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2011 Fiscal Year Annual Research Report

各種官能基を含有する陽極酸化チタニア皮膜の作製と生体活性・表面特性評価

Research Project

Project/Area Number 21560719
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

黒田 健介  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00283408)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 興戸 正純  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50126843)
市野 良一  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (70223104)
Keywordsチタニア / 親水性 / 官能基 / 湿式プロセス / 生体材料 / 骨伝導性 / 動物埋植試験
Research Abstract

歯根や骨ねじなどのインプラント材表面の骨伝導性を高める表面処理法として,水酸アパタイトやTiO_2のコーティングが注目を集めている.申請者らのこれまでの研究によって,TiO_2コーティングの方が,骨の無機主成分である水酸アパタイト・コーティングよりも高い骨伝導性を示す場合があることを動物埋植試験により見出してきた.本研究では,これまでに明らかにしてきた結果を踏まえて,陽極酸化法に用いる水溶液の種類,すなわち含有するイオンや官能基の異なるTiO_2コーティングを作製し,これらの含有イオン,官能基と骨伝導性の関係に焦点を絞り研究を行った.具体的には,種々の官能基,アニオン,カチオンを含んだ無機酸,有機酸,アルカリ水溶液中でTiを陽極酸化することにより,これらのアニオンやカチオンを含有し,化学的性質の異なるTiO_2皮膜をTi表面に作製し,これを動物埋植試験に供することにより,骨伝導性の高いTiO_2皮膜作製条件を決定するとともに,TiO_2皮膜表面の化学的性質と骨伝導性との相関関係を明らかにすることを目的とした.
その結果,TiO_2皮膜に含まれるアニオンやカチオン,官能基の骨伝導性への影響はほとんどないことがわかった.その一方で,アニオンやカチオン,官能基を含有するTiO_2コーティングの骨伝導性は,インプラント表面の親水性・疎水性(水滴接触角)に極めで強い影響を受けて変化することがわかった.すなわち,親水性表面ほど高い骨伝導性を示した.よってこの事実から,インプラントの生体活性評価法として,工学的評価法のひとつである「水滴接触角」測定が,動物埋植試験に代わる安価で有用かつ簡便な手法,すなわち骨伝導性材料開発の「道しるべ」になりうるものと考えられる.

  • Research Products

    (29 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (22 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Formation of Amorphous TiO_2 Film on Ti Using Anodizing in Concentrated H_3PO_4 Aqueous Solution and Its Osteoconductivity2012

    • Author(s)
      D. Yamamoto, T. Iida, K. Kuroda, R. Ichino, M. Okido, A. Seki
    • Journal Title

      Mater. Trans.

      Volume: Vol.53, 2012, No.3 Pages: 508-512

    • DOI

      DOI:10.2320/matertrans.M2011234

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HAp Coating of Titanium Implants using Hydroprocessing and Evaluation of Their Osteoconductivity2012

    • Author(s)
      K. Kuroda, M. Okido
    • Journal Title

      Bioinorg. Chem. Applications

      Volume: Vol.2012 Pages: 7

    • DOI

      DOI:10.1155/2012/730693

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Osteoconductive TiO_2 coating on Titanium using Anodizing in High Content Phosphoric Acid2012

    • Author(s)
      K.Kuroda,R.Ichino, M.Okido
    • Journal Title

      Mater.Sci.Forum

      Volume: 706-709 Pages: 538-542

    • DOI

      10.4028/www.sdentific.net/MSF.706-709.538

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Osteoconductivity of Anodized Titanium with Controlled Micron-Level Surface Roughness2011

    • Author(s)
      D. Yamamoto, I. Kawai, K. Kuroda, R. Ichino, M. Okido, A. Seki
    • Journal Title

      Mater. Trans

      Volume: Vol.52, No.8 Pages: 1650-1654

    • DOI

      DOI:10.2320/matertrans.M2011049

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 湿式プロセスを用いたチタン表面への水酸アパタイト析出による骨伝導性の向上2011

    • Author(s)
      黒田健介, 興戸正純
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 62 Pages: 630-634

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] チタンの生体活性表面処理2011

    • Author(s)
      興戸正純, 黒田健介
    • Journal Title

      溶融塩および高温化学

      Volume: 54 Pages: 115-124

  • [Presentation] 親・疎水性の異なるチタンの陽極酸化皮膜の骨伝導性2012

    • Author(s)
      山本大, 有井一志, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      表面技術協会第125回講演大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学(東京都)
    • Year and Date
      20120313-20120314
  • [Presentation] 硝酸イオンを含有する水溶液中でのTiの陽極酸化と骨伝導性評価2012

    • Author(s)
      榊原正男, 山本大, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      第25回歯科チタン学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知学院大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120218-20120219
  • [Presentation] 有機酸水溶液中での陽極酸化TiO_2皮膜の作製と表面親・疎水性ならびに骨伝導性2012

    • Author(s)
      黒田健介, 有井一志, 山本大, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      第25回歯科チタン学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知学院大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120218-20120219
  • [Presentation] β型Ti合金の硫酸水溶液中陽極酸化と骨伝導性2012

