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生体用金属ガラスワイヤーの作製

Research Project

Project/Area Number 18760526
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

永瀬 丈嗣  Osaka University, 大学院・工学研究科, 助教 (50362661)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords金属ガラス / 生体材料 / ワイヤー / ファイバー / 機械的性質 / プロセス / 液体直接紡糸法 / 溶融抽出紡糸法 / 金属アモルファス / ものづくり / 実用化 / 細線
Research Abstract

生体内加重保持用ワイヤー材料ならびに生体再生用足場ワイヤーメッシュ材料には、生体親和性・高強度・低ヤング率の3点が要求される。金属材料は、基本的には生体にとって異質の材料であり、生体親和性の観点から使用できる金属元素は大きく制約される。金属-生体親和性等の観点からすれば、一部のTi・ ZrおよびPt-Pd基合金がその候補材料となるが、いずれも生体骨に比べ極めて高いヤング率を示す致命的問題点があり、応力が付加された場合、ヤング率の違いにより、人工骨/生体骨界面に弾性歪を生じ、長年の使用の際に界面剥離を誘発してしまう。
そこで、本研究では、金属結晶に比べて約1/3のヤング率を示す金属ガラス材料に注目し、生体用金属ワイヤーの開発を試みた。具体的には、Zr基バルク金属ガラス合金として一般的な、Vitreloy・BAM-1 1 ・ Zr-A1-Ni-Cu合金の構成元素のうち、NiをCoに、A1をTiで置換する事により、生体用金属ワイヤーの作製を試みた。その結果、Ni-Free Zr-Al-Co-Cu, Ni-Free Zr-Ti-Al-CuおよびNi and Al freeZr-Ti-Co基金属ガラス細線の作製を達成した。本成果は、従来型のアモルファス細線作製手法である回転液柱紡糸法ではなく、新たに開発された溶融抽出紡糸法を用いて達成されたものである。また、本研究により作製された金属ガラスワイヤーは、500MPaを超える高強度を有しながらも、密着曲げ可能なほど良好な延性を有していることも明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Electron Irradiation Induced Crystallization Behavior in Zr__<66.7>M__<33.3>2007

    • Author(s)
      Y. Umakoshi, T. Nagase and T. Hosokawa
    • Journal Title

      Materials Transactions 48

      Pages: 1644-1650

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unique nano-crystalline structure formation in Zr-Pd metallic glass by electron irradiation technique2007

    • Author(s)
      Y. Umakoshi, T. Nagase and T. Hosokawa
    • Journal Title

      Materials Science Forum 561-565

      Pages: 1407-1412

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron irradiation induced crystallization of supercooled liquid in Zr based alloys2007

    • Author(s)
      T.Nagase, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Materials Transactions 48巻・2号

      Pages: 151-157

    • NAID

      10018508575

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron irradiation induced nano-crystallization in Zr_<66.7>Ni_<33.3> amorphous alloy and Zr_<60>Al_<15>Ni_<25> metallic glass2007

    • Author(s)
      T.Nagase, M.Nakamura, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Intermetallics 15巻・2号

      Pages: 211-224

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Solid state amorphization and crystallization in Zr_<66.7>Pd_<33.3> metallic glass2006

    • Author(s)
      T.Nagase, T.Hosokawa, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Intermetallics 114巻・8-9号

      Pages: 1027-1032

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron-Irradiation Induced Phase Transformation of Amorphous, Supercooled Liquid and Crystalline Phases in Zr_<66.7>Cu_<33.3> Metallic Glass2006

    • Author(s)
      T.Nagase, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Materials Transactions 47巻・6号

      Pages: 1469-1479

    • NAID

      10018160299

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of crystallization behavior on the oxidation resistance of a Zr-Al-Cu metallic glass below the crystallization temperature2006

    • Author(s)
      Y.Wu, T.Nagase, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Journal of Non-crystalline Solids 352巻・28-29号

      Pages: 3015-3026

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Deformation behavior of Zr_<60.0>Al_<15.0>Ni_<25.0> metallic glass2006

    • Author(s)
      Y.Umakoshi, T.Nagase, M.Nakamura
    • Journal Title

      Intermetallics 14巻・8-9号

      Pages: 1079-1084

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron Irradiation Induced Crystal-to-amorphous-to-crystal transition in some metallic glasses

    • Author(s)
      T.Nagase, T.Hosokawa, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Materials Transactions (in press)

    • NAID

      130004453618

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron irradiation induced phase transition of an amorphous phase and f. c. c. solid solutions in Zr_<66.7>Pd_<33.3>metallic glass

    • Author(s)
      T.Nagase, T.Hososkawa, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Metallurgical Materials Transactions, A (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Zr-based metallic glass wire for biomedical application2008

    • Author(s)
      T. Nagase, K. Kinoshita and Y. Umakoshi
    • Organizer
      MRS-2007 FaU Meeting(Materials Research Soiety Symposium 2007 Fall Meeting)
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2008-12-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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