1999 Fiscal Year Annual Research Report

アルカリ熱処理生体活性化チタンおよびチタン合金の整形外科用インプラントの開発

Research Project

Project/Area Number	09358019
Research Institution	KYOTO UNIVERSITY
Principal Investigator	中村孝志京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10201675)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	奥長清行日本電気硝子株式会社, 生体材料開発室, 主任岡正典京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (20088537)
Keywords	チタン / チタン合金 / アルカリ加熱処理 / 多孔性 / 骨結合 / push out test / プラズマスプレー / バイオマテリアル
Research Abstract	平成9年、10年の研究により平面のチタン、チタン合金とポーラス表面を持つチタン、チタン合金が骨と結合することがわかり、また、アルカリ熱処理で表面への骨が優位に接合していることも判明した。本年度は荷重部骨接合を見る実験と実用化に向けて保存方法を検討した。荷重下での実験として、成犬大腿骨顆部荷重部に処理と無処理のインプラントを挿入し、経時的に屠殺し、インプラントの引き抜き試験をおこなった。このテストでは処置群も、無処置群同様に良好な骨結合性を示し、優位さを示さなかった。次に実用化に向けて、保存方法を検討した。アルカリ熱処理チタンを常温で保存し、アパタイト形成能を擬似体液中で比較した。この結果、湿度が高い場所では保存により、生体活性が低下することが判明した。実用化の点からこの改善をめざした。原因とし、水分でチタン酸ナトリウムが溶け、変化することが考えられた。この改善として、処理後蒸留水で洗浄を試みた。この処理により、擬似体液中でのアパタイト形成は1日で形成し、洗浄前の3日に比べ生体活性が上昇する事が判明した。この生体活性上昇の機序に関しては現在検索中である。また、洗浄後は長期保存での生体活性の低下は認めなかった。さらに、洗浄の有無での骨接合性を家兎を用いて比較した。家兎骨髄中に円筒上のインプラントを膝関節から太腿骨骨髄に打ち込み引き抜きテストを行った。洗浄処理群は、洗浄をしなかったものに比べ約2倍の強度を示し、擬似体液でのアパタイト形成の結果と一致した。これまでの3年間の研究からアルカリ熱処理洗浄が生体活性チタン及びチタン合金の作成に役立ち、実用化可能であることが判明した。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Nishiguchi S.et al.: "Enhancement of bone bonding strengths of titanium alloys by alkali and heat treatments"Bioceramics. 11. 675-678 (1998)
[Publications] Kato.H.et al.: "The effect of alkali and heat treatment on bone bonding ability of tantalum"Bioceramics. 11. 671-674 (1998)
[Publications] H.M.Kim et al.: "Graded surface structure of bioactive titanium prepared by chemical treatment"Journal of Biomedical Materials Research. 45. 100-107 (1999)
[Publications] Nakamura T.et al.: "BIOACTIVE TITANIUM AND ITS ALLOYS"MATERIALS IN CLINICAL APPLICATIONS. 28. 289-300 (1999)
[Publications] Nishiguchi S.et al.: "Enhancement of Bone-Bonding Strengths of Titanium Alloy Implants by Alkali and Heat Treatments"JBMR Applied Biomaterials. 48. 689-696 (1999)
[Publications] 金鉉敏他: "生体活性チタン金属の性質"Orthopaedic Ceramic Implants. 17. 17-21 (1997)
[Publications] Nakamura, T. et al: "Mechanical Testing of Bone and the Bone-Implant Interface"CRC Press Edited by Yuehuei H, An Robert A. Draughn. 37 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

アルカリ熱処理生体活性化チタンおよびチタン合金の整形外科用インプラントの開発

Principal Investigator

中村 孝志 京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10201675)

Research Products

[Publications] Nishiguchi S.et al.: "Enhancement of bone bonding strengths of titanium alloys by alkali and heat treatments"Bioceramics. 11. 675-678 (1998)

[Publications] Kato.H.et al.: "The effect of alkali and heat treatment on bone bonding ability of tantalum"Bioceramics. 11. 671-674 (1998)

[Publications] H.M.Kim et al.: "Graded surface structure of bioactive titanium prepared by chemical treatment"Journal of Biomedical Materials Research. 45. 100-107 (1999)

[Publications] Nakamura T.et al.: "BIOACTIVE TITANIUM AND ITS ALLOYS"MATERIALS IN CLINICAL APPLICATIONS. 28. 289-300 (1999)

[Publications] Nishiguchi S.et al.: "Enhancement of Bone-Bonding Strengths of Titanium Alloy Implants by Alkali and Heat Treatments"JBMR Applied Biomaterials. 48. 689-696 (1999)

[Publications] 金鉉敏他: "生体活性チタン金属の性質"Orthopaedic Ceramic Implants. 17. 17-21 (1997)

[Publications] Nakamura, T. et al: "Mechanical Testing of Bone and the Bone-Implant Interface"CRC Press Edited by Yuehuei H, An Robert A. Draughn. 37 (1999)

中村孝志京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10201675)