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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ex vivo抗菌性とin vivo骨結合能を示すTi金属の開発

Research Project

Project/Area Number 25282139
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

川下 将一  東北大学, 医工学研究科, 准教授 (70314234)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金高 弘恭  東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (50292222)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsチタン / 窒素ドープ / 可視光応答型光触媒 / 生体活性
Outline of Annual Research Achievements

純Ti板(10×10×1 mm3)を5 mLの5 M 水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に60℃で24時間浸漬し、続いて7 mLの純水に80℃で48時間浸漬した。その後、試料を洗浄、乾燥させ、アンモニア(NH3)雰囲気中、600℃で1、3あるいは5時間加熱処理した(NaOH-温水-NH3加熱処理)。得られた試料を30 mLの擬似体液(SBF)に36.5℃で1週間浸漬し、SBF浸漬前後の試料の表面構造を調べた。また、試料をウェル内(直径15 mm)に置き、1,000,000 コロニー形成単位(CFU)の大腸菌を含む菌液1 mLを加え、上方より可視光(照射強度:110 W/cm2、波長:415-650 nm)を1時間照射した後、段階希釈した菌液を寒天培地に塗抹し、翌日にCFUを算出することにより、試料の抗菌性を評価した。
その結果、NaOH-温水-NH3加熱処理チタン表面には、窒素を2.3~4.9 atom%含む、アナターゼ型TiO2からなる網目構造が形成された。また、1あるいは3時間の加熱処理の場合には、主にN-Ti結合と僅かのN-O-Ti結合が形成されたが、5時間の加熱処理の場合には、N-Ti結合は減少し、新たにN-O結合が形成された。また、NaOH-温水-NH3加熱処理チタンは、加熱処理時間に関わらず、SBF中でアパタイトを形成したが、5時間の加熱処理の場合は、試料のアパタイト形成能はやや低下した。NaOH-温水処理によってチタン表面に形成されたTi-OHやTi-O-TiがNH3と反応してTi-O-N=Oを形成し、それがアパタイト形成に不利に働いた可能性がある。さらに、NaOH-温水-NH3加熱処理チタンは、加熱処理時間が1あるいは3時間の場合に、可視光の照射によって大腸菌をほぼ完全に死滅させた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 可視光に応答して抗菌性を示す生体活性チタン2015

    • Author(s)
      川下将一
    • Journal Title

      チタン

      Volume: 63 Pages: 22-28

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Bioactive Titanium with Visible-light Induced Antibacterial Activity2015

    • Author(s)
      M. Kawashita, N. Endo, T. Watanabe, T. Miyazaki, M. Furuya, K. Yokota, Y. Abiko, H. Kanetaka, N. Takahashi
    • Organizer
      15th Asian BioCeramics symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo Medical and Dental University, Tokyo
    • Year and Date
      2015-12-09 – 2015-12-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 表面化学処理および加熱処理によるチタンへのアパタイト形成能と可視光応答型抗菌性の付与2015

    • Author(s)
      川下将一
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成27年度秋季大会
    • Place of Presentation
      京都大学百周年時計台記念館、京都
    • Year and Date
      2015-11-11 – 2015-11-11
    • Invited
  • [Presentation] 窒素ドープ酸化チタンを形成させたチタンのアパタイト形成能と可視光下での抗菌性2015

    • Author(s)
      川下将一、遠藤真子、渡邉友亮、宮崎敏樹、古谷真衣子、横田琴音、安彦友希、金高弘恭、高橋信博
    • Organizer
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ、京都
    • Year and Date
      2015-11-10 – 2015-11-10
  • [Presentation] Development of biomedical materials for cancer treatment and bone-repairing2015

    • Author(s)
      M. Kawashita
    • Organizer
      Seminar in Institute of Metal Research
    • Place of Presentation
      Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, China
    • Year and Date
      2015-11-05 – 2015-11-05
    • Invited
  • [Presentation] Bioactive titanium with visible-light induced photocatalytic activity2015

    • Author(s)
      M. Kawashita
    • Organizer
      5th International Conference on Recent Advances in Materials, Minerals & Environment (RAMM) & 2nd International Postgraduate Conference on Materials, Mineral and Polymer (MAMIP)
    • Place of Presentation
      Penang, Malaysia
    • Year and Date
      2015-08-05 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 生体活性骨修復用材料に関する研究

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/kawashita/research.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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