カルシウムイオン修飾の有無によるフィブロネクチンのチタンへの吸着

抄録

目的：チタン（Ti）インプラント埋入時，インプラント─組織界面の最初の生物学的反応はタンパク質の吸着であり，タンパク質のTiへの吸着挙動の解明は重要である．本研究では水晶振動子マイクロバランス（QCM）法を用いて，カルシウム（Ca）イオンの修飾の有無がフィブロネクチンのTiへの吸着に与える影響について調べた．

方法：27 MHzのQCM装置を使用した．QCM測定用TiセンサーをCaCl₂水溶液で処理し，Caイオン修飾Ti（Ca-Ti）センサーを得た．TiおよびCa-Ti表面を原子間力顕微鏡で観察し，表面粗さ，水に対する接触角およびエックス線光電分光（XPS）測定を行った．ヒト血漿由来フィブロネクチンのTiおよびCa-Tiセンサーへの吸着をQCM法にて測定した．フィブロネクチン注入60分までの振動数の減少を観測し，Sauerbreyの式を用いてフィブロネクチンの吸着量を算出した．さらに，振動数減少曲線のカーブフィッテングによって見かけの吸着速度Kobsを求めた．

結果：TiとCa-Tiとの間で表面粗さと接触角に有意差はなく，どちらも親水性であった．XPS測定の結果，Ca-Ti表面のCaの存在が確認できた．QCM測定では，Ca-TiはTiより早く，またより大きな振動数の減少を示した．Ca-TiはTiより有意にフィブロネクチンの吸着量が多く，Kobsも大きかった．

結論：CaイオンはTiへのフィブロネクチンの吸着で重要な役割を果たしていた．Caイオンによる修飾はフィブロネクチンのTiの吸着量を増加させるだけでなく，初期の吸着速度も向上させた．