サケ魚の骨廃棄物に由来するリン酸カルシウムバイオセラミクスの機械的および生体適合性特性

魚の廃棄物に由来する天然のリン酸塩は、生物医学用途のための有望な材料です。ただし、焼結されたセラミックは、機械的および生物学的特性に関して完全に特徴付けられていません。この研究では、天然のリン酸カルシウムは、サケ魚の骨廃棄物からの熱焼成プロセスを通じて合成されました。サーモン由来のリン酸カルシウム（SCAP）は、さまざまな温度で焼結して、天然のリン酸カルシウムバイオセラミクスを得て、その微細構造、機械的特性、生体適合性の観点から調査されました。特に、この作業は、SCAPバイオセラミクスの相対密度と微小硬度に対する穀物サイズの影響に関係しています。焼結scapのCa/p比は、焼結温度が1000°Cから1300°Cの上昇した場合、1.73から1.52の範囲でした。得られたすべてのSCAPバイオセラミクスの結晶相は二相性であり、ヒドロキシアパタイト（HA）とリン酸三カルシウム（TCP）で構成されていました。SCAPバイオセラミクスの密度と微小硬度は、温度間隔1000〜1100°Cで増加しましたが、1100°Cを超える温度では、これらの特性は大幅に変化しませんでした。116 MPaの最高の圧縮強度は、1100°Cで焼結されたサンプルについて記録されました。in vitroの生体適合性は、骨肉腫（SAOS-2）細胞の挙動でも調べられ、SCAPバイオセラミクスには細胞毒性効果がなかったことを示しています。サーモン由来の二相性リン酸カルシウム（BCP）は、骨置換材料の発生に寄与する可能性があります。

Natural calcium phosphates derived from fish wastes are a promising material for biomedical application. However, their sintered ceramics are not fully characterized in terms of mechanical and biological properties. In this study, natural calcium phosphate was synthesized through a thermal calcination process from salmon fish bone wastes. The salmon-derived calcium phosphates (sCaP) were sintered at different temperatures to obtain natural calcium phosphate bioceramics and then were investigated in terms of their microstructure, mechanical properties and biocompatibility. In particular, this work is concerned with the effects of grain size on the relative density and microhardness of the sCaP bioceramics. Ca/P ratio of the sintered sCaP ranged from 1.73 to 1.52 when the sintering temperature was raised from 1000 to 1300 °C. The crystal phase of all the sCaP bioceramics obtained was biphasic and composed of hydroxyapatite (HA) and tricalcium phosphate (TCP). The density and microhardness of the sCaP bioceramics increased in the temperature interval 1000-1100 °C, while at temperatures higher than 1100 °C, these properties were not significantly altered. The highest compressive strength of 116 MPa was recorded for the samples sintered at 1100 °C. In vitro biocompatibility was also examined in the behavior of osteosarcoma (Saos-2) cells, indicating that the sCaP bioceramics had no cytotoxicity effect. Salmon-derived biphasic calcium phosphates (BCP) have the potential to contribute to the development of bone substituted materials.