2021 Fiscal Year Research-status Report

Fabrication of magnesium/calcium phosphate lamellar composite

Research Project

Project/Area Number	20K05132
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	池尾直子神戸大学, 工学研究科, 助教 (80647644)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	生体内分解性材料 / 複合材料
Outline of Annual Research Achievements	生体内分解性および優れた生体適合性のみならず、生体組織類似の異方性構造を有し、生体組織と高い親和性を発揮しうるマグネシウム/リン酸カルシウム複合材の創製を目指し、本研究ではマグネシウム/リン酸カルシウム積層複合材の創製およびその機能制御を試みる。本年度は、マグネシウム/ハイドロキシアパタイト積層複合材を作製し、その機能を評価するとともに、接合条件の制御による機能制御を試みた。湿式法を通じて得られたハイドロキシアパタイトを被覆したマグネシウム材の熱間接合により、異方的な構造を有するマグネシウム/ハイドロキシアパタイト積層複合材の創製を実現した。本複合材の強度は、圧下率の上昇および強化材であるハイドロキシアパタイトの体積率にともない単調に増加した。破断伸びは、圧下率の増加にともない改善した。また、生体内分解性の指標である分解抵抗は、擬似体液内で安定なハイドロキシアパタイトの体積率に依存して単調に増加した。XRDでは、本手法における反応生成物の形成は認められなかったことから、積層複合材の強度および生体内分解性はハイドロキシアパタイトの体積率により制御できると考えられる。以上の結果は、マグネシウムと同様に生体内分解性を示すβーリン酸三カルシウムを用いた積層複合材と同様である。したがって、マグネシウム/リン酸カルシウム積層複合材の機能制御にあたっては、リン酸カルシウム層の体積率の制御が非常に重要であることが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 今年度前半に予定していたマグネシウム/ハイドロキシアパタイト積層複合材の作製および諸特性の評価は達成している。しかしながら、産前産後休暇の取得、および産前の体調不良が生じたため、微細組織に対するリン酸カルシウムの影響の解明において、当初計画より遅れが生じている。
Strategy for Future Research Activity	これまで、積層複合材中のリン酸カルシウムの体積率の制御が、複合材の強度および生体内分解性に大きな影響を及ぼす母材のマグネシウムの微細組織に大きな影響を及ぼすことを明らかにしている。今年度は、リン酸カルシウム層の存在による熱間接合中に生じるひずみ分布への影響を評価し、微細組織制御手法を明らかにすることを目指す。
Causes of Carryover	今年度途中で妊娠にともなう体調不良および産休取得が生じたため、年度後半に計画していた研究の分を次年度に繰り越す結果となった。