Hydroxyapatite coating of bioabsorbable magnesium alloys with a chemical solution deposition

• Project/Area Number: 22760568
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Material processing/treatments
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: HIROMOTO Sachiko 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (00343880)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2012: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2011: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2010: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: マグネシウム / リン酸カルシウム / コーティング / 化学溶液析出法 / 浸漬試験 / 引張り試験 / 生体材料 / 水酸アパタイト / リン酸八カルシウム / 密着性 / Ca錯体 / 水溶液(化成)処理 / 水溶液処理 / 高耐食性被覆 / 分極試験

Research Abstract

A novel chemical solution deposition method was developed for calcium phosphate coating of bioabsorbable Mg/Mg alloys, to control the corrosion and to improve the biocompatibility. Hydroxyapatite (HAp) and octacalcium phosphate (OCP) coatings were formed depending on the pH of treatment solution. HAp and OCP coatings were able to suppress the corrosion of Mg alloy in a medium for 1 year. The HAp-coated Mg alloys showed smaller corrosion rate than the OCP-coated alloy. The HAp coating showed good adhesiveness to the substrate under static tensile stress which gives a slight plastic deformation.

Research Products

• [Journal Article] Chemical and crystallographic characterizations of hydroxyapatite- and octacalcium phosphate-coatings on magnesium synthesized by chemical solution deposition (2013)
  • Author(s): 大津 直史
  • Journal Title: Surface & Coatings Technology Volume: 218 Pages: 114-118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生体吸収性金属材料 現状と将来展望 ～生体吸収性マグネシウムの表面被覆による腐食速度制御～ (2012)
  • Author(s): 廣本祥子
  • Journal Title: まてりあ Volume: 51[7] Pages: 319-322
• [Journal Article] 生体吸収性金属材料 現状と将来展望 ～生体吸収性マグネシウムの表面被覆による腐食速度制御～ (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Journal Title: まてりあ Volume: 51 Pages: 319-322
• [Journal Article] Corrosion of Calcium Phosphate Coated AZ31 Magnesium Alloy under a Salt Spray Test (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Journal Title: MATERIALS TRANSACTIONS Volume: 53 Issue: 4 Pages: 700-706
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2011346
  • NAID: 130004694460
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydroxyapatite coating of AZ31 magnesium alloy by a solution treatment and its corrosion behavior in NaCl solution (2011)
  • Author(s): S. Hiromoto, M. Tomozawa
  • Journal Title: Surface & Coatings Technology Volume: 205 Pages: 4711-4719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructure of Hydroxyapatite- and Octacalcium Phosphate-Coatings Formed on Magnesium by a Hydrothermal Treatment at Various pH Values (2011)
  • Author(s): M. Tomozawa, S. Hiromoto
  • Journal Title: Acta Materialia Volume: 59 Pages: 355-363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Growth mechanism of hydroxyapatite-coatings formed on pure magnesium and corrosion behavior of the coated magnesium (2011)
  • Author(s): Masanari Tomozawa, Sachiko Hiromoto
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 257(19) Issue: 19 Pages: 8253-8257
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2011.04.087
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Corrosion Behavior of Magnesium with Hydroxyapatite Coatings Formed by Hydrothermal Treatment (2010)
  • Author(s): S. Hiromoto, M. Tomozawa
  • Journal Title: Materials Transactions Volume: 51 Pages: 2080-2087
  • NAID: 10027471098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructure of hydroxyapatite-coated magnesium prepared in aqueous solution (2010)
  • Author(s): M. Tomozawa, S. Hiromoto, Y. Harada
  • Journal Title: Surface and Coatings Technology Volume: 204 Pages: 3243-3247
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of degradation rate of bioabsorbable magnesium by anodization and steam treat (2010)
  • Author(s): 廣本祥子, 山本玲子
  • Journal Title: Materials Science and Engineering C Volume: 30 Pages: 1085-1093
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fatigue property of a bioabsorbable magnesium alloy with a hydroxyapatite coating formed by a chemical solution deposition
  • Author(s): S. Hiromoto, M. Tomozawa, N. Maruyama
  • Journal Title: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の大気中での引張・疲労試験 (2013)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成, 丸山典夫
  • Organizer: 日本金属学会2013年春期講演大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Degradation Behavior of a Calcium Phosphates-Coated Bioabsorbable Magnesium Alloy in a Medium (2013)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: MANA International Symposium 2013
  • Place of Presentation: つくば国際会議場エポカル（つくば市）
• [Presentation] 生体用金属材料の腐食挙動と生体吸収性金属材料の表面被覆 (2013)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 先端マテリアル創成・加工技術研究会およびチタン・マグネシウム加工
  • Place of Presentation: 福井県工業技術センター（福井市）
  • Invited
• [Presentation] リン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の大気中での引張・疲労試験 (2013)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 日本金属学会2013年春期（第152回）講演大会
