2023 Fiscal Year Annual Research Report
Functionalization of implant by bio-active coating with ion release and high bonding strength
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20H02448
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
上田 恭介 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40507901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成島 尚之 東北大学, 工学研究科, 教授 (20198394)
李 誠鎬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20850001)
小笠原 康悦 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (30323603)
金高 弘恭 東北大学, 歯学研究科, 教授 (50292222)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生体活性ガラス / ゾルゲル法 / ディップコーティング法 / スパッタリング法 / 溶解性評価 / 抗菌性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタン製歯科インプラントの骨との迅速かつ強固な結合、およびインプラント周囲炎予防を目的として、抗菌性元素含有生体内溶解性バイオアクティブガラスコーティング膜の作製および評価を行った。コーティング膜として、骨適合性と生体内溶解性を有する生体活性ガラスをベースとし、抗菌性元素(X=Ag, Cu, Zn)および溶解性制御元素(Ta)を添加したSiO2-CaO-P2O5-Ta2O5-X系生体活性ガラスに着目した。
ゾルゲル法により、TaおよびAgを共添加したガラス粉末を作製することができた。プロセス中にクエン酸を添加することでガラス形成組成を拡大することができ、これまでに報告の無いTa, Ag共添加生体活性ガラスを作製するプロセスを見出した。擬似体液中における溶解性評価の結果、Ta添加量の増加によりガラス自体の溶解性は抑制することができ、それに伴い、Agイオン放出も抑制することができた。
チタンへのCu添加SiO2-CaO生体活性ガラスコーティングプロセスを検討した。基板には短冊状の工業用純チタンを用い、NaOH処理により表面にNa-Ti-Oゲル層を作製した。この上に、ゾルゲル・ディップコーティング法により生体活性ガラス層を作製した。2023年度は、基板形状、ゾル組成、コーティング回数を検討し、膜厚1マイクロメートルの生体活性ガラスコーティング膜を作製することができた。密着力も生体用コーティング膜に必要な15 MPaを超える値であった。
スパッタリング法による生体活性ガラス膜作製についても検討し、CuおよびZn添加リン酸カルシウム系ガラス膜を作製することができた。Zn添加は、リン酸カルシウム系ガラスの溶解性を抑制することを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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