【特集】生体材料セラミックスの最新動向
Recent Trend of Research for High Performance Biomaterials

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特集にあたって
Preface

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中平敦(大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質化学専攻 マテリアル分野 教授;東北大学 金属材料研究所附属研究施設関西センター)


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アパタイトのカチオン置換と特性
Characterization and Evaluation of Hydroxyapatite doped with Metal Cation

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中平敦(大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質化学専攻 マテリアル分野 教授;東北大学 金属材料研究所附属研究施設関西センター)

　ZnあるいはMgで置換された水酸アパタイトを対象に,さまざまなプロセスを用いてカチオン置換型水酸アパタイト単一相を合成し,それらの構造と特性評価を行った。これら置換アパタイトは高性能骨充填材料,インプラント材料の高性能化,金属インプラントへのコーティングによる表面処理などへの応用展開が期待される。

【目次】
1.はじめに
2.カチオン置換水酸アパタイト
2.1　Zn置換水酸アパタイトの合成と評価
2.2　Mg置換水酸アパタイトの合成と評価
3.おわりに


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外部シグナルに応答して内包物を放出する有機―無機ハイブリッドカプセル
Organic-inorganic Hybrid Capsules with Stimuli-responsive Release Functions

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片桐清文(広島大学 大学院　工学研究科　応用化学専攻　助教)
河野健司(大阪府立大学 大学院　工学研究科　物質・化学系専攻　応用化学分野　教授)
青島貞人(大阪大学 大学院　理学研究科　高分子科学専攻　教授)

　薬剤をターゲットとなる患部に送達するドラッグデリバリーシステム(DDS)への注目が近年高まっている。DDSに用いるカプセル材料には,体内中の薬剤分布を量的,空間的,時間的に制御する特性が求められる。本稿では,有機物質と無機物質の機能を融合することで,外部シグナルに応答しオンデマンドで内包物を放出する機能を付与したスマートカプセルを開発した研究例を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.コロイド粒子をテンプレートとした交互積層法による中空カプセルの作製
3.TiO2を用いた紫外線応答性マイクロカプセル
4.磁性ナノ粒子を用いた磁場応答性マイクロカプセル
5.磁性ナノ粒子と温度感受性高分子を組み込んだハイブリッドリポソーム
6.おわりに


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硬組織再生用材料
Bioceramics for Tissue Regeneration

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松本卓也(岡山大学 大学院　医歯薬学総合研究科　生体材料学分野　教授)

　硬組織再生をリン酸カルシウム系材料で達成するためには,材料そのものの分解性制御に加え,液性因子,細胞,組織との親和性を高める必要がある。本稿では,これら目的を目指したさまざまな材料修飾,作製方法について最近のトレンドとともに解説する。

【目次】
1.はじめに
2.硬組織再生のターゲット疾患と骨組織再生医療の現況
3.硬組織再生用無機材料
4.細胞,増殖因子キャリアとして必要な材料性質と形態
5.有機無機複合材料
5.1　物理的複合化方法
5.2　化学的複合化方法
5.3　表面加工方法
5.4　擬似的石灰化方法
6.おわりに


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人工関節材料
Materials for Artifi cial Joints

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村上隆幸(京セラメディカル(株)　研究開発統括部　研究部　生体材料研究課　材料1係)
池田潤二(京セラメディカル(株)　研究開発統括部　研究部　生体材料研究課　材料1係　係長)
宮路史明(京セラメディカル(株)　研究開発統括部　研究部　生体材料研究課　材料1係　部長)
※ 2012年4月1日 日本メディカルマテリアル(株)より社名変更致しました。

　人工関節におけるセラミックス材料は,耐摺動部材または骨との固定性向上のための表面処理材の一つとして長年使用され続けてきた。今後,高齢化が進むに伴い人工関節のさらなる長寿命化が求められ,セラミックス材料が担う役割も増していくと予想される。そこで,本稿では,人工関節に使用されるセラミックス材料の役割と現状について述べる。

【目次】
1.はじめに
2.摺動部用セラミックス
3.骨との固定
4.まとめ,今後の展望


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セラミック系人工骨の開発
Development of Ceramic Bone Graft Substitutes

