圧電体粒子を分散した機能性バイオセラミックスの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650680
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 野間 竜男 東京農工大学, 留学生センター, 教授 (20180771)
• Keywords: 水酸アパタイト / バイオセラミックス / チタン酸バリウム / 強誘電体 / コンポジット / インプラント材 / ニオブ酸リチウム / 電気的性質

Research Abstract

本研究はコラーゲンの10倍〜100倍の圧電定数を持つ無機粒子を分散した複合HApセラミックスを合成し、応力が加わったときに微小な電流を生ずる機能性バイオセラミックスの開発を目的とする。
これまでの2年間での研究実績は以下のとおりである。
1)強誘電体粒子と水酸アパタイト粒子をオートクレーブで合成し、種々の温度で強誘電体粒子と水酸アパタイトの間の反応性を明らかにした。
2)ニオブ酸リチウムの場合、1000℃まで熱処理をしても分解は見られなかった。
3)キュリー点が80℃〜180℃のチタン酸バリウムと水酸アパタイトのコンポジットセラミックスを焼結し、800以下で合成し、微構造・相・組成について検討した。チタン酸バリウムの粒径を変化させ、その際の緻密化挙動・反応性そして電気的性質を測定した。
4)圧電体粒子(水晶)と水酸アパタイト粒子のコンポジットをさらに合成した。
5)空気中で、圧縮試験と曲げ試験を行い、その際に発生する電気信号の解析を行い、機板信号→電気信号変換メカニズムを分散粒子の電気機械物性の観点から明らかにした。
6)擬似体液中にコンポジットを浸漬し、その周囲に生成したアパタイト相(人工骨に近似的に相当)の状態観察から生体活性を間接的に評価した。
現在、擬似体液中で、圧縮試験と曲げ試験を行い、その際に発生する電気信号の解析を行い、神経回路接続を仮定したときの電気信号の減衰挙動を検討中である。