チタン合金の電解処理が補綴装置用複合体の耐食性および耐破折性に及ぼす効果

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24592969
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 米山 隆之 日本大学, 歯学部, 教授 (00220773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 英雄 日本大学, 歯学部, 教授 (40199857) ; 堤 祐介 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 歯学 / 生体材料 / チタン合金 / 表面・界面物性 / 複合材料・物性

Outline of Annual Research Achievements

Ti-6Al-7Nb合金およびグレード4純チタンについて、試験に適切な試料形状として4 mm×1.2 mm×25 mmの板状とし、機械加工によって作製した。試料表面を鏡面まで研磨する条件では、試料のエッジ部の形状が不均一になる問題が判明したため、表面仕上げ条件を#800に変更して試料の再作製を行った。表面処理方法としては、電解液は水57.2%＋グリセリン35.7%＋乳酸7.1%、対極は純チタン、作用極－対極間距離35 mm、電解電圧50 Vの条件で処理を施した。Ti-6Al-7Nb合金試料の耐食性について、0.9% NaCl水溶液中におけるアノード分極試験で評価した結果、表面改質処理によって腐食電位が上昇するとともに、不動態保持電流密度が大幅に減少し、本表面改質処理により耐食性の著しい改善が認められた。純チタンに歯冠補綴用硬質レジンを積層した複合体試料の最大曲げ強さは、チオウラシル系モノマーMTU-6を含有するプライマー、あるいはMDPを含有するプライマーを使用した場合の方が、ホスホン酸系およびカルボン酸系モノマーを含有するプライマーよりも有意に高く、Ti-6Al-7Nb合金についてはMTU-6を含有するプライマーで有意に高かった。
最終年度における試験では、表面改質合金試料と歯冠補綴用硬質レジンとの接合性は、MTU-6あるいはMDPを含有するプライマーを使用した試料で有意に高かった。耐破折性に関する評価では、純チタン、Ti-6Al-7Nb合金ともに、MTU-6を含有するプライマーを使用した試料で有意に高いエネルギーおよびたわみ量を示した。しかし、剛性はMDPを含有するプライマーで有意に高い値を示し、力学的特性に及ぼす影響に差異が認められた。総括評価としては、チタン合金に対する本表面改質処理は、複合体の耐食性を高めるとともに十分な力学的信頼性を示すことが示唆された。