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生体内で自発的にポーラス化する革新的な複相化溶解性化合物インプラントの創成

研究課題

研究課題/領域番号 15H04146
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

萩原 幸司  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10346182)

連携研究者 中野 貴由  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30243182)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
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)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード生体内溶解性材料 / 金属間化合物 / 生体材料 / マグネシウム合金 / 溶解挙動 / 生体親和性 / 結晶方位依存性 / カルシウム合金 / 溶解性金属材料 / インプラント / 溶解性 / 結晶方位異方性 / 複相材料 / Mg合金 / Ca合金
研究成果の概要

本研究では Ca-Mg-Zn三元系に着目し,溶解性の異なる二種の金属間化合物相を複相化した,「溶解性複相合金」の開発可能性を検討した.種々の合金組成における探索を進めた結果,島状組織を有する合金としてCa2Mg5Zn13 (IM3)-Ca3MgxZn(15-x) (IM1)二相合金を見出した.本合金系に着目した種々の検討より,複相合金の溶解挙動は「各構成相の特性」と「構成相間の組織形態」を同時に適切に制御することで高度に達成され得ることが明らかとなった.さらに単結晶を用いた基礎的検討により,上記因子に加え,構成相の結晶方位制御も溶解挙動のための有効な方策となり得る可能性も新たに見出された.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Experimental clarification of the cyclic deformation mechanisms of β-type Ti&;Nb;Ta;Zr-alloy single crystals developed for the single-crystalline implant2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hagihara, T. Nakano
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 98 ページ: 27-44

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2017.06.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unusual dynamic precipitation softening induced by dislocation glide in biomedical beta-titanium alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Hagihara Koji、Nakano Takayoshi、Todai Mitsuharu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08211-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「高機能性構造材料」としてのマグネシウム合金開発2017

    • 著者名/発表者名
      萩原 幸司
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 67 号: 7 ページ: 293-300

    • DOI

      10.2464/jilm.67.293

    • NAID

      130006187045

    • ISSN
      0451-5994, 1880-8018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Texture control of beta-type Ti-15Zr-5Mo-3Al alloy by selective laser melting for the development of novel implants with an extremely low Young’s modulus2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ishimoto, K. Hagihara, K. Hisamoto, S.-H.Sun, T. Nakano
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 132 ページ: 34-38

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2016.12.038

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isotropic plasticity of β-type Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr alloy single crystals for the development ofsingle crystalline β-Ti implants2016

    • 著者名/発表者名
      K.Hagihara, T. Nakano, H. Maki, Y.i Umakoshi, M. Niinomi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 29779 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/srep29779

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal-orientation-dependent corrosion behaviour of single crystals of a pure Mg and Mg-Al and Mg-Cu solid solutions2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hagihara, M. Okubo, M. Yamasaki, T. Nakano
    • 雑誌名

      Corrosion Science

      巻: 109 ページ: 68-85

    • DOI

      10.1016/j.corsci.2016.03.019

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic-modulus enhancement during room-temperature aging and its suppression in metastable Ti-Nb-based alloys with low body-centered cubic phase stability2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tane, K. Hagihara, M. Ueda, T. Nakano, Y. Okuda
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 102 ページ: 373-384

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2015.09.030

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] β型Ti-15Mo-5Zr-3Al合金単結晶を用いた低ヤング率ボーンプレートの開発2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽,萩原幸司,石本卓也,山本憲吾,中野貴由
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 101 号: 9 ページ: 501-505

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2015-044

    • NAID

      130005094601

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mg合金を中心とした,新規高機能性生体インプラント材料創成の試み2017

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司
    • 学会等名
      第66回高性能Mg合金創成加工研究会
    • 発表場所
      熊本大学 黒髪キャンパス
    • 年月日
      2017-03-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mg単結晶溶解挙動の結晶方位依存性に影響を及ぼす諸因子2017

    • 著者名/発表者名
      古田智,萩原幸司,大久保政欣,中野貴由,山崎倫昭
    • 学会等名
      日本金属学会2017秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg溶解挙動の結晶方位依存性の時間変化,撹拌の影響2017

    • 著者名/発表者名
      古田智,萩原幸司,大久保政欣,中野貴由,山崎倫昭
    • 学会等名
      2017年度軽金属学会関西支部 若手研究者・院生による発表研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生体インプラント用Ca-Mg-Zn基溶解性複相合金の溶解挙動制御2016

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会関西支部 若手研究者・院生による研究発表会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-12-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 組織制御を介したCa-Mg-Zn基溶解性化合物複相合金の溶解特性制御2016

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会 2016年度(第131回)秋期講演大会
    • 発表場所
      茨城大学水戸キャンパス
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ca-Mg-Zn基溶解性複相合金の組織と溶解挙動の相関2016

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会 2016 秋期講演大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結晶方位によるMg合金溶解挙動の制御2016

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司,大久保政欣,山崎倫昭,中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会 2016 春期講演大会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ca-Mg-Zn系溶解性化合物複相合金の創成2016

    • 著者名/発表者名
      石井 健太郎,萩原 幸司,中野 貴由
    • 学会等名
      軽金属学会 2016 春期講演大会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 組織制御によるCa-Mg-Zn 系溶解性化合物複相合金作製の試み2016

    • 著者名/発表者名
      石井 健太郎,萩原 幸司,中野 貴由
    • 学会等名
      日本金属学会 2016 春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規生体内溶解性材料としての(Ca,Mg,Zn)系化合物複相合金の創成2015

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎,大久保政欣,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会関西支部 若手研究者・院生による研究発表会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ca-Mg-Zn系金属間化合物複相合金の溶解挙動2015

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会 2015 秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mg固溶体単結晶の溶解挙動の結晶方位,組成依存性2015

    • 著者名/発表者名
      大久保政欣,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会 2015 秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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