低温で形成された低結晶リン酸カルシウムアパタイトの薄膜

バルク特性を変更せずに生体適合性を改善するための生体材料の表面修飾は、多くの臨床応用で望まれ、生体材料研究および産業の新たな技術となっています。本研究では、金属、有機組織マトリックス、メガネ、無機セラミック、および低結晶性アパタイト結晶（LCA）の薄膜を備えた有機ポリマーの固体表面をコーティングする簡単な方法が開発されました。カルシウムおよびリン酸イオンを含む酸性溶液をアルカリ溶液で中和し、低温でリン酸カルシウムを形成しました。固体リン酸カルシウム粒子の沈殿物は、ろ過によって除去されました。リン酸カルシウム沈殿物の形成に関与していないろ過イオン溶液中の遊離イオンの濃度は、低温の固体表面に不均一な核生成を誘導するのに十分な高さでした。リン酸カルシウム結晶の薄い層は、金属、メガネ、無機セラミック、疎水性ポリマーを含む有機ポリマー、およびこの溶液を使用して生物学的組織マトリックスの表面に形成されました。結晶の薄い層は、骨結晶のような大量の不安定なイオンを含む、生理学的溶液に溶解しなかった、リン酸塩カルシウムのアパタイト結晶が不十分であることで構成されていました。この結晶層に取り付けられ、よく増殖したさまざまな細胞がよく増殖しました。

Surface modification of biomaterials to improve biocompatibility without changing their bulk properties is desired for many clinical applications and has become an emerging technology in biomaterial research and industry. In the present study, a simple method of coating the solid surfaces of metals, organic tissue matrices, glasses, inorganic ceramics as well as organic polymers with a thin film of low-crystalline apatite crystals (LCA) was developed. Acidic solution containing calcium and phosphate ions was neutralized with alkaline solution to form calcium phosphate precipitates at low temperature. Precipitates of solid calcium phosphate particles were, then, removed by filtration. Concentration of free ions in the filtered ion solution which were not involved in the formation of calcium phosphate precipitate was high enough to induce the heterogeneous nucleation on the solid surfaces at low temperature. Thin layers of calcium phosphate crystals were formed on the surfaces of metals, glasses, inorganic ceramics, organic polymers including hydrophobic ones, and biological tissue matrices with this solution. The thin layer of crystals consisted of poorly crystalline calcium phosphate apatite crystals which contain high amount of labile ions like bone crystals and did not dissolve in the physiologic solutions. Various cells attached to this crystal layer and proliferated well.