炭酸アパタイト骨補填材について

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１.　生命の誕生と骨格組成　―炭酸カルシウムから炭酸アパタイトへの進化―

　138億年前にビッグバンがおこり、46億年前に地球が誕生した。当時の地球にはオゾン層が存在しなかったため、紫外線が地表に降り注いでおり、生命が地上で生まれることはなかった。
　38億年前に海中で「古細菌」が生命体の誕生とされている。生命体は進化し、海の中で無脊椎動物が誕生した。無脊椎動物である貝や海老、蟹などが骨格組成として選択したのは炭酸カルシウムである。
　表１は海水中に含まれる元素をまとめたものであるが、この元素の組み合わせで不溶性化合物は炭酸カルシウムとなる。すなわち、無脊椎動物は海水に含まれる元素を用いて、外骨格を形成したとされている。

138億年前にビッグバンがおこり、46億年前に地球が誕生した。当時の地球にはオゾン層が存在しなかったため、紫外線が地表に降り注いでおり、生命が地上で生まれることはなく、38億年前に海中で生命が誕生した。海で誕生した「古細菌」が生命体の誕生とされている。生命体は進化し、海の中で無脊椎動物が誕生した。
　無脊椎動物である貝や海老、蟹などが骨格組成として選択したのは炭酸カルシウム(CaCO₃)である。
　表１は海水中に含まれる元素をまとめたものであるが、この元素の組み合わせで不溶性化合物は炭酸カルシウムとなる。すなわち、無脊椎動物は海水に含まれる元素を用いて、外骨格を形成したとされている。

骨の無機主成分は炭酸基を６～９％含む炭酸アパタイトです。炭酸アパタイト粉末は容易に調製できるのですが、身体の中では粉末は炎症反応を惹起します。一般的にセラミックス粉末は焼結してブロックや顆粒としますが、炭酸基を含む炭酸アパタイトは熱分解されるため焼結できません。
　歴史的には１９７０年代に骨の無機主成分である炭酸アパタイトから炭酸基を除去した水酸アパタイトが調製され、水酸アパタイトは焼結できること、水酸アパタイト焼結体は骨伝導性（骨欠損部に埋植すると、既存骨から骨が伸びてきて材料表面に結合する性質）を示すことが発見されました。
　（ちなみに水酸アパタイトの発明がバイオセラミックスの始まりと言われています。）
　しかしながら、自家骨と比較すると水酸アパタイト焼結体は骨伝導性に劣ります。また、自家骨は骨に置換されますが、水酸アパタイト焼結体は骨に置換されないという重篤なな欠点があります。そのため、自家骨採取に伴う健全部位への侵襲があるにも関わらず、骨再建術においては自家骨移植が第一選択とされてきました。
　九州大学では炭酸カルシウムブロックなどの前駆体を用いた溶解析出反応によって水溶液中で炭酸アパタイトブロックを調製する方法を見出し、国際特許を取得しました。
　炭酸アパタイト骨補填材は、水酸アパタイトに比較して圧倒的な骨伝導性をしめし、自家骨と同様に骨に置換されます。
　これまで荷重が付加されるインプラントに使用できる骨補填材はありませんでしたが、2017年12月２４日に炭酸アパタイト骨補填材は荷重が付加されるインプラントを含め、すべての歯科・口腔外科領域で用いることができる骨補填材としてPMDAから承認を得ました。また、2018年２月から株式会社ジーシーより「サイトランス　グラニュール」として販売されました。

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