2015 Fiscal Year Annual Research Report
セラミックス界面層構築による金属材料の生体機能化とその評価
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25249094
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
成島 尚之 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20198394)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
春日 敏宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30233729)
小笠原 康悦 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (30323603)
上田 恭介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40507901)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体材料 / チタン / 光触媒 / アナターゼ / ルチル / リン酸カルシウム / 生体吸収性 / 抗菌性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1: RFマグネトロンスパッタリング法においてターゲット組成を制御することでAgカチオン分率（Ag/(Ag+Ca+P)）を0～0.2と変化させたAg含有非晶質リン酸カルシウム（Ag-ACP）膜の作製に成功した。TiおよびTi合金表面に作製したAg-ACP膜の擬似体液中への溶出試験と大腸菌および黄色ブドウ球菌を用いた抗菌性試験を行い、ACP溶解に伴うAgイオン徐放によりAg-ACP膜の抗菌性が発現されることを明らかにした。
2: 生体吸収性制御の観点からNbを共添加したAg-ACP膜をRFマグネトロンスパッタリング法により作製した。溶出試験と抗菌性試験を行い、Nbの共添加によりAg-ACP膜の溶出が抑制され、長期間のAg徐放と抗菌性の保持が可能となった。
3: 1および2の成果より、生体吸収性ACPコーティングはインプラントの抗菌化ばかりでなく、薬剤やタンパク質担持などへの幅広い生体応用が可能であることが示された。
4: 二段階熱酸化法によりTiおよびTi合金表面に作製されたアナターゼ含有TiO2膜の紫外光照射下における光誘超親水性および有機物分解試験から、アナターゼ分率が0.8程度で光触媒活性が最大になることを確認した。
5: Ti-4at%Au合金表面に大気酸化により作製したルチル型のTiO2膜は可視光照射下において優れた光誘超親水性および有機物分解能を発現した。TiO2膜中には数ナノメートルの金属Au粒子が分散していた。可視光応答はTi-1at%Au合金では発現しておらず、大気酸化プロセスにおいてTiO2へ導入されるAu濃度に可視光応答を発現させる下限が存在することが示唆された。可視光応答性発現はAuのTiO2へのドープに伴うバンドギャップの狭窄および金属Auナノ微粒子による表面プラズモン共鳴の効果により光電子-正孔対の励起に必要なエネルギーが減少するためと考察した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 生体材料としてのチタン2015
Author(s)
成島尚之
Organizer
仙台青葉工業クラブ第42回講演会
Place of Presentation
エル・パーク仙台 (仙台)
Year and Date
2015-10-18 – 2015-10-18
Invited
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