1997 Fiscal Year Annual Research Report
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07559008
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小久保 正 京都大学, 工学研究科, 教授 (30027049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉原 聡 日本電気硝子(株), 生体材料開発室, 研究員
中村 孝志 京都大学, 医学研究科, 教授 (10201675)
宮路 史明 京都大学, 工学研究科, 助手 (80219782)
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| Keywords | 化学処理 / アパタイト / チタン金属 / アルカリ処理 / 生体活性 |
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| Research Abstract |
研究目的:平成7〜8年度の研究により、簡単なアルカリ表面化学処理及びその後の加熱処理により純チタン金属及びその合金に生体活性を付与できることが明らかになった。本年度は、タンタル及びジルコニウム金属に、同様のアルカリ水溶液処理を施し、擬似体液中におけるこれら金属表面でのアパタイト形成能を系統的に調べた。
研究成果:タンタル金属を60℃の0.5M-NaOH水溶液に24時間浸漬し、これを擬似体液に浸漬すると、1週間以内に基板表面にアパタイト層が形成された。未処理のタンタル金属に比べて、擬似体液中におけるアパタイト形成の誘導期間が大幅に短縮された理由は次のように考えられる。上記処理により金属表面にタンタル酸ナトリウムゲル層が形成される。これを擬似体液に浸漬すると、ゲル層中のナトリウムイオンと擬似体液中のヒドロニウムイオンとのイオン交換反応により、基板表面にTa-OH基が形成される。これがアパタイトの核形成を誘起し、さらに擬似体液中に溶出したナトリウムイオンが基板表面付近のOH^-イオン濃度を局所的に上昇させ、アパタイトの核形成を促進する。形成されたアパタイト核は、周囲の液中からカルシウム及びリン酸イオンを取り込んで自然に成長する。また、ジルコニウム金属を種々の濃度のNaOH水溶液に95℃で24時間浸漬し、これを擬似体液に浸漬すると、NaOH水溶液の濃度が5-20Mの場合に4日以内に基板の下面の一部にアパタイトが形成された。これは、NaOH水溶液処理により基板表面にアモルファスの水和ジルコニア層が形成され、同層に含まれるZr-OH基がTa-OH基と同様に擬似体液中でアパタイトの核形成を誘起したためと考えられる。
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[Publications] T.Kokubo: "Bonelike Apatite Formation on Chemically Treated Tantalum Metal" Bioceramics. 9. 317-320 (1996)
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[Publications] T.Kokubo: "Apatite-Forming Ability of Alkali-Treated Ti Metal in Body Environment" J.Ceram.Soc.Japan. 105. 111-116 (1997)
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[Publications] T.Kokubo: "Effect of heat treatment on apatite-forming ability of Ti metal induced by alkali treatment" J.Mater.Sci.:Medicine. 8. 341-347 (1997)
