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分野メンバー
教授山下仁大
准教授永井亜希子
助教中村美穂
助教堀内尚紘
非常勤講師和田徳雄
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研究内容[紹介資料]
  1. エレクトロベクトルセラミックスの創製

    ハイドロキシアパタイトなどのある種のセラミックスは，熱電気的な操作によりセラミックス内部にイオン分極を発生させることができ，この結果大きな電荷を長期間にわたって表面に誘起できる。この表面誘起電荷の効果はmmオーダーの限定された領域において有効であり，これをエレクトロベクトル効果と名付けた。このエレクトロベクトル効果をもつエレクトロベクトルセラミックスの創製を行っている。

  2. エレクトロベクトルセラミックスによる電場空間の局所制御

    どのようなバイオセラミックスが上述のエレクトロベクトルセラミックと成り得、またどの程度のエレクトロベクトル効果を発揮し得るかということは、そのセラミックスの電気的特性からある程度予測できる。本研究室では種々のバイオセラミックスの電気特性評価を通して、これまでに、ハイドロキシアパタイトに加え、バイオアクティブグラスやイットリア安定化ジルコニア、炭酸アパタイトなどもエレクトロベクトルセラミックスとしての応用が可能であることを見出している。現在は、これらのエレクトロベクトルセラミックス上の電場空間の局所制御をめざし、特に欠陥形成や結晶歪などのセラミックス表面構造との関連から、バイオセラミックスの分極機構に関する詳細な解析を行っている。

  3. エレクトロベクトルセラミックスによる生体マニュピュレーション

    上述のエレクトロベクトル効果のもつ静電エネルギーは限定された空間においてのみ有効であるため，局所的反応のコントロールが可能である。従って，エレクトロベクトルセラミックスは，そのセラミックスのもつ表面特性と静電エネルギーによりターゲット領域の生体内反応をイオンレベルから組織レベルまでマニュピュレートすることができる。実際に分子生物学的手法や免疫学的手法を用いた解析により、タンパク質吸着、細菌吸着、培養細胞の増殖・接着・分化や骨組織の修復に効果があることが判明している。

  4. セラミックスによる医療用デバイスの開発

    上述のエレクトロベクトルセラミックによる自家骨に近い骨形成能をもつ人工骨・人工関節・人工歯根などの硬組織インプラントシステムの開発、ゾル・ゲル法によるハイドロキシアパタイトコーティング薄膜の開発を行っている。更に、血管再生医工学材料の開発も行っている。また、セラミックスによる口腔内環境のコントロールや審美性の改善，効率的で精度の高い臨床検査診断法の開発を行っている。

研究業績[年報データ]
原著論文
  1. Nakamura M, Nagai S, Tanaka Y, Sekijima Y, Yamashita K. Polarized Hydroxyapatite Promotes Spread and Motility of Osteoblastic Cells. J Biomed Mater Res A, in press (Published online: 9 Mar 2009).
  2. Okabayashi R, Nakamura M, Okabayashi T, Tanaka Y, Nagai A, Yamashita K. Efficacy of polarized hydroxyapatite and silk fibroin composite dressing on epidermal recovery from full-thickness porcine skin wounds. J Biomed Mater Res Applied Biomaterials B, in press (Published online: 11 Feb 2009).
  3. Nakamura S, Kobayashi T, Nakamura M, Itoh S, Yamashita K. Electrostatic surface charge acceleration of bone ingrowth of porous hydroxyapatite/-tricalcium phosphate ceramics. J Biomed Mater Res A, in press (Published Online: 29 Jan 2009).
  4. Okura T, Monma H, Yamashita K. Na+-fast ionic conducting glass-ceramics of silicophosphates. J Electroceram, in press (Published online: 6 March 2008).
  5. Wada N, Nakamura M, Tanaka Y, Kanamura K, Yamashita K. Formation of Calcite Thin Films by Cooperation of Polyacrylic Acid and Self-generating Electric Field due to Aligned Dipoles of Polarized Substrates. J Colloid Interface Sci 2009; 330: 374-379.
  6. Nakamura S, Kobayashi T, Nakamura M, Yamashita K, Enhanced in vivo Responses of Osteoblasts in Electrostatically Activated Zone by Hydroxyapatite Electrets. J Mater Sci: Mater Med. 2009; 20: 99-103.
  7. Iwasaki T, Tanaka Y, Nakamura M, Nagai A, Katayama K, Yamashita K. Electrovector effect on bone-like apatite crystal growth on inside pores of polarized porous hydroxyapatite ceramics in simulated body fluid. J Ceram Soc Jpn　2008; 116: 23-27.
  8. Nagai A, Yamashita K, Imamura M, Azuma H, Hydroxyapatite Electret Accelerates Reendothelialization and Attenuates Intimal Hyperplasia Occurring After Endothelial Removal of the Rabbit Carotid Artery, Life Sci　2008; 82 (23-24): 1162-1168.
  9. Tanaka Y, Takata S, Shimoe K, Nakamura M, Nagai A, Toyama T, Yamashita K. Conduction properties of non-stoichiometric hydroxyapatite whiskers for biomedical use. J Ceram Soc Jpn 2008; 116: 815-821.
  10. Okura T, Takahashi T, Monma H, Yamashita K, Effect of Substitution of Si with V and Mo on Ionic Conductivity of Na5YSi3O12-type Glass-Ceramics, Solid State Ionics, 2008; 179: 1291-1295.
  11. Iwasaki T, Tanaka Y, Nakamura M, Nagai S, Hashimoto K, Toda Y, Katayama K, Yamashita K. Rate of bonelike apatite formation accelerated on polarized porous hydroxyapatite. J Am Ceram Soc 2008; 116: 23-27.
  12. Yamashita K, Tanaka Y, Robotti P, Bianchi G. Development of polarized hydroxyapatite ceramics and coatings for novel applications. Global roadmap for ceramics & ICC2 proceedings: 6 pages, 2008.
  13. Ohashi N, Nakamura M, Nagai A, Tanaka Y, Sekijima Y, Yamashita K. Comparison of hydroxyapatite with carbonate apatite in osteoclastic cell resorptive activity. Key Eng Mater 2008; 361-363: 1039-1042.
  14. Nakamura M, Nakamura S, Sekijima Y, Niwa K, Kobayashi T, Yamashita K. Role of Blood Coagulation Components as Intermediators of High Osteoconductivity of Electrically Polarized Hydroxyapatite J Biomed Mater Res A 79(3): 627-634 2006
  15. Nakamura M, Ohashi N, Nagai A, Sekijima Y, Tanaka Y, Yamashita K. Regulation of osteoblast-like cell behaviors on hydroxyapatite by electrical polarization. Key Eng Mater 2008; 361-363: 1055-1058.
共同研究機関
工学院大学
埼玉県立大学短期大学部
千葉工業大学
東海大学
東京理科大学
東邦大学
日本大学
麻布大学
独立行政法人農業生物資源研究所
University of Turku, Finland
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