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バイオインプラントのナノ表面加工におけるインプロセス表面改質技術の研究開発

Research Project

Project/Area Number 15760086
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

片平 和俊  独立行政法人理化学研究所, 大森素形材工学研究室, 研究員 (70332252)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Fiscal Year 2004: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2003: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords研削加工 / 表面改質 / バイオマテリアル / 酸化皮膜
Research Abstract

本研究は生体内で使用する人工関節,インプラント,医療用マイクロ部品を構成するバイオマテリアルを,高精度に加工すると同時に所望の表面機能(耐食性,耐摩耗性)を付与し得る技術の開発を目的として行っている.具体的には本年度で下記のような成果が得られた.
1.バイオマテリアルのためのナノ表面加工技術の開発:
バイオマテリアルのナノレベルな加工技術確立のために,申請者らがこれまで進めてきた超精密鏡面研削技術をアップグレードさせ適用した.金属系ボンド材でダイヤモンド粒を固めた超微粒ダイヤモンド砥石を使用し,バイオマテリアルの幾何学的表面性状を数ナノメートルの高品位に仕上げることにほぼ成功している.
2.バイオマテリアルのインプロセス表面改質加工法の開発:
研削中にバイオマテリアル表面に強固な酸化皮膜を積極的かつ効率良く生成することを狙った.具体的には,研削液中に水酸化イオンを過飽和に発生させ,それをワーク表面(+電位)に電気泳動により安定な酸化皮膜として定着させた.本原理を研削加工中にインプロセスで実現することで,バイオマテリアルの表面改質が可能なプロセスおよび制御技術確立に向けた基礎データを十分に得た.
3.バイオマテリアルのナノ表面改質加工面の機能評価:
バイオマテリアルの使用寿命の長期化と安全性を確保するためには,本年度は,上記1,2のプロセスで創製したバイオマテリアルを,生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,バイオマテリアルの表面局所領域の化学反応をシミュレートした耐食性評価試験等の実験的検証を行った.その結果,本技術で創製したバイオマテリアルは優れた生態適合性を有することが明らかとなった.
これらの研究成果より得られた結果をフィードバックしつつ統合化を図り,バイオマテリアルのナノ表面改質加工技術,人に優しいバイオコンポーネントの生産技術の確立に向けた成果を狙う.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2004 Other

All Journal Article (2 results) Book (1 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Investigation on Color-Finishing Process Conditions for Titanium Al1oy applying a New Electrical Grinding Process2004

    • Author(s)
      Ohmori H., Katahira K., Mizutani M., Komotori J.
    • Journal Title

      Annals of the CIRP 53・1

      Pages: 455-458

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 電気化学反応を利用した表面改質加工技術に関する研究-被加工物に対する電流印加の影響-2004

    • Author(s)
      水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 伊藤伸英, 大森整, 根本昭彦
    • Journal Title

      砥粒加工学会誌 48・7

      Pages: 387-391

    • NAID

      10013138957

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] Progress of Machinig Technology "Color Finishing of Titanium Alloy using a New Electrical Grinding Technique"2004

    • Author(s)
      Katahira K., Ohmori H., Mizutani M., Komotori J.
    • Total Pages
      1017
    • Publisher
      Aviation industry press
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Maehama F., Mizutani M., Komotori J., Katahira K., Watanabe Y., Ohmori H.: "Effect of ELID grinding on fatigue properties of stainless steel"Journal of Material Testing Research Association of Japan. 48・4. 129-132 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Mizutani M., Katahira K., Komotori J., Nagata J., Ohmori H.: "Surface finishing for biomaterials -Application of the ELID grinding method"International Journal of Modern Physics B. 17・8&9. 1395-1400 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 水谷正義, 小茂鳥潤, 片平和俊, 渡邉裕, 大森整: "金属系生体材料(Ti-6Al-4V合金)の腐食特性に及ぼすELID研削の効果"精密工学会誌. 69・12. 1744-1748 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Mizutani M., Komotori J., Katahira K., Ohmori H., Watanabe Y.: "Advances in Abrasive Technology VI "Improvement of Corrosion Resistance and Mechanical Properties of Biomaterial (Ti-6Al-4V alloy) by ELID grinding""Trans Tech Publications, Switzerland. 589 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Katahira K., Ohmori H., Uehara Y., Lin W., Komotori J., Mizutani M.: "Advances in Abrasive Technology VI "Fabrication of High-quality Surface on Micro-tool by ELID Grinding Technique""Trans Tech Publications, Switzerland. 589 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Komotori J., Mizutani M., Katahira K., Ohmori H.: "International Progress on Advanced Optics and Sensors "Surface Treatment for Metallic Biomaterials by ELID Grinding""Universal Academy Press Inc.. 477 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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