切除術の手術用メスへの燃焼炎によるナノ結晶ダイヤモンド皮膜合成と切開性能評価
| Project/Area Number |
21K03746
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
高橋 護 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90261651)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
|
|---|
| Keywords | ダイヤモンド皮膜 / 材料加工・処理 / 表面・界面物性 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
医療現場で良く使用されている手術用メス，ハサミ等の手術用器具は，物理的な強度，耐食性，衛生管理等において改善すべき問題が存在する．このような医療器具の問題点を解決することが可能な技術開発が求められている．よって，本研究では，切除術の手術用メスの表面の硬質化による強度，耐摩耗性，耐久性の向上ならびに鋭い切れ味を得るため，ダイヤモンド合成可能な燃焼炎法により界面はく離を抑制しながらナノ結晶ダイヤモンド皮膜を手術用メス材料上に直接合成し，皮膜の接合強度の評価を行う．さらに，実際に使用されている切除術の刃物表面に直接ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行い，合成後の手術用メスの切開性能の評価を行う．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜のはく離が発生する現象を抑制するためのナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成条件をさらに検討し，ステンレス鋼基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行った．この際，ダイヤモンドを合成する前にステンレス鋼基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を施し，基板表面の粗さを変化させた基板上に合成を行った．ここで，合成中における合成温度を一定，また，燃焼炎の白心から基板表面までの距離（白心距離）も合成中に一定として合成を行った．また，別の合成条件として，白心距離がダイヤモンド皮膜の接合に影響を与えることがわかっていることから，合成の際に白心距離をパラメーターとして変化させ合成を行った．この際，合成中における合成温度を一定，基板表面の粗さを一定として合成を行った．これら2つの合成条件により合成を行った結果，高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用いた燃焼炎によりステンレス鋼基板上に再現性の高いナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成することが可能となり，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の最適な合成条件を得ることができた．
また，引っかき試験装置を用いて通常アセチレンを用いて合成を行ったダイヤモンド皮膜ならびに高純度アセチレンを用いて合成を行ったナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したステンレス鋼基板の引っかき試験を行い，皮膜を施したステンレス鋼基板の接合強度の評価を行った．
その後，手術用ステンレス鋼メスに，現在まで得られた最適な合成条件によりダイヤモンド皮膜の合成を行った．その結果，手術用ステンレス鋼メスが基板と形状が異なり，また厚さが非常に薄くなることで温度が上昇しすぎる問題があったが，皮膜を合成することが可能となった．今後は，さらなる冷却効率の向上をはかりダイヤモンド皮膜合成を行い，再現性の高い皮膜合成を行う必要があることがわかった．
|
Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
