粉末積層造形法による低磁性Ｚｒ合金の高機能バイオマテリアル創製
| Project/Area Number |
17J10345
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Dental engineering/Regenerative dentistry
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| Research Institution | Nihon University (2019-2020)
Tohoku University (2017-2018) |
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| Research Fellow |
加嶋 祐佳 日本大学, 歯学部, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | レーザー積層造形法 / Zr合金 / 低磁性 / アーチファクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代型生体用金属材料として有望視されている、低磁性と低弾性率を兼ね備えたZr合金に対して積層造形技術の応用と熱処理による組織制御を導入することで、金属系バイオマテリアルの機能性向上を目的として研究を行った。Zr合金の弾性率分布のアンシスでのシミュレーション解析を進め、さらにZr合金における磁化率の測定や、MRI撮影の際のメタルアーチファクト範囲の測定を行った。複数の撮像条件でのMRIアーチファクト評価を行い、Zr合金は他の歯科用合金と比較してアーチファクト範囲が小さくなり、アーチファクト範囲は金属材料の体積磁化率、質量、重さに比例して大きくなることが明らかとなった。このことからMRI撮影前に、事前にアーチファクトの範囲をある程度予測することが可能となると思われる。耐食性の評価では、様々な熱処理条件で、xy面とxz面のアーノード分極試験と試験後の組織像観察、および溶出試験を行った。結果から、溶融境界部が腐食されやすいということと、造形時のxy平面とyz平面では溶融境界の構造に差があることから耐食性における異方性が現れることが明らかとなった。さらに熱処理により溶融境界が消失することから、熱処理が耐食性における異方性の軽減に有効であることが明らかとなった。これらの一連の研究から、次世代型バイオマテリアルであるZr合金にSLMプロセスの導入が可能となり、機能性と安全性を向上させた新たな低磁性合金を生体材料として応用できる可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Effect of adding support structures for overhanging part on fatigue strength in selective laser melting.2017
Author(s)
Yuka Kajima, Atsushi Takaichi, Takayuki Nakamoto, Takahiro Kimura, Nuttaphon Kittikundecha, Yusuke Tsutsumi, Naoyuki Nomura, Akira Kawasaki, Hidekazu Takahashi, Takao Hanawa, Noriyuki Wakabayashi.
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Journal Title
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
Volume: 11
Pages: 1-9
DOI
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Peer Reviewed
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