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生体適合性にすぐれたチタン合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 05558107
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

浜中 人士  東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (10013955)

研究分担者 小林 郁夫  東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (40242268)
米山 隆之  東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (00220773)
中村 晃忠  国立衛生試験所, 療品部, 部長 (50172391)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
1995年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1993年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワードチタン合金 / 生体適合性 / 力学的性質 / 生体用チタン / 摩耗試験 / 生物学的安全性 / 生体用金属材料 / ジルコニウム合金
研究概要

生体適合性にすぐれたチタンを開発するために,この研究では合金開発に当たり,まずチタンと同族の元素であり,チタン同様生体適合性の高いジルコニウムとの2元合金について検討した.その結果互いの元素が30%を超えると力学的性質は,それぞれが単独の場合は300〜350MPaであるのに比較して,900〜950MPaと2倍以上上昇することが判った.チタンとジルコニウムの2元合金を基として第3元素を加えた合金は,2元合金を超える強さを示すことが見出され,さらにすぐれた生体用合金が開発される可能性が示唆された.
浸漬試験による溶出イオンの濃度の測定を行った結果,チタンとジルコニウムの2元合金については,単独の場合よりイオンの溶出量はかなり減少することが判った.生体適合性を調べるために,6週齢のF344系ラットの側背部皮下に8ヶ月間埋植し,組織反応と感作性について試験を行った.その結果チタン-ジルコニウム合金はチタンよりも生体適合性に優れているという結果が得られた.
また,Ti-6Al-7Nb合金の歯科鋳造の可能性についても検討した.現在Ti-6Al-4V合金が使用されているが鋳造性が悪いため,精密鋳造可能なチタン合金の開発が望まれている.Ti-6Al-7Nb合金は,現在のチタン用鋳造機で十分精密鋳造が可能であり,しかも鋳造体の引張り強さは933MPaと,Ti-6Al-4Vの場合の975MPaに比較してやや低いものの十分な強度を示した.また,伸びはTi-6Al-7Nb合金は7%とTi-6Al-4Vの5%よりも大きく,しかもばらつきが少ないため信頼性も高いものと思われる.Ti-6Al-7Nb合金は歯科用材料として十分実用化できることが判明した.
その他の生体用チタン合金の可能性として,TiAl基合金についても検討した.TiAl基合金は金属間化合物であるが耐熱材料として注目されている材料である.これにNbを添加すると強度が増し,生体材料としての可能性があることが判った.

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] T.Yoneyama: "Influence of mold materials and heat treatment on tensile properties of Ni-Ti alloy castings" Bulletin of the Tokyo Medical and Dental University. 40. 167-172 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林郁夫: "生体用TiAl基合金の力学的性質に及ぼす化学量論組成からのずれの影響" 医用器材研究所報告. 27. 33-37 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林郁夫: "歯科鋳造したチタン-ジルコニウム基合金の力学的特性" 歯科材料・器械. 14. 321-328 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林郁夫: "歯科鋳造した生体用Ti-6Al-7Nb合金の鋳造性と力学的性質" 歯科材料・器械. 14. 406-413 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Kobayashi: "Mechanical properties of the binary titanium-zirconium alloys and their potential for biomedical materials" Journal of Biomedical Materials Research. 29. 943-950 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoneyama, M.Kotake, E.Kobayashi, H.Doi, H.Hamanaka: "Influence of mold materials and heat treatment on tensile properties of Ni-Ti alloy castings" Bulletin of the Tokyo Medical and Dental University. 40 (4). 167-172 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Kobayashi, H.Doi, T.Yoneyama, H.Hamanaka: "Influence of deviation from stoichiometric composition on mechanical properties of TiAl-base alloys for biomaterials" Reports of the Institute for Medical and Dental Engineering. 27. 33-37 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Kobayashi, H.Doi, T.Yoneyama, H.Hamanaka, S.Matsumoto, K.Kudaka: "Evaluation of Mechanical properties of Dental-cast Ti-Zr Based Alloys19GC03 : The Journal of the Japanese Society for Dental Materials and Devices" 14 (3). 321-328 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Kobayashi, H.Doi, M.Takahashi, T.Nakano, T.Yoneyama, H.Hamanaka: "Castability and Mechanical properties of Ti-6Al-7Nb Alloy dental-cast19GC04 : The Journal of the Japanese Society for Dental Materials and Devices" 14 (4). 406-413 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Kobayashi, S.Matsumoto, H.Doi, T.Yoneyama, H.Hamanaka: "Mechanical properties of the binary titanium-zirconium alloys and their potential for biomedical materials" Journal of Biomedical MaterialsResearch. 29 (8). 943-950 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoneyama: "Influence of mold materials and heat treatment on tensile properties of Ni-Ti alloy castings" Bulletin of the Tokyo Medical and Dental University. 40. 167-172 (1993)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小林郁夫: "生体用TiA1基合金の力学的性質に及ぼす化学量論組成からのずれの影響" 医用器材研究所報告. 27. 33-37 (1993)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小林郁夫: "歯科鋳造したチタン-ジルコニウム基合金の力学的特性" 歯科材料・器械. 14. 321-328 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小林郁夫: "歯科鋳造した生体用Ti-6A1-7Nb合金の鋳造性と力学的性質" 歯科材料・器械. 14. 406-413 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] E.Kobayashi: "Mechanical properties of the binary titanium-zirconium alloys and their potential for biomedical materials" Journal of Biomedical Materials Research. 29. 943-950 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 浜中人士,中野毅,土居寿,小林郁夫: "歯科用コバルト・クロム合金とチタンの疲労特性の比較" 歯科材料・器械,特別号24. 13. 142-143 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 土居寿,中野毅,小林郁夫,浜中人士ほか: "歯科用マッフル炉における鋳型の温度差に与える配置の影響" 歯科材料・器械. 13. 451-458 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 土居寿,中野毅,小林郁夫,米山隆之ほか: "歯科鋳造したチタンの疲労特性" 第8回歯科チタン研究会講演抄録集. 38-39 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 小竹雅人,土居寿,小林郁夫,米山隆之ほか: "キャストクラスプへ応用した超弾性Ti-Ni合金の力学的検討" 第8回歯科チタン研究会講演抄録集. 44-45 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 土居寿,中野毅,小林郁夫,米山隆之ほか: "歯科用コバルト・クロム合金とチタン鋳造体の疲労特性の比較" 歯科材料・器械. 14. 101-108 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 浜中人士: "チタンの耐食性" QDT別冊チタンの歯科技工. 31-31 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小林郁夫: "金属系新素材の医療への応用" 新素材. 5. 24-29 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2021-09-02  

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