| 研究課題/領域番号 |
15H04138
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
正橋 直哉 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20312639)
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| 研究分担者 |
森 優 東北大学, 大学病院, 助教 (70634541)
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| 研究協力者 |
水越 克彰 東北大学, 金属材料研究所, 特任准教授 (60342523)
千星 聡 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00364026)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 陽極酸化 / インプラント / チタン合金 / 骨伝導性 / 生体適合性 / 光触媒 / 二酸化チタン / 結晶性 / 光誘起機能 |
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| 研究成果の概要 |
応力遮蔽を抑制する低ヤング率TiNbSn合金に骨伝導性を付与するために、高電場印加下で強酸中にて陽極酸化を施した。TiNbSn合金の表面に生体活性に優れ、結晶性の高いチタン酸化物を担持することができ、骨伝導性を確認した。In vivo試験から引抜強度は、未処理材より有意な増加を確認でき、TiO2表面に形成された新しい骨組織によりTiNbSn合金との密着が強固になったと考察できる。In vitro試験後の試料のTEM-EDX分析から、多孔質のTiO2中にCaやPの多量の浸透を確認し、骨伝導性は生体活性の高い多孔質TiO2担持と骨構成元素の浸透によるモデルを提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人工股関節インプラント用の大腿骨側ステム部は、骨と同程度の低弾性率（10-30 GPa）が求められる。これは高い弾性率の素材を使用すると材料に荷重が偏り、大腿骨近位部において廃用性骨萎縮が生ずることで骨萎縮によるインプラント周囲の骨折やゆるみを引き起こすためである。骨と近い弾性率をもつ素材が求められ、筆者等は約40 GPaの低弾性率のTiNbSn合金を開発した。本研究ではこの低ヤング率TiNbSn合金に骨伝導性を付与するため、生体親和性に優れたTiO2を陽極酸化で担持し、安全で安心なインプラント治療に資する材料の提供に社会的意義が、歴史の浅い生体材料の学術を深めることをに学術的意義がある。
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