    • Author(s)
      山本大, 魯暁京, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      第25回歯科チタン学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知学院大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120218-20120219
  • [Presentation] Preparation and in vivo Evaluation of Anodized TiO_2 Films in aqueous solutions containing Nitrate Ion2012

    • Author(s)
      M.Sakakibara, K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • Organizer
      12th Inter.Sympo.on Biomimetic Mater.Processing (BMMP-12)
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120124-20120127
  • [Presentation] 生体インプラント用材料と表面処理技術の最前線2012

    • Author(s)
      黒田健介
    • Organizer
      軽金属学会東海支部プレス加工部会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-05
  • [Presentation] TiO_2 Coating on Titanium Using Anodizing in Aqueous Solutions Containing Nitrate Ion and the Evaluation of Osteoconductivity2011

    • Author(s)
      M.Sakakibara, K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • Organizer
      MRS-J, 22nd sympo.
    • Place of Presentation
      横浜波止場会館(神奈川県)
    • Year and Date
      20111219-20111221
  • [Presentation] 硫酸水溶液中陽極酸化によるβ型Ti合金表面へのTiO_2コーティングとその骨伝導性の評価2011

    • Author(s)
      魯暁京, 山本大, 黒田健介, 興戸正純, 市野良一, 赤堀俊和, 新家光雄, 上田正人, 池田勝彦, 小柳禎彦
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      宜野湾(沖縄県)
    • Year and Date
      20111107-20111109
  • [Presentation] 有機酸を用いた陽極酸化法によるTiO_2皮膜の作製と骨伝導性2011

    • Author(s)
      有井一志, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      宜野湾(沖縄県)
    • Year and Date
      20111107-20111109
  • [Presentation] 溶融塩を用いたTi上へのチタニア/チタン酸ナトリウム系化合物皮膜の合成と評価2011

    • Author(s)
      田島雄太, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      宜野湾(沖縄県)
    • Year and Date
      20111107-20111109
  • [Presentation] 硝酸系水溶液中陽極酸化によるTiO_2皮膜の作製と骨伝導性評価2011

    • Author(s)
      榊原正男, 黒田健介, 興戸正純, 市野良一
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      宜野湾(沖縄県)
    • Year and Date
      20111107-20111109
  • [Presentation] 水溶液プロセスを用いた生体材料用チタン表面へのアモルファス・アナターゼ皮膜の作製と評価2011

    • Author(s)
      黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所ワークショップ・日本バイオマテリアル学会東北地域講演会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • Year and Date
      20110929-20110930
  • [Presentation] 陽極酸化によるチタン表面へのチタニアコーティングとその骨伝導性2011

    • Author(s)
      山本大, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      材料と環境討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20110928-20110930
  • [Presentation] Anodic Oxide Coatings on Ti Alloys and Their Osteoconductivity2011

    • Author(s)
      D.Yamamoto, K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • Organizer
      Inter.Conf.on Processing & Manufacturing of Adv.Mater.(THERMEC 2011)
    • Place of Presentation
      Quebec City (Canada)
    • Year and Date
      20110801-20110805
  • [Presentation] Osteoconductive TiO_2 Coating on Titanium using Anodizing in High Content Phosphoric Acid2011

    • Author(s)
      K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • Organizer
      Inter.Conf.on Processing & Manufacturing of Adv.Mater.(THERMEC 2011)
    • Place of Presentation
      Quebec City (Canada)(招待講演)
    • Year and Date
      20110801-20110805
  • [Presentation] 金属インプラントへの生体活性表面処理とその骨伝導性2011

    • Author(s)
      興戸正純, 黒田健介
    • Organizer
      電気化学会北海道支部第27回ライラックセミナー
    • Place of Presentation
      小樽(北海道)(招待講演)
    • Year and Date
      20110618-20110619
  • [Presentation] 高濃度リン酸水溶液中陽極酸化によるβ型Ti合金上へのチタニアコーティングと骨伝導性2011

    • Author(s)
      山本大, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純, 赤堀俊和, 新家光雄, 上田正人, 池田勝彦, 小柳禎彦
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] 硫酸水溶液中陽極酸化によるβ型チタン合金上へのチタニアコーティング2011

    • Author(s)
      魯暁京, 山本大, 黒田健介, 興戸正純, 市野良一, 赤堀俊和, 新家光雄, 上田正人, 池田勝彦, 小柳禎彦
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] 各種水溶液中での陽極酸化法を用いたチタニア皮膜の作製と骨伝導性2011

    • Author(s)
      有井一志, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] 溶融塩プロセスを用いたTi表面へのTiO_2/チタン酸ナトリウム複合皮膜の合成と評価2011

    • Author(s)
      田島雄太, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] Formation of oxide coatings on Beta-Ti Alloys using Anodizing in Concentrated Phosphoric Acid and their Osteoconductivity2011

    • Author(s)
      D.Yamamoto, K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • Organizer
      2011 Inter.Sympo.on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS 2011)
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2011-11-06
  • [Presentation] チタンの生体活性表面処理2011

    • Author(s)
      興戸正純, 黒田健介
    • Organizer
      電気化学会溶融塩委員会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://f2.numse.nagoya-u.ac.jp/theme01.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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