骨再生用高機能マイクロポーラス金属の創製と特性評価

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655263
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 大塚 正久 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20013732)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野末 章 上智大学, 理工学部, 教授 (80146802)
• Keywords: セル構造体 / フォーム / 多孔質材料 / 生体材料 / タンタル / 機械的性質 / 骨再生 / インプラント

Research Abstract

本研究の目的は下記のとおりである.
(1)オープンセル型骨再生用タンタル系多孔体の化学蒸着法(CVD)による製造条件を把握する.
(2)得られた多孔体試料について,モルフォロジーを明らかにし,セル構造因子を定量化する.
(3)圧縮試験と疲労試験により常温大気中で静的・動的力学特性を調べ,参照データを得る.
(4)(3)と平行して,擬似体液中での力学挙動を把握する.
(5)緻密体での破壊靭性試験に準じた方法で破壊靭性値を見積もる.
(6)動物実験により試作した多孔質材料からの骨芽細胞の成長とその速度を確認する.
(7)以上の成果を総合的に検討し,生体材料としての1次評価を下す.
本研究は以下の特徴を有する.
他に先駆けてTa系の骨再生用多孔質材料の創製を試みること.成果が多くの人の健康回復に資すること.条件制御しやすい製造方法(CVD)を採用するので,生産性・再現性・信頼性が高いこと.骨再生用としてはTaを使うのは初めての試みだが,その安全性は過去50年にわたる人体への移植手術で実証済みであること.NiもTiも(したがってNi-Ti合金も)人体内に存在しない金属元素だが,ともに化学的安定性に優れるので,移植による弊害の恐れが少ないこと.研究代表者が多孔質材料について豊かな情報と経験を有していること.共同研究者が医学専門家と継続的に接触しており,最終的に疫学調査が行えること.
本年度は準備段階として文献ベースの予備的解析・検討を行った.その結果,ポリウレタンフォームを基材とするガラス状炭素のマイクロポーラスフォームにタンタル金属を蒸着させた材料が有望であること,この材料の機械的性質を最初に調べたZardiackasらの実験(特に疲労試験)は精度の点で改善を要する点が少なからずあることが明らかとなった.