| 研究課題/領域番号 |
10480242
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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 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
米山 隆之 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教授 (00220773)
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| 研究分担者 |
小林 郁夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (40242268)
土居 寿 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (30251549)
浜中 人士 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (10013955)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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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 |
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1998年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | チタンニッケル合金 / 衝撃試験 / ホプキンソン圧力棒法 / 熱処理 / 相変態 |
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| 研究概要 |
本研究では、チタンニッケル合金の双晶型防振特性に着目し、インプラント界面において発生する有害な衝撃応力の緩和により生体組織を保護する可能性を評価するため、ホプキンソン圧力棒法圧縮試験による衝撃応力の伝播について検討することを目的とした。そこで、まず、ロンドン大学および新潟大学の技術協力のもとに、高ひずみ速度用ホプキンソン圧力棒法衝撃試験装置の総合設計を行った。これに従い、各種治具をデザイン、作製し、デジタル・ストレージスコープ、データ解析装置とともに最終組立を行った。これと平行して、衝撃試験データを処理、解析するプロセスおよびプログラムを検討、作製した。
チタンニッケル合金、チタン、生体用ステンレス鋼の衝撃応力伝達特性について解析した結果、チタンニッケル合金では、透過パルスの応力が小さくなっており、特に波形の前半において顕著であった。この傾向は、チタンとステンレス鋼では明瞭には認められなかった。入射パルスが各試料を通って透過パルスとして伝達された際の応力の減少量については、チタンニッケル合金とチタンでは、パルスの初期20〜30μsに大きなピークが認められた。ステンレス鋼でも同様なピークは認められたが、応力の減少量は他の2者に比較して有意に少なかった。その後、チタンでは応力の減少値が急激に低下するが、チタンニッケル合金では持続的であり、ゆるやかに減少した。以上の結果から、チタンニッケル合金の持続的で高い衝撃緩和性を応用することにより、インプラント周囲組織に伝達される高ひずみ速度の衝撃応力を緩和する可能性が示唆された。さらに、衝撃伝達特性を変化させる要因として重要であると考えられるチタンニッケル合金の相変態挙動に関しても、組成と熱処理条件の及ぼす影響について、示差走査熱量計による試験を行ってデータを集積し、詳細に検討を加えた。
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