炭酸含有アパタイトの超塑性を利用した任意形状硬組織代替材の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470428
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: 土井 豊 朝日大学, 歯学部, 教授 (40116067)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若松 宣一 朝日大学, 歯学部, 助手 (00158594) ; 足立 正徳 朝日大学, 歯学部, 講師 (60076057) ; 後藤 隆泰 朝日大学, 歯学部, 助教授 (30121320) ; 亀水 秀男 朝日大学, 歯学部, 助手 (00152877)
• Keywords: 炭酸含有アパタイト / 超塑性 / 高強度緻密体 / 生体親和性 / 硬組織代替材 / 焼結 / X線回折 / SEM像

Research Abstract

炭酸含有アパタイト焼結体の高温での超塑性変形を利用して任意の形状に変形させることを目的にした。その結果、700℃で2時間焼結させた焼結体を初期荷重10MPaで加圧すると塑性変形は700℃で僅かながら発現し、温度の上昇にともなって塑性変形量も直線的に増加し,800℃では変形量が80%近くに達していた。しかし,初期加重10MPaでは塑性変形の速度が速すぎるため試料に多数の亀裂が生じることがわかったことから、初期荷重を滅少させて塑性変形の速度をコントロールすることで亀裂が減少した。これにより初期加重7.5MPaでも超塑性が発現することもわかった。また、塑性変形にともない荷重を随時増加させて単位面積あたりの加圧を一定に保っことにより亀裂を生じない超塑性変形が可能となり、焼結体を実用可能な任意の形状に変形できることが示された。この超塑性変形体のSEM観察では、粒子は再加熱によって大きく粒成長しながら空隙を減少させ、より密に充填されていることが判明し機械的諸性質の向上が示唆されたので、今後強度等の検討を加える。X線回折分析から、結晶成長の方向性は明確には示されなかったが、結晶性が向上していることもわかった。現在、各温度における塑性変形の速度、および活性化エネルギーを検討することから、焼結体の塑性変形のメカニズムを解析中する予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Doi et al.: "Development of hard-tissue substitute of carbonate apatite by superplastic deformation"Biomaterilas. (発表予定). (2002)
• [Publications] 足立正徳 他: "炭酸含有アパタイトの超塑性を利用した任意形状硬組織代替材の開発-超塑性変形機構の検討"歯科材料・器械. (発表予定). (2002)