| Project/Area Number |
21K09930
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
高橋 正敏 東北大学, 歯学研究科, 助教 (50400255)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 雄京 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (10206766)
多田 浩之 東北大学, 歯学研究科, 講師 (70431632)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
|
|---|
| Keywords | 制菌性 / チタン合金 / 組織制御 / 金属組織 / 熱処理 / Ti-Ag合金 / バイオフィルム / 歯科用合金 / 歯科インプラント |
|---|
| Outline of Research at the Start |
申請者の開発した歯科用Ti-Ag合金は、常在細菌叢に影響を与えずに、材料表面へのバイオフィルム形成を抑制する機能を有する。本研究課題では、(1)様々なTi-x合金の制菌性試験を行い、チタンに制菌性を与える合金化元素のスクリーニングを行う。そして、制菌性を示す合金のぬれ性と自然電位を調べ、(2)制菌のメカニズムを解明し、新たな機能性合金を開発するための基礎を構築する。さらに、Ti-Ag合金をベースに第三元素を添加し、(3)制菌機能を強化したTi-Ag-x合金のインプラント応用の可能性を評価する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、(1)様々なTi-x合金の制菌性試験を行い、チタンに制菌性を与える合金化元素のスクリーニングを行う。そして、制菌性を示す合金のぬれ性と自然電位を調べ、(2)制菌のメカニズムを解明し、新たな機能性合金を開発するための基礎を構築する。さらに、Ti-Ag合金をベースに第三元素を添加し、(3)制菌機能を強化したTi-Ag-x合金のインプラント応用の可能性を評価する。
前年度までの研究により、Au，Pt，Nbはチタンに制菌性を与える添加元素として期待され、特にNbが有望であることが示唆された。そこで令和５年度は、Ti-Ag-Nb系合金を設計し、それら合金インゴットを試作した。合金を熱間鍛造と熱間圧延し、板状に切り出して試料を作製した。その試料に真空熱処理による組織制御を行った。合金相と金属組織を調べてTi-Ag-Nb系合金の状態図を作成した。また、機械的性質の測定を行った。
【合金の試作】設計した合金組成となるように各元素を秤量し、アルゴンアーク溶解炉を用いて合金インゴットを溶製した。【熱処理】板状試料を石英管に真空封入し、電気炉を用いて熱処理した。炉から取り出した後は水中急冷した。【金属組織評価】X線回折試験を行って試料表面の合金相を同定した。SEMで金属組織を観察した。【機械的性質の測定】引張試験と硬さ試験を行った。【結果】試作合金の合金相にはα，α+β，β，α+Ti2Au，α+β+Ti2Agがあった。およそAg<20%，Nb<10%の組成範囲がα単相だった。合金の硬さはすべてチタンより大きかった。Ti-Ag-Nb系合金の引張強さと耐力は、多くの組成でTi-Ag合金を上回った。特に、α単相の組成範囲は歯科用合金として十分な伸びを保ちつつ優れた値を示した。Ti-Ag-Nb系合金を大型補綴装置へ応用するにはα単相の組成領域が有望と考えられた。
|
