球状の炭酸カルシウム粒子を合成し、
前記超音波噴霧熱分解を、前記抗菌性組成物のメジアン径が0.1〜10μmとなるように調整する
抗菌性組成物の製造方法。
- 前記炭酸カルシウムはカルサイト相である、請求項4に記載の抗菌性組成物の製造方法。
- 前記銀ナノ粒子のメジアン径は10〜500nmである、請求項4〜5のいずれか一項に記載の抗菌性組成物の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗菌性組成物を含む生分解性繊維からなる骨再生用材料であって、
前記生分解性繊維は、ポリL乳酸又はポリ(ラクチド-co-グリコリド)共重合体のうち少なくともいずれか一つとリン酸カルシウムを含み、
前記抗菌性組成物と前記リン酸カルシウムが前記生分解性繊維中に略均一に分散して含有されている、
銀ナノ粒子担持炭酸カルシウム粒子
骨再生用材料。
- 前記生分解性繊維の外径は、10〜50μmである、
請求項7のいずれか一項に記載の骨再生用材料。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗菌性組成物を含む生分解性繊維からなる骨再生用材料の製造方法であって、
酢酸カルシウム溶液に硝酸を加えた後、硝酸銀溶液を混合して調製した試料溶液を超音波噴霧熱分解することによって、
銀ナノ粒子が表面に略均質に分布して析出した中空略球状の炭酸カルシウム粒子を合成し、
前記超音波噴霧熱分解を、前記抗菌性組成物のメジアン径が0.1〜10μmとなるように調整し、
前記抗菌性組成物を生分解性樹脂に含有させて調製した紡糸溶液を用いて生分解性繊維を製造する、
骨再生用材料の製造方法。
- 前記生分解性繊維は、ポリL乳酸又はポリ(ラクチド-co-グリコリド)共重合体のうち少なくともいずれか一つとリン酸カルシウムを含む
請求項9に記載の骨再生用材料の製造方法。
- 前記生分解性繊維の外径は、10〜50μmである、
請求項9又は請求項10に記載の骨再生用材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018108486A JP7083975B2 (ja) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | 抗菌性組成物、抗菌性組成物を含む骨再生用材料、及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018108486A JP7083975B2 (ja) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | 抗菌性組成物、抗菌性組成物を含む骨再生用材料、及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019210251A true JP2019210251A (ja) | 2019-12-12 |
JP7083975B2 JP7083975B2 (ja) | 2022-06-14 |
Family
ID=68845717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018108486A Active JP7083975B2 (ja) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | 抗菌性組成物、抗菌性組成物を含む骨再生用材料、及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7083975B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015005205A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 国立大学法人名古屋工業大学 | 骨欠損部充填材料、及びその製造方法 |
JP2016172656A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 太平洋セメント株式会社 | 微小炭酸カルシウム中空粒子 |
WO2017029482A1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Imerys Minerals Limited | Inorganic particulate containing antimicrobial metal |
-
2018
- 2018-06-06 JP JP2018108486A patent/JP7083975B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015005205A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 国立大学法人名古屋工業大学 | 骨欠損部充填材料、及びその製造方法 |
JP2016172656A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 太平洋セメント株式会社 | 微小炭酸カルシウム中空粒子 |
WO2017029482A1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Imerys Minerals Limited | Inorganic particulate containing antimicrobial metal |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DLUGOSZ MACIEJ, BULWAN MARIA, KANIA GABRIELA, NOWAKOWSKA MARIA, ZAPOTOCZNY SZCZEPAN: "Hybrid calcium carbonate/polymer microparticles containing silver nanoparticles as antibacterial age", JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH, vol. 14, 12, JPN6022014004, 2012, pages 1 - 8, ISSN: 0004750114 * |
横田倫啓、本田みちよ、大坂直也、牧田昌士、西川靖俊、春日敏宏、相澤守: "抗菌性を備えた銀含有リン酸カルシウム微小球の合成とその特性評価", 日本バイオマテリアル学会大会予稿集, vol. 39, JPN6022014005, 2017, pages 109, ISSN: 0004750113 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7083975B2 (ja) | 2022-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ahmed et al. | Blend biopolymeric nanofibrous scaffolds of cellulose acetate/ε-polycaprolactone containing metallic nanoparticles prepared by laser ablation for wound disinfection applications | |
Mirzaee et al. | Synthesis and characterization of silver doped hydroxyapatite nanocomposite coatings and evaluation of their antibacterial and corrosion resistance properties in simulated body fluid | |
