2014 Fiscal Year Annual Research Report
骨の特異力学機能に学ぶ応力応答性自己強化金属製インプラントの開発原理
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25702027
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
仲井 正昭 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20431603)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体用金属材料 / チタン合金 / 脊椎固定 / 変形誘起相変態 / オメガ相 / 疲労特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重度の脊椎疾患には金属製脊椎固定器具が用いられる。研究代表者らは、このような金属製脊椎固定器具には患者側と医師側とで異なる弾性率特性が望まれていることを見出し、それらを両立させるため、変形誘起相変態の利用により、変形部のみ弾性率が上昇し、非変形部は低弾性率を示す金属（弾性率自己調整金属）を開発した。本研究では、この弾性率自己調整金属の金属製脊椎固定器具への応用について検討している。この場合、耐久性は実用化のための最も重要な特性といえる。そこで、本年度は、代表的な弾性率自己調整金属であるTi-12Cr合金を用いて、その疲労特性と疲労試験中の微細組織変化について調査した。その結果、溶体化急冷処理を施したTi-12Cr合金は、溶体化状態のβ型チタン合金としては極めて良好な疲労特性を有することが明らかとなった。透過電子顕微鏡観察の結果、溶体化急冷処理後のTi-12Cr合金はほぼβ単相からなるが、疲労試験後にはω相の形成が認められた。このω相は疲労試験中に形成したと考えられることから、Ti-12Cr合金の良好な疲労特性との関連が示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
医療器具に用いられる金属材料には高い耐久性が求められる。弾性率自己調整金属を脊椎固定器具に応用する場合においても同様に高い耐久性が要求される。本年度の検討により、同合金が良好な疲労特性を備えていることが明らかとなり、今後の実用化への期待が高まった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は弾性率自己調整金属を用いて脊椎固定器具を試作し、実際の体内での使用環境を模擬した耐久性試験を実施する。
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| Causes of Carryover |
外注した脊椎固定器具の試作が遅れたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は外注した脊椎固定器具の試作費として用い、平成27年度請求額とあわせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
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