2017 Fiscal Year Research-status Report
力学負荷応答性自己強化金属インプラントの生理的荷重負荷応答性と実機設計
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17K06071
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
仲井 正昭 近畿大学, 理工学部, 准教授 (20431603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 衛 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (00309270)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | チタン合金 / 生体材料 / 変形誘起相変態 / オメガ相 / 弾性率 / インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らにより開発された弾性率自己調整金属は、変形誘起相変態により変形部の弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示すことを特徴とする材料である。本研究では、この弾性率自己調整金属の応用として、力学負荷応答性自己強化金属インプラントの開発の可能性を検討している。このインプラントを実現するためには、外部からの力学負荷による変形誘起相変態の発生の制御が重要な課題となる。そこで今年度は、まずは生体外において、弾性率自己調整金属に種々の大きさの力学負荷を印加し、変形誘起相変態の発生の有無を検証した。弾性率自己調整金属の一つであるTi-Cr-O系チタン合金に対してひずみ量を系統的に変化させて引張変形を与え、その微細組織を観察したところ、弾性変形領域における変形誘起相変態の発生が認められた。この結果は、外部からの力学負荷に対して応答するインプラントの実現の可能性があることを示唆している。さらに、生体内における弾性率自己調整金属の力学負荷応答性の検証を行うための動物実験を開始した。この動物実験では、厚さの異なる数種類のチタン合金製プレートを家兎の大腿骨に固定し、これらのプレートに印加される力学負荷の大きさを変化させることとした。現在、この動物実験結果の再現性の確認を行うとともに、動物実験方法の妥当性について検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生体外における弾性率自己調整金属の力学負荷応答性の検証として、弾性変形領域における変形誘起相変態の発生を認めることができた。さらに、生体内における弾性率自己調整金属の力学負荷応答性の検証として動物実験を開始した。これらのことから、本研究は順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
弾性率自己調整金属の生体内外における力学負荷応答性の検証を実施する。今年度の成果を踏まえて、次年度は、生体外では、静的力学負荷から動的力学負荷の印加による力学負荷応答性の検証へと進展させる。生体内の力学負荷応答性の検証については、動物実験結果の再現性の確認と動物実験方法の妥当性を検討しながら進めることとする。
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