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骨として認知される部分溶融凝固型インプラントの創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K14167
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

中野 貴由  大阪大学, 工学研究科, 教授 (30243182)

研究分担者 石本 卓也  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50508835)
當代 光陽  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10610800)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード金属粉末積層造形法 / 形状制御 / 組織制御 / 異方性 / 集合組織 / 多孔体 / 金属積層造形法 / インプラント / 力学機能制御 / 低ヤング率化 / 積層造形法 / 骨力学機能 / 低ヤング率
研究成果の概要

本研究では、金属粉末積層造形法を駆使し、形状と組織の「異方性」を制御することで、金属材料でありながら生体内で骨として認識される力学機能(低ヤング率、異方性)を有したインプラント材料の創製にチャレンジした。形状制御においては、凝固部の配置の人為的制御により、骨類似の低ヤング率から材料本来のヤング率値まで、等方性から一軸、二軸、三軸異方性までの幅広い制御を達成した。組織制御においては、スキャンストラテジーによりβチタン合金の集合組織制御に成功し、<001>優先配向の形成と同方向での低ヤング率化を実現した。積層造形法による形状・組織制御により、従来ない高機能骨インプラント材料を実現することができた。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 3Dプリンタの医療デバイスへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      中野貴由, 石本卓也
    • 雑誌名

      月刊機能材料

      巻: 36 ページ: 40-46

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3Dプリンタを活用した機能性構造材料の創製 -骨・骨関節代替用材料-2016

    • 著者名/発表者名
      中野貴由
    • 雑誌名

      工業材料

      巻: - ページ: 57-62

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Powder/Solid Composites Possessing Low Young’s Modulus and Tunable Energy Absorption Capacity, Fabricated by Electron Beam Melting, for Biomedical Applications2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeo, T. Ishimoto and T. Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 639 ページ: 336-340

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2015.03.141

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solid/Powder Clad Ti-6Al-4V Alloy with Low Young&rsquo;s Modulus and High Toughness Fabricated by Electron Beam Melting2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeo, T. Ishimoto, N. Hiramoto, H. Fukuda, H. Ogisu, Y. Araki and T. Nakano
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 5 ページ: 755-758

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015025

    • NAID

      130005065985

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comparison of microstructure and mechanical property of Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy fabricated by electron and laser beam melting2017

    • 著者名/発表者名
      S.-H. Sun, K. Hagihara, T. Ishimoto, T. Nakano
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期(第160回)大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 金属粉末積層造形法による生体用βTi型チタン合金製部材の作製と集合組織形成2016

    • 著者名/発表者名
      石本卓也, 久本健太, 中野貴由
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成28年度秋季大会
    • 発表場所
      東北大学(青葉山キャンパス)
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レーザ積層造形法による混合粉末からの Ti 合金造形体作製2016

    • 著者名/発表者名
      堀敬雄, 當代光陽, 孫世海, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期(第159回)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] 付加製造法によるβ型チタン合金緻密体の造形と組織制御2016

    • 著者名/発表者名
      久本健太, 石本卓也, 蘇亜拉図, 中野貴由
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成28年度春季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of a new powder/solid composite for Ti alloy implants exhibiting mechanical properties similar to bone anisotropy by metal additive biomanufacturing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, H. Hidetsugu, T. Inoue, T. Ishimoto, A. Matsugaki
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress (WBC)
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Quebec, Canada
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 積層造形法による生体用β型Ti合金部材の作製と組織形成2016

    • 著者名/発表者名
      久本健太, 石本卓也, 蘇亜拉図, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2016年春期(第158回)大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス, 東京
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属積層造形法を用いた構造体化制御による異方性骨インプラント材料の創製2015

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 石本卓也, 蘇亜拉図, 孫世海, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期(第157回)大会
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] New powder/solid composite of Ti alloys exhibiting low Young’s modulus for biomedical applications fabricated by additive manufacturing2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, T. Inoue, T. Ishimoto, N. Ikeo
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期(第157回)大会
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New powder/solid composite exhibiting low Young’s modulus and energy absorption for biomedical applications fabricated by additive manufacturing2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, N. Ikeo, T. Ishimoto, T. Inoue
    • 学会等名
      Ti-2015: The 13th World Conference on Titanium
    • 発表場所
      Manchester Grand Hyatt, San Diego, California, USA
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 積層造形法を用いた構造制御によるチタン合金の異方的力学機能設計2015

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 平本菜摘, 石本卓也, 芹澤愛, 福田英次, 中本貴之, 木村貴広, 中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会第128回春期大会
    • 発表場所
      東北大学, 仙台
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科中野研究室HP

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 中野研究室HP

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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