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化学処理による金属材料への生体活性の付与

研究課題

研究課題/領域番号 07559008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 広領域
研究機関京都大学

研究代表者

小久保 正  京都大学, 工学研究科, 教授 (30027049)

研究分担者 吉原 聡  日本電気硝子(株)生体材料開発室, 研究員
中村 孝志  京都大学, 医学研究科, 教授 (10201675)
宮路 史明  京都大学, 工学研究科, 助手 (80219782)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
19,000千円 (直接経費: 19,000千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1996年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1995年度: 16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
キーワード化学処理 / アパタイト / チタン金属 / アルカリ処理 / 生体活性 / チタン合金
研究概要

NaOH水溶液に浸漬した後600℃で加熱処理した純チタン、Ti-6A1-4V、Ti-6A1-2Nb-Ta、Ta-15Mo-5Zr-3A1合金、SUS316Lステンレス鋼、Co-Cr-Mo合金をヒトの体液にほぼ等しいイオン濃度を有する36.5℃の擬似体液に浸漬すると、純チタン、チタン合金、はいずれも短期間にその表面に緻密で均質な骨類似アパタイト層を形成した。しかし、ステンレス鋼とCo-Cr-Mo合金はアパタイト層を形成しなかった。アルカリ水溶液処理したチタン及びその合金が擬似体液中でその表面にアパタイトを形成するのは、擬似体液中でそれら表面に形成された水和チタニアゲルがアパタイトの核形成を誘起すると共に、表面層から溶出するナトリウムイオンが擬似体液のアパタイトに対する過飽和度を上げてアパタイトの核形成を促進するからであるためと考えられる。純チタンについて、NaOH水溶液濃度が擬似体液中におけるアパタイト形成に与える影響をその後の加熱処理をせずに調べたところ、いずれの試料についてもその表面にアパタイト層が形成されたが、アパタイト形成に要する擬似体液中への浸漬期間は、NaOHの濃度が高くなるにつれ短くなった。これは、NaOH水溶液の濃度が高いほど、ナトリウムイオンを多量に含む水和チタニアゲルが形成され、これが多量のナトリウムイオンを溶出し、擬似体液のアパタイトに対する過飽和度を急速に高めるためと考えられる。しかし、表面のゲル層は、外力により容易に剥離した。そこで、NaOH水溶液処理後のチタン金属を600℃付近で加熱処理すると、その高いアパタイト形成能を保持しつつ、機械的に弱いゲル層を安定なアモルファス層に改質できることがわかった。さらに、同様のアルカリ水溶液処理によりタンタル及びジルコニウム金属も擬似体液中でその表面に短期間でアパタイトを形成した。したがって、本化学処理法は、種々の金属材料に生体活性を付与するためのきわめて簡単で有効な方法であると結論できる。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] T.Kokubo: "Spontaneous formation of bonelike apatite layer on chemically treated titanium metals" J.Am.Ceram.Soc.79. 1127-1129 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Formation of Biologically Active Bonelike Apatite on Metals and Polymers by Biomimetic Process" Thermochimica Acta. 280/281. 479-490 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Preparation of bioactive Ti and its alloys via simple chemical surface treatment" J.Biomed.Mater.Res.32. 409-417 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Adhesive Strength of Bonelike Apatite to Chemically Treated Titanium" Bioceramics. 9. 301-304 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Bonelike Apatite Formation on Chemically Treated Tantalum Metal" Bioceramics. 9. 317-320 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Apatite-Forming Ability of Alkali-Treated Ti Metal in Body Environment" J.Ceram.Soc.Japan. 105. 111-116 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Effect of heat treatment on apatite-forming ability of Ti metal induced by alkali treatment" J.Mater.Sci.Medicine. 8. 341-347 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Novel Bioactive Mmaterials" Anales de Quimica. 93. S49-55 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Spontaneous formation of bonelike apatite layr on chemically treated titanium metals" J.Am.Ceram.Soc.79. 1127-1129 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Formation of Biologically Active Bonelike Apatite on Metals and Polymers by Biomimetic Process" Thermochimica Acta. 280/281. 479-490 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Preparation of bioactive Ti and its alloys via simple chemical surface treatment" J.Biomed.Mater.Res. 32. 409-417 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Adhesive Strength of Bonelike Apatite to Chemically Treated Titanium" Bioceramics. 9. 301-304 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Bonelike Apatite Formation on Chemically Treated Tantalum Metal" Bioceramics. 9. 317-320 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Apatite-Forming Ability of Alkali-Treated Ti Metal in Body Environment" J.Ceram.Soc.Japan. 105. 111-116 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Effect of heat treatment on apatite-forming ability of Ti metal induced by alkali treatment" J.Mater.Soc. : Medicine. 8. 341-347 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Novel Bioactive Mmaterials" Anales de Quimica. 93. S49-55 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Bonelike Apatite Formation on Chemically Treated Tantalum Metal" Bioceramics. 9. 317-320 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Apatite-Forming Ability of Alkali-Treated Ti Metal in Body Environment" J.Ceram.Soc.Japan. 105. 111-116 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Effect of heat treatment on apatite-forming ability of Ti metal induced by alkali treatment" J.Mater.Sci.:Medicine. 8. 341-347 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Spontaneous formation of bonelike apatite layer on chemically treated titanium metals" J.Am.Ceram.Soc.79. 1127-1129 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kokubo: "Formation of Biologically Active Bonelike apatite on Metals and Polymers by Biomimetic Process" Thermochimica Acta. 280/281. 479-490 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.M.Kim: "Preparation of bioactive Ti and its alloys via simple chemical surface treatment" J.Biomed Mater.Res.32. 409-417 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.M.Kim: "Adhesive Strength of Bonelike Apatite to Chemically Treated Titanium" Bioceramics.9. 301-304 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.M.Kim: "Apatite-Forming Ability of Alkali-Treated Ti Metal in Body Environment" J.Ceram.Soc.Japan. 105. 111-116 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 宮路史明: "生体活性金属の作製" Orthopaedic Ceramic Implants. 14. 83-87 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] F. Miyaji: "Bioactive titanium alloys prepared by chemical surface modification" Bioceramics. 8. 323-329 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kokubo: "Coating of bonelike apatite on metals and polymera by biomimetic process" in “Hydroxyapatite Coated Hip and Knee Arthroplasty", ed. by J. A. Epinette and R. G. T. Geesink, Expansion Scientifique Francaise, Paris. 85-89 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小久保 正: "複合化の化学と技術-生体活性セラミックス" セラミックス. 30. 223-229 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kokubo: "Spontaneous formation of bonelike apatite layer on chemically treated titanium metals" J. Am. Ceram. Soc.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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