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井上晃(オリンパステルモバイオマテリアル(株)　開発部　チーフマネージャー)
溝渕秀敏(オリンパステルモバイオマテリアル(株)　開発部　プロダクトエンジニア)
小川哲朗(オリンパステルモバイオマテリアル(株)　代表取締役社長)

　水酸アパタイトセラミックス人工骨が開発されてからおよそ40年が過ぎ,さまざまな組成,構造,特性を有する人工骨が本格的に市場導入されている。本稿では,骨と直接結合する水酸アパタイト(Hydroxyapatite ; HAP)や生体内で吸収され骨と置換するリン酸三カルシウム(β-tricalcium phosphate ;β-TCP)および有機無機複合型人工骨であるβ-TCP-コラーゲン複合材について概説する。

【目次】
1.はじめに
2.非吸収性骨補填材
3.吸収性骨補填材
4.有機/無機複合型人工骨について
5.人工骨の今後の展望


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ナノマテリアルによる再生医療 ―脳機能再建をめざして―
Regenerative Therapy for Brain Diseases with Neuronal Cell Transplantation and Intelligent Scaff old

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小野寺宏(CREST 精神神経疾患の分子病態理解に基づく診断治療へ向けた新技術の創出　研究代表者)

　iPS細胞を用いた再生医療に期待が集まるが従来の脳移植法では十分な治療効果は得られない。神経線維伸長阻害因子のために移植神経細胞とホスト脳との間で有効な神経回路を構築できないためである。神経回路を再構築するための足場素材開発を目指す我々の研究について概説する(CREST 精神神経疾患の分子病態理解に基づく診断治療へ向けた新技術の創出)。

【目次】
1.はじめに:従来の脳移植方法(=神経細胞の脳注射)の限界
2.神経細胞移植用足場の条件
3.神経細胞用足場のインテリジェント化
3.1　細胞接着機能
3.2　汎用性
3.3　薬物溶出
3.4　臓器内での正確な足場敷設
3.5　除去可能な足場
4.金属足場
5.高分子足場
6.センサとしての足場:超小型電極の開発
7.おわりに


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Material Report　R&D

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紫外線照射で液体に変化する再利用可能な感光性有機材料
Reusable Light.sensitive Organic Materials that Liquefy upon Irradiation of Light

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則包恭央((独)産業技術総合研究所　電子光技術研究部門　主任研究員)

　物質の固体―液体―気体の状態変化は,通常は熱の移動(温度の変化)によって生じる現象である。筆者らは最近,アゾベンゼンの光異性化反応と呼ばれる可逆的(繰り返し可能)な光反応を活用することにより,光によって溶け,さらに加熱によって元の固体に戻る有機材料の開発に成功した。本稿では,この新奇な材料を紹介し,今後の展望について述べる。

【目次】
1.はじめに
2.可逆的な光反応
3.アゾベンゼンの光異性化
4.光で溶ける有機材料
4.1　分子設計
4.2　合成方法および基礎物性
4.3　溶液中での光応答性挙動
4.4　光で溶ける現象
5.おわりに


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Series　連載「生体組織光学」―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで― (2)

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生体組織の光散乱
Scattering Properties of Biological Tissues

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粟津邦男(大阪大学 大学院　工学研究科　環境・エネルギー工学専攻　教授)
本多典広(大阪大学 大学院　工学研究科　環境・エネルギー工学専攻)
Steven L.Jacques(Oregon Health & Science University Biomedical Engineering and Dermatology Professor)

　光学特性の1つである散乱特性について述べる。生体組織のマクロやミクロな構造により生じる光の散乱について述べ,生体組織内での光の散乱について理解する。また,生体組織の散乱のしやすさを表す散乱係数という概念と,光の散乱強度の角度依存性について述べる。

【目次】
1.生体内における光の散乱物質
2.散乱係数の定義
3.異方性因子の定義
4.換算散乱係数の定義
5.まとめ


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機能材料マーケットデータ

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液晶パネル
Market Trend of Liquid Crystal Panel

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【目次】
1.HTPS パネル
1.1　概要
1.2　市場動向
1.3　企業動向
1.4　開発動向
2.LCOS パネル
2.1　概要
2.2　市場動向
2.3　企業動向
2.4　開発動向
(1)　小型高精細化
(2)　単板化