2015 Fiscal Year Research-status Report
チタン合金インプラント表面への為害元素低減・高骨親和性皮膜の形成
| Project/Area Number |
15K06485
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
末廣 さやか (宮部) 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50584132)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | チタン合金 / 生体用金属材料 / 金属バイオマテリアル / アルカリ加熱処理 / 骨親和性 / 表面改質 / ミクロ構造 / 為害元素低減 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は金属インプラントに使用されるTi6Al4V合金に対し、アルカリ加熱処理のアルカリ浸漬処理の際に電位制御を行い、骨形成促進酸化皮膜の形成を試みた。その際、各電位での皮膜形態や厚さを検討することによって、各電位における反応の検討を行った。
具体的には、骨形成促進酸化皮膜改質としてTi6Al4V合金のアルカリ過熱処理の際の電位の影響の検討として、アルカリ加熱処理の際に-750 mVから-1300 mVまで、様々な電位での定電位分極および方形波電位印加を行い、XRDによる相同定、FE-SEMによる皮膜形態および皮膜厚さの観察を行い、各電位で生じる反応の検討を行った。XRD解析の結果、いずれの試料も基板のピークに加えチタン酸ナトリウムのピークが確認されたことから、形成した皮膜はチタン酸ナトリウムであった。FE-SEM観察より、皮膜の微細構造はいずれの電位印加試料も電位印加なしの自然浸漬試料同様網目状構造を有していたが、電位を印加したいずれの試料も電位印加なしの自然浸漬試料と比較し、網目構造は細かくなっていた。皮膜の断面観察を行った結果、Ti6Al4Vの自然浸漬電位である-1100 mVに定電位分極を行うと皮膜厚さは電位印加なしの自然浸漬試料と同程度となり、自然浸漬電位よりも貴な-750 mV、卑な-1200 mVおよび-1300 mVを印加した試料では皮膜厚さは電位印加なしの自然浸漬試料よりも薄くなった。
一方、Ti6Al4V合金の自然浸漬電位である-1100 mVとVの活性領域である-750 mVを交互に印加した方形波電位試料は皮膜厚さは電位印加なしの自然浸漬試料と同程度であり、網目状構造はより細かく密な構造になることが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度である平成27年度は金属インプラントに使用されるTi6Al4V合金に対し、アルカリ加熱処理のアルカリ浸漬処理の際に電位制御を行い、骨形成促進酸化皮膜の形成を試みた。その際、各電位での皮膜形態や厚さを検討することによって、各電位における反応の検討を行うことができた。併せて、方形波電位を印加した際の皮膜形態についても観察を行い、アルカリ浸漬処理中に適切な方形波電位印加を印加することがハイドロキシアパタイト形成促進機能を有する皮膜の形成に有効である可能性が示唆された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度の研究はおおむね順調に進展している。そのため、今後は初年度に得られた成果をもとに、各電位で形成した皮膜の成分分析をEPMAを用いて行う。また、擬似体液中でのハイドロキシアパタイト形成能の評価のためにsimulated Body Fluid(SBF)浸漬試験を行う予定である。それらの結果も併せ、皮膜構造の最適化の検討を行いたいと考えている。
|
| Causes of Carryover |
基板の購入、試薬の購入量などに若干の変更が生じたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度にて今年度購入しなかったもので必要分の基板、試薬の購入を行う。
|
