| 研究課題/領域番号 |
14205022
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
木村 雄二 工学院大学, 工学部, 教授 (90107160)
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| 研究分担者 |
鷹野 一朗 工学院大学, 工学部, 教授 (70226801)
大方 一三 (株)パイオラックス, バイオメディカルデバイス部, 研究員
山内 清 (株)トーキン, 技術開発本部, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
39,650千円 (直接経費: 30,500千円、間接経費: 9,150千円)
2004年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2003年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2002年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | 生体材料 / Ni-Ti超弾性材料 / 電気化学 / 腐食挙動 / 生体毒性 / 表面改質 / 酸化皮膜 / 生体適合性 / NI-Ti超弾性材料 / PVDコーティング |
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| 研究概要 |
人体の各部位に接触しながら使用される硬組織代替材料である医用材料の一つとして、形状記憶性能を利用した生体硬組織との固定素子としての使用ならびに超弾性的性質を利用し血管内手術を可能にするカテーテルおよびステント材料としての使用を意図したNi-Ti系の形状記憶合金が注目されている。生体内がかなり苛酷な腐食環境であり、しかも生体材料が一定荷重に繰り返し荷重が重畳された力学的にも苛酷な条件下で使用されることを考えれば、同材料を信頼性高く使用するためには、これら医用・生体材料についても、腐食現象の解明などの医用・生体材料そのものの耐久性に加えて、溶出イオンの細胞毒性などの生体に対する阻害因子の解明と評価ならびに耐生体環境特性を改善が不可欠になるものと考えられる。そこで、同材料を現実に血管内ならびに股関節部に挿入し長時間使用する時の耐久性・信頼性を評価するために必要である種々の特性を明らかにすることを目指し、Ni-Ti超弾性バイオマテリアルの生体環境適合評価手法の確立と臨床応用で問題とされる成分イオンの溶出を極力抑えることを目指した表面改質技術の適用を意図して本研究を計画した。すなわち、カテーテル・ステント材料ならびに股関節部として使用が期待されるNi-Ti合金について(1)擬似生体環境中における耐生体環境特性ならびに生体毒性・生体適合性の評価手法の確立、(2)大気酸化、電気化学液相コーティング、PVDコーティングならびにイオンビームを用いた手法による種々のイオン打ち込みに基づく表面改質技術の導入による耐生体環境性の改善、ならびに(3)生体適合性に優れた材料システムの確立などを通じて臨床応用に際して生体毒性を最小限に抑えながら優れた耐久性を有する超弾性バイオマテリアルに関する材料技術を確立することを目的として種々の検討を行ない同材料の優位性を確認した。すなわち,多様な分野にまたがる研究の具体的な内容は、大別すると腐食・摩耗・疲労が共存する生体という苛酷な環境下の各種生体代替材料の耐生体環境特性の評価、代替材料が埋入される生体側に生ずる生体毒性の評価に基づく生体代替材料の生体適合性の評価ならびに各種表面改質技術の適用による耐生体環境特性ならびに生体適合性の改善などに分類されるので、3年間に渡り取り組んだ研究の成果は,下記の項目別に取りまとめた。(1)Ni-Ti形状記憶合金の生体適合性の評価および腐食進展挙動の評価、(2)マクロファージの共存による腐食挙動の加速と金属粉による細胞毒性、(3)Ni-Ti形状記憶合金の擬似生体環境中における耐食性評価及び表面改質によるその改善、(4)Biocompatibility of Calcium Phosphate Film Made by Electrochemical Method、(5)擬似生体環境下における各種生体代替材料の摩耗および腐食摩耗特性の評価、(6)Ti-Ni形状記憶合金のエロージョン・摩耗特性に及ぼす第3元素添加の効果、(7)Contact Corrosion Fatigue of Bio-Ceramic Alumina in Lactic Ringer's Solution
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