| 研究課題/領域番号 |
09470321
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
整形外科学
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
北野 利夫 大阪市立大学, 医学部, 助手 (50291597)
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| 研究分担者 |
格谷 美徳 (格谷 義徳) 大阪市立大学, 医学部, 講師 (20204521)
大橋 弘嗣 大阪市立大学, 医学部, 講師 (70254406)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
700千円 (直接経費: 700千円)
1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | 人工関節 / 表面改質 / 細菌感染 / 摩擦 / 超高分子量ポリオチレン / 多結晶アルミナセラミック / 生体材料 / 感染 / 表面処理 / 表面自由エネルギー / 感染症 / 炎症性関節液 / ゼータ電位 / 細菌 |
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| 研究概要 |
人工材料の表面自由エネルギーを減少させることにより、置換術後感染の予防や潤滑動態の改善による磨耗の低減できる可能性がある。フルオロアルキル化は表面改質の一つの方法であり、表面自由エネルギーを減少させる。材料表面に2-3層のフルオロアルキル基を重合させる方法である為に、材料そのものの物性を変化させずに安定した表面改質が可能であり、生体に応用できる可能性が高い。
人工材料として、Ultra high molecular weight polyethylene(UHMWPE)とPolycrystal alumina ceramic(PCAC)を用いた。シランカップリング剤を用いてフルオロアルキル化した。材料表面自由エネルギーの減少の確認とによる表面フッ素化を確認により材料表面のフルオロアルキル化を確認した。また、Electron spectroscopy for chemical analysis(ESCA)により材料表面の解析を行った結果、UHMWPE およびPCAC表面のフルオロアルキル化が可能であることが確認された。表面自由エネルギーの減少により、細菌感染性を低減できるのみならず、低摩擦性を摺動面に持たせることが可能である。
磨耗粉発生の軽減は人工関節置換の成績向上に至る大きな命題である。人工関節関節面の磨耗軽減の方法の一つとして人工関節面の摩擦係数を減少させることに注目した。材料表面のフルオロアルキル化により人工関節面の摩擦係数が減少させることが可能かどうかを検証した。
人工材料として、Ultra high molecular weight polyethylene(UHMWPE)とpolycrystal alumina ceramic(PCAC)を用いた。円板状PCACと未処理の円板状UHMWPEとの間の摩擦係数を疑似関節液を潤滑液として摩擦係数をストレスレオメーターを用いて測定した。測定の結果、フルオロアルキル化アルミナセラミックスは未処理摩アルミナセラミックスに比較してpH値及びせん断速度依存性の摩擦係数の減少を示した。人工関節の摺動面に使用されている人工材料をフルオロアルキル化により表面改質することにより、低摩擦性を獲得させうる可能性があることが検証された。
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