新しい高強度ジルコニア(複合セラミックス)の人工関節摺動面材料への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680933
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田村 治郎 京都大学, 医学研究科, 助手 (50324637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 孝志 京都大学, 医学研究科, 教授 (10201675)
• Keywords: ジルコニア / 人工関節 / 生体親和性 / 摩耗

Research Abstract

最近開発されたセリア系ジルコニア/アルミナ複合セラミック(以下Ce-TZP/A)の、生体親和性、相安定性、耐摩耗性について調べた。生体親和性:36匹のウィスターラットの腰部傍脊柱筋内に、Ce-TZP/AとAluminaの試験片(φ2×6mmシリンダー型)をatraumaticに埋入し周囲組織の反応を比較検討した結果、ともに経時的に炎症細胞が減少し、24週では細胞成分の少ない線維性被膜に被われ、その厚みに有意差は無かった。相安定性:Ce-TZP/AとY-TZPのプレート型試験片を加速劣化の意味でオートクレーブ(121℃、0.12MPa)処理し、単斜晶量についてXRDで調べた結果、Y-TZPが18時間で0.4%から25.3%へと増加したのに対して、Ce-TZP/Aでは、5.7%から6.8%とほぼ相転移を示さなかった。耐摩耗性:Ce-TZP/A、Aluminaにつき、試験条件を往復運動(1Hz、46mm/s)、水潤滑、面圧11.3MPaとしてpin-on-disk磨耗試験機を用いたセラミック/セラミック磨耗試験を行った結果、Ce-TZP/Aの磨耗量は0.55±0.4×10^<-7>mm^3/Nmであり、Aluminaの2.12±0.37×10^<-7>mm^3/Nmより低磨耗であった。本研究で、Ce-TZP/Aは従来のセラミックスと同等の親和性をもち、相安定性および耐磨耗性にも優れていることがわかった。今後さらに研究が必要であるが、人工関節摺動面材料として期待できると考えられる。

Research Products

• [Publications] 田中 健二 他: "セリア系ジルコニア/アルミナ複合セラミックスの人工関節摺動面材料としての可能性"日本整形外科学会雑誌. 75・8. S1140 (2001)
• [Publications] K.Tanaka, J.Tamura et al.: "Ce-TZP/Al_2O_3 Nanocomposite for total joint prostheses"Bioceramics. 14. 605-608 (2001)
• [Publications] K.Tanaka, J.Tamura et al.: "Ce-TZP/Al_2O_3 Nanocomposite as a bearing material in total joint replacement"J.Biomed.Mater.Res. (in press).