| Project/Area Number |
20J12466
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
WU JUN 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 非晶質リン酸カルシウム / スパッタリング / 溶解性 / 抗菌性 / 骨適合性 / 表面処理 / Ag |
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| Outline of Research at the Start |
人工関節や人工歯根等のTi製硬組織代替デバイスへの骨形成能と抗菌能の付与を目的として、元素添加非晶質リン酸カルシウム(ACP)を利用した表面処理プロセスを開発する。Ta添加によるACPの溶解速度制御およびZn添加による骨形成能向上と抗菌性の付与を目指したTa-Zn供添加ACPコーティングに着目する。各添加元素の溶解挙動、骨形成能、抗菌能、細胞毒性を調査することで、コーティング膜の最適組成を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界的な高齢者人口の増加に伴い生体埋入デバイスの需要は増大しており、特に硬組織代替デバイスの利用が増加している。硬組織代替デバイスには、骨との迅速かつ強固な結合が求められている。インプラントに関連した手術部位感染も問題になっている。そのため、これらの問題解決にはインプラント表面に抗菌性と骨形成能を両立させる表面を創製することが有効である。そこで本研究では、生体内溶解性を有し、骨形成能を向上させることが知られている非晶質リン酸カルシウム(ACP)コーティング膜に着目し、抗菌性元素であるAgおよびACPの溶解性抑制元素であるTaを共添加したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製し、その溶解挙動および抗菌性に及ぼす添加元素濃度の影響を明らかにすることを目的とした。
RFマグネトロンスパッタリング法の成膜パラメータの最適化により、AgおよびTaがACP中に固溶したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製することがでた。擬似体液浸漬試験の結果から、Ta添加によりコーティング膜のバーストリリースを抑制することができ、それに伴いAgイオン放出も長期間で確認された。
東北大学加齢医学研究所との共同研究により確立した繰り返し抗菌性試験により、Ag, Ta共添加ACPコーティング膜の抗菌性も長期間で見られることを明らかにした。
Agイオンの過剰な放出は抗菌性のみならず細胞毒性を示すことから、コーティング膜の細胞毒性評価も行った。Ta添加量の最適化により、抗菌性を示しつつ細胞毒性を示さないコーティング膜組成を提案することができた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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