Wang et al. | Surface modification of titanium implants by silk fibroin/Ag co-functionalized strontium titanate nanotubes for inhibition of bacterial-associated infection and enhancement of in vivo osseointegration | |
Yan et al. | Preparation and characterization of chitosan-silver/hydroxyapatite composite coatings onTiO2 nanotube for biomedical applications | |
Shen et al. | Carboxylated chitosan/silver-hydroxyapatite hybrid microspheres with improved antibacterial activity and cytocompatibility | |
Ullah et al. | Simultaneous co-substitution of Sr2+/Fe3+ in hydroxyapatite nanoparticles for potential biomedical applications | |
US10926000B2 (en) | Deposition-conversion method for tunable calcium phosphate coatings on substrates and apparatus prepared thereof | |
Sutha et al. | In-vitro bioactivity, biocorrosion and antibacterial activity of silicon integrated hydroxyapatite/chitosan composite coating on 316 L stainless steel implants | |
Donya et al. | Morphological features and mechanical properties of nanofibers scaffolds of polylactic acid modified with hydroxyapatite/CdSe for wound healing applications | |
Malagurski et al. | Synthesis and antimicrobial properties of Zn-mineralized alginate nanocomposites | |
Jariya et al. | Drug delivery and antimicrobial studies of chitosan-alginate based hydroxyapatite bioscaffolds formed by the Casein micelle assisted synthesis | |
Kolanthai et al. | Effect of solvent; enhancing the wettability and engineering the porous structure of a calcium phosphate/agarose composite for drug delivery | |
Wang et al. | Nanocalcium-deficient hydroxyapatite–poly (ɛ-caprolactone)–polyethylene glycol–poly (ɛ-caprolactone) composite scaffolds | |
Liu et al. | The regulating effect of trace elements Si, Zn and Sr on mineralization of gelatin-hydroxyapatite electrospun fiber | |
Sobczak-Kupiec et al. | Physicochemical and biological properties of hydrogel/gelatin/hydroxyapatite PAA/G/HAp/AgNPs composites modified with silver nanoparticles | |
Ahmed et al. | Nanofibers scaffolds of co-doped Bi/Sr-hydroxyapatite encapsulated into polycaprolactone for biomedical applications | |
Jariya et al. | Development of a novel smart carrier for drug delivery: Ciprofloxacin loaded vaterite/reduced graphene oxide/PCL composite coating on TiO2 nanotube coated titanium | |
El-Naggar et al. | Thallium/vanadate co-substitutions through hydroxyapatite/polycaprolactone nanofibrous scaffolds for biomedical domains | |
Johari et al. | Poly (ε-caprolactone)/nano fluoridated hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering: in vitro degradation and biocompatibility study | |
Ataie et al. | Carboxymethyl carrageenan immobilized on 3D-printed polycaprolactone scaffold for the adsorption of calcium phosphate/strontium phosphate adapted to bone regeneration | |
Karthika | Biocompatible iron and copper incorporated nanohydroxyapatite coating for biomedical implant applications | |
Sukhodub et al. | Antibacterial and physical characteristics of silver-loaded hydroxyapatite/alginate composites | |
Megha et al. | Structural and biological properties of novel Vanadium and Strontium co-doped HAp for tissue engineering applications | |
Pishva et al. | Gallic acid-grafted hybrid strontium fluoride/polycaprolactone nanocomposite fibers for bone regeneration | |
Liu et al. | Polydopamine and CuS/CaCO3 nanocomposites coated titanium alloy screw as efficient antibacterial device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210525 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20210628 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7083975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |