2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of cardiovascular material using titanium by reactive sputtering and elucidation of antithrombotic expression mechanism
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17K06844
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
大家 渓 工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 助教 (50549962)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩森 暁 東海大学, 工学部, 教授 (90345603)
橋本 良秀 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40638384)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 反応性スパッタ / 酸化チタン薄膜 / 熱処理 / 結晶構造 / 血液適合性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタンは抗血栓性に優れず、体内で血液に接触する用途の材料としては使用できない。申請者らはチタン粉末を熱間等方圧加圧法で焼結することにより、抗血栓性を有するチタン材料の作製に成功しているが、この材料の作製手法は高価かつ煩雑な手順を必要とした。本研究では、安価かつ迅速に金属薄膜や酸化物薄膜を作製できる反応性スパッタ技術を用い、表面性状が異なるチタン酸化物薄膜の作製を行うことにより、抗血栓性に優れるチタン製材料の作製を目指した。
最終年度である2019年度は、チタン製試料の作製条件 (スパッタ時の成膜条件、熱処理温度など) の精査を行った。そして、成膜時の圧力と熱処理温度を変化させることにより、結晶構造のみが異なる試料表面の作製条件を見出した。作製した試料上でブタ血液を用いた血栓形成能評価を行った結果、一つの条件で血小板の粘着を抑制し、フィブリンネットワーク形成を阻害できることが示された。これにより、本研究の主要目的である、安価かつ迅速に抗血栓性に優れるチタン製材料の作製を目指すことに成功したと言える。申請当初は材料表面の酸化物の組成が影響をおよぼしていると仮説を立てていたが、今回の研究で結晶構造が抗血栓性の機能発現に影響を及ぼしている要因であることが示された。一方、このような結果が得られた理由について、材料の表面特性について結晶構造以外にも多角的な解析・検討を行ったものの、具体的に影響している因子を特定するに至らなかった。現時点では、結晶構造の相違により、表面電位などに違いが生じ、これが影響した可能性を考えている。
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