1992 Fiscal Year Annual Research Report
耐摩耗性チタン合金を用いた人工関節の開発に関する研究
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04557065
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
池内 健 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (30026223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 稔 住友金属工業(株), 未来技術研究所, 室長
山室 隆夫 京都大学, 医学部, 教授 (00088527)
岡 正典 京都大学, 生体医療工学研究センター, 教授 (20088537)
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| Keywords | 耐摩耗性チタン合金 / ボーンセメント / 潤滑液 |
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| Research Abstract |
住友金属で製造した耐摩耗性チタン合金製のディスクとUHMWPE製のピンとの間の摩擦・摩耗特性を測定した。比較試料としてSUS316L,Ti-6Al-4V,βチタン合金,バイタリウム,アルミナのディスクを使用した。耐摩耗性チタンに対するUHMWPEピンの摩耗量はアルミナよりはやや劣るもののバイタリウムにほぼ匹敵し,その他の材質より優れていた。
ついで関節内へのボーンセメントの混入を想定してPMMAピンを用いて同様の試験を行った。Ti-6Al-4Vとβチタン合金のディスクには多数の傷が現れ,潤滑液が黒色に変化した。そのときのピンの摩耗量はきわめて多かった。耐摩耗性チタン合金製のディスクを用いる場合にはこのような著しい摩耗は生じず,PMMAピンの摩耗量はバイタリウムの場合に近かった。潤滑液中にPMMAの粉末を混入した場合にもほぼ同じ結果を得た。Ti-6Al-4V合金の表面を窒化して硬質の表面層を形成させた場合には,初期の摩耗は少なかったが,表面層の摩耗による消失とともにその効果も消失した。これは表面層がきわめて薄いためと考えられる。
摩耗試験より高分子材料の摩耗がディスク表面のあらさに著しく影響されることが明らかになった。したがって摩耗量を減少させるためには表面の加工方法を確立するとともに,長期間の摩擦試験後においても表面に突起を生じないような表面微細構造を保つことが重要である。今後はこれらの点をも含めてさらに摩擦実験をすすめ,人工関節材料としての耐摩耗性チタンを開発する。
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