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チタニアコーティングによる各種チタン合金の高生体活性化とそのメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J10401
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 大  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードチタン合金 / 陽極酸化 / 水熱処理 / 骨伝導性 / 親水性 / 動物内埋植試験 / チタニア / 動物埋植試験 / 表面粗さ
研究概要

先行研究の成果から,基材としてTi-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)を使用する場合,必ずしもチタニアコーティングによって骨伝導性が向上するわけではないこと,ならびに純Tiの場合と同様にTNTZ基材表面の親水性が骨伝導性に影響する可能性が示唆された.そこで,TNTZに対して,純Tiの親水化処理として極めて有効であった水熱処理を施し,その効果を検討するとともに,Nb,Ta,ZrなどのTi以外のバルブ金属に対しても水熱処理を施し,動物内埋植試験の結果と合わせることで,異なる金属材料表面における親水性と骨伝導性との関係について検討した.TNTZにおいては,陽極酸化処理の有無にかかわらず,水熱処理(453Kの蒸留水中に試料を180min.浸漬)を施すことで,大気中で1d保持した後の水滴接触角が15deg.以下まで大きく低下し,さらに試料を成膜直後にリン酸緩衝生理食塩水(PBS(-)中に保存することで,水滴接触角が5deg.以下の超親水性表面を形成することが可能であった.また,Nb,Ta,Zrの単体金属においても,同条件の水熱処理ならびにPBS(-)中保存によって,水滴接触角が5deg.以下の超親水性表面の形成が可能であり,金属種の違いによる親水性の違いは認められなかった.以上のことから,これらのバルブ金属およびその合金に対しては,水熱処理による表面親水化が可能であることが見出された.超親水化させたTNTZ,Nb,Ta,Zrを動物内埋植試験に供した場合,いずれもきわめて高い骨伝導性を示したことから,Tiだけでなく,TNTZ,Nb,Ta,Zrなどのバルブ金属で構成された材料においても,高い親水性を付与することで,骨伝導性を大きく向上させることが可能なことが示された.

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (12件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Osteoconductivity of Superhydrophilic Anodized TiO_2 Coatings on Ti Treated with Hydrothermal Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kazushi Arii, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido, Azusa Seki
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Nanobiotechnology

      巻: 4 号: 01 ページ: 45-52

    • DOI

      10.4236/jbnb.2013.41007

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteoconductivity and Hydrophilicity of TiO_2 Coatings on Ti Substrates Prepared by Different Oxidizing Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Ikki Kawai, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido, Azusa Seki
    • 雑誌名

      Bioinorganic Chemistry and Applications

      巻: 2012 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2012/495218

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高濃度リン酸水溶液中陽極酸化によるチタン表面へのアナターゼライクアモルファス皮膜の作製とその骨伝導性2013

    • 著者名/発表者名
      山本大, 飯田崇史, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純, 関あずさ
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 77 ページ: 33-38

    • NAID

      10031144518

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Hydrophilicity and Osteoconductivity of Anodized Ti in Aqueous Solutions with Various Solute Ions2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Takanori Iida, Kazushi Arii, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido, Azusa Seki
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 53 号: 11 ページ: 1956-1961

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2012082

    • NAID

      130004454854

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anodic Oxide Coatings on Titanium Alloys and their Osteoconductivity2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 706-709 ページ: 612-616

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.706-709.612

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Amorphous TiO<sub>2</sub> Film on Ti Using Anodizing in Concentrated H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> Aqueous Solution and Its Osteoconductivity2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Takanori Iida, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido, Azusa Seki
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 53 号: 3 ページ: 508-512

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2011234

    • NAID

      10030259545

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタン表面やのミクロレベルの表面粗さを制御した陽極酸化皮膜の作製と骨伝導性2012

    • 著者名/発表者名
      山本大, 河合一輝, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純, 関あずさ
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 706-709 ページ: 612-616

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osteoconductivity of Anodized Titanium with Controlled Micron-Level Surface Roughness2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Ikki Kawai, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido, Azusa Seki
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 52 号: 8 ページ: 1650-1654

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2011049

    • NAID

      130004454786

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Osteoconductivity of Anodized TiO_2 Films with Different Hydrophilicity Formed in Aqueous Solutions of Different Solute Ions2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 学会等名
      2012 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-11-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Hydrophilicity and Osteoconductivity of Ti Anodized in Various Aqueous Solutions2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2012
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2012-10-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Hydrophilic and Hydrophobic Anodized Films on Ti and In Vivo Evaluation2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 学会等名
      International union of material research societies-International conference on electronic materials 2012
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Osteoconductivity and surface properties of anodized Ti alloys2012

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 学会等名
      The 9th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2012-06-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体材料用Ti合金TNTZの骨伝導性におよぼす合金成分の影響と表面親・疎水性2012

    • 著者名/発表者名
      山本大, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期(第150回)大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 親・疎水性の異なるチタンの陽極酸化皮膜の骨伝導性2012

    • 著者名/発表者名
      山本大, 有井一志, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • 学会等名
      表面技術協会第125回講演大会
    • 発表場所
      東京都市大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] β型Ti合金の硫酸水溶液中陽極酸化と骨伝導性2012

    • 著者名/発表者名
      山本大, 魯暁京, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • 学会等名
      第25回歯科チタン学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知学院大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-02-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Oxide Coatings on Beta-Ti Alloys using Anodizing in Concentrated Phosphoric Acid and their Osteoconductivity2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamamoto, Kensuke Kuroda, Ryoichi Ichino, Masazumi Okido
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2011)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ti合金への陽極酸化処理と骨伝導性評価2011

    • 著者名/発表者名
      山本大, 興戸正純
    • 学会等名
      軽金属学会創立60周年記念東海支部特別講演会およびポスター講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-10-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 陽極酸化によるチタン表面へのチタニアコーティングとその骨伝導性2011

    • 著者名/発表者名
      山本大, 黒田健介, 市野良一, 興戸正純
    • 学会等名
      腐食防食協会第58回材料と環境討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Anodic Oxide Coatings on Ti Alloys and their Osteoconductivity2011

    • 著者名/発表者名
      D.Yamamoto, K.Kuroda, R.Ichino, M.Okido
    • 学会等名
      Thermec' 2011 International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
    • 発表場所
      Quebec (Canada)
    • 年月日
      2011-08-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度リン酸水溶液中陽極酸化によるβ型Ti合金上へのチタニアコーティングと骨伝導性2011

    • 著者名/発表者名
      山本大, 黒田健介, 興戸正純, 市野良一, 赤堀俊和, 新家光雄, 上田正人, 池田勝彦, 小柳禎彦
    • 学会等名
      軽金属学会第120回春期大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://f2.numse.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://f2.numse.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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