2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Bioactive Ti-Mg alloys for dental implants enhancing bone formation
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25293400
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高田 雄京 東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (10206766)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 良央 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (30302152)
泉田 明男 東北大学, 大学病院, 助教 (40333827)
高橋 正敏 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (50400255)
天雲 太一 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (80451425)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | チタン / マグネシウム / アルカリ加熱処理 / イオン修飾 / 骨誘導 / 細胞培養 / 骨接触率 / インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、生体内で適量のMgイオンを徐放し、生体組織を積極的に刺激することで骨形成の誘導を促すTi-Mg合金の開発を目指し、Mg蒸気を利用した気固反応によるTi表面へのMg固溶法を開発したが、種々の条件の試行においても、MgとTiの固溶相を実現できなかった。そこで、アルカリ加熱処理を応用したMgイオン修飾によるTi表面へのMg固定を試みた。アルカリ処理の前後及び大気焼成後にMgイオン修飾を行い、イオン修飾をどの過程で行うのが最良なのかを調べた結果、Ti板を60℃の5M NaOH水溶液に24時間浸漬後、60℃の4M MgCl2水溶液に浸漬し、その後大気焼成すると1.7at%以上のMgがチタン表面に固定されことが分かった。そこで、60℃の0.01～4M MgCl2水溶液に1分～24時間の浸漬を行い、Ti表面へのMg分布量を求めた。EDSを用いた表面分析によると、Ti表面におけるMgの分布は、0.01M以上のMgCl2水溶液であれば1分以上浸漬することで、ほぼ一定の1.7～2.3at%のMgがTi表面に分布することがわかった。アルカリ加熱処理で形成される多孔質構造は、Mgイオン修飾でも維持され、アルカリ処理で生じたNaHTiO3のNaとMgイオンが置換し、焼成後に一部MgTiO3なる形で分布していることが予想される。Mgイオン修飾の効果を明らかにするため、4M MgCl2水溶液に24時間浸漬したTiインプラント（φ1.5mm×3mm）をラット脛骨に埋入して2週後の骨とインプランとの接触率を調べた結果、純TiよりもMgイオン修飾した方が有意に接触率が大きかった。また、骨芽細胞を用いたMgイオンの安全性試験においても、純Tiと有意差は見られなかったことより、Mgイオン修飾によるアルカリ加熱処理は、骨形成誘導を示す安全性の高い新たな表面改質方法であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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