エアロゾルビームによる生体材料創成に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15700328
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 塚本 雅裕 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (90273713)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 超微粒子 / エアロゾルビーム / ハイドロキシアパタイト / ポリ乳酸 / 歯

研究概要

1 ポリ乳酸基板へのビーム照射実験
はじめに、現在成功しているチタン基板上へのコーティング条件と比較しながらポリ乳酸基板及び歯(象牙質、エナメル質)への成膜機構を予測し、そのために必要なエアロゾルビームの最適化を行った。次にビーム照射実験を行い、それぞれの基板に対し、超微粒子粒径、ビーム出射ノズルと基板間距離、超微粒子飛行速度、超微粒子衝突角度(ビーム入射角度)、ビーム照射時間の最適化を行った。ポリ乳酸基板については、真空下においてビーム照射実験を行い、加熱処理(ポストヒーティング)に最適なHAp皮膜厚について明らかにした。ビーム照射による皮膜形成およびポストヒーティングの基板材料に対する依存性を調べるためにPET材等のプラスチックに対しても同様の実験を行った。大気下においてもポリ乳酸基板に対しビーム照射実験を行い、皮膜形成に最適な照射条件を調べるとともにポストアニーリングに最適な皮膜厚について明らかにした。
2 机上エアロゾルビーム照射装置によるポリ乳酸及び歯へのHAp皮膜形成
大気下コーティング用エアロゾルビーム装置の開発を行った。本装置を用い、真空下において得られた実験結果を基に大気下においてポリ乳酸基板及び歯(象牙質、エナメル質)への成膜実験を行った。さらに将来的にコンパクト化、省スペース化が要求されることを想定し、机上エアロゾルビーム照射装置の設計・製作を行った。本装置を用いて平成15及び16年度で得られた知見を基にポリ乳酸及び歯に対し真空下及び大気下においてHAp皮膜を形成した。得られた皮膜に対し引張り試験機による密着強度試験、表面粗計測、電子顕微鏡による膜厚測定、表面・断面構造観察を行い、結晶性についてはX線解析装置による評価を行った。