  • Place of Presentation: 東京理科大学（東京都）
• [Presentation] リン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の培養液中での長期浸漬試験 (2012)
  • Author(s): 廣本祥子, 山根美佐雄, 大津直史
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期大会
  • Place of Presentation: 愛媛
• [Presentation] Hydroxyapatite Coating by Chemical Deposition for a Bioabsorbable Magnesium Alloy (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: NIMS Conference 2012
  • Place of Presentation: つくば国際会議場エポカル（つくば市）
  • Invited
• [Presentation] リン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の培養液中での長期浸漬試験 (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市）
• [Presentation] 生体吸収性マグネシウム合金のためのリン酸カルシウム被覆 (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 第14回表面処理分科会例会. マグネシウム合金の先端表面処理技術 2012
  • Place of Presentation: 江戸東京博物館（東京都）
  • Invited
• [Presentation] リン酸カルシウム被覆生体吸収性Mg合金の培養液中への長期浸漬試験 (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（仙台市）
• [Presentation] 細胞培養液に長期間浸漬したアパタイト被覆Mg合金の腐食挙動 (2012)
  • Author(s): 廣本 祥子
  • Organizer: 第4回 NIMS-HU 腐食シンポジウム
  • Place of Presentation: 物質・材料研究機構（つくば市）
• [Presentation] 生体吸収性マグネシウム材のリン酸カルシウム被覆による腐食速度制御 (2011)
  • Author(s): 廣本祥子
  • Organizer: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] アパタイト被覆AZ31マグネシウム合金の細胞培養液中への浸漬試験 (2011)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成
  • Organizer: 日本金属学会2011年春期大会
  • Place of Presentation: 東京都
• [Presentation] アパタイト被覆AZ31マグネシウム合金の細胞培養液中への浸漬試験 (2011)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成
  • Organizer: 日本金属学会2011年春期大会
  • Place of Presentation: 東京都市大学(東京都)
• [Presentation] Corrosion Behavior of Hydroxyapatite-coated AZ31 Magnesium Alloy in Simulated Body Fluids (2011)
  • Author(s): Sachiko Hiromoto, Masanari Tomozawa
  • Organizer: MANA International Symposium 2011
  • Place of Presentation: Epochal Tsukuba, Tsukuba
• [Presentation] アパタイト被覆AZ31マグネシウム合金の細胞培養液中への浸漬試験 (2011)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成
  • Organizer: 日本金属学会2011年春期大会
  • Place of Presentation: 東京都市大学(東京)(震災により概要のみの発表)
• [Presentation] 水熱処理によりAZ31合金に成膜した水酸アパタイト皮膜の組織と密着性 (2011)
  • Author(s): 友澤方成, 廣本祥子
  • Organizer: 日本金属学会2011年春期大会
  • Place of Presentation: 東京都市大学(東京)(震災により概要のみの発表)
• [Presentation] 純マグネシウムに被覆した水酸アパタイトの組織と耐食性 (2010)
  • Author(s): 友澤方成, 廣本祥子
  • Organizer: コロージョン・ドリーム
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京)
  • Year and Date: 2010-12-22
• [Presentation] Hydroxyapatite Coatings of AZ31 Magnesium Alloy and Corrosion Behavior of the Coated Alloy (2010)
  • Author(s): S. Hiromoto, M. Tomozawa
  • Organizer: The 27th Korea-Japan International Seminar on Ceramics
  • Place of Presentation: Incheon, Korea
• [Presentation] 水酸アパタイト被覆によるマグネシウムの耐食性向上 (2010)
  • Author(s): 廣本祥子
  • Organizer: 第1回構造材料国際クラスターシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば
• [Presentation] 水酸アパタイト被覆によるマグネシウムの耐食性向上 (2010)
  • Author(s): 廣本祥子
  • Organizer: 第1回構造材料国際クラスターシンポジウム
  • Place of Presentation: 物質・材料研究機構(つくば)(招待)
• [Presentation] マグネシウム合金AZ31の水熱処理によるアパタイト被覆と被覆材の耐食性 (2010)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成
  • Organizer: 表面技術協会 第122回講演大会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
• [Presentation] マグネシウム合金AZ31のアパタイト被覆と被覆材の疑似体液中浸漬試験 (2010)
  • Author(s): 廣本祥子, 友澤方成
  • Organizer: 日本金属学会2010年秋期大会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌)
• [Presentation] Hydroxyapatite Coatings of AZ31 Magnesium Alloy and Corrosion Behavior of the Coated Alloy (2010)
  • Author(s): Sachiko Hiromoto, Masanari Tomozawa
  • Organizer: The 27th Korea-Japan International Seminar on Ceramics
  • Place of Presentation: Songdo Conventional (Incheon, Korea)
• [Presentation] マグネシウム表面に被覆した水酸アパタイト皮膜の組織観察 (2010)
  • Author(s): 友澤方成, 廣本祥子
  • Organizer: 第1回構造材料国際クラスターシンポジウム
  • Place of Presentation: 物質・材料研究機構(つくば)
• [Presentation] 純マグネシウム表面に被覆した水酸アパタイトの微細組織観察 (2010)
  • Author(s): 友澤方成, 廣本祥子
  • Organizer: 表面技術協会第122回講演大会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
• [Presentation] Growth Mechanism of Hydroxyapatite-Coatings Formed of Pure Magnesium and Corrosion Behavior of the Coated Magnesium (2010)
  • Author(s): Masanari Tomozawa, Sachiko Hiromoto
  • Organizer: E-MRS 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: Warsaw University of Technology (Warsaw, Poland)
• [Presentation] Mg上に形成したリン酸カルシウム皮膜の組織と密着性の関係 (2010)
  • Author(s): 友澤方成, 廣本祥子
  • Organizer: 日本金属学会2010年秋期大会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌)
• [Presentation] Microstructure, Corrosion Resistance and Bonding Strength of Calcium Phosphate Coatings Formed on Pure Magnesium by a Simple Immersion Method (2010)
  • Author(s): Masanari Tomozawa, Sachiko Hiromoto
  • Organizer: 218th ECS Meeting
  • Place of Presentation: Riviera Hotel (Las Vegas, USA)
• [Remarks]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/HIROMOTO_Sachiko-j.html
• [Remarks] NIMS Researchers Database
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/HIROMOTO_Sachiko-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/HIROMOTO_Sachiko-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/HIROMOTO_Sachiko-j.html