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生体インプラント生体活性制御のための表面および内部構造制御技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K06795
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関岐阜大学

研究代表者

吉田 佳典  岐阜大学, 工学部, 准教授 (60303674)

研究協力者 沓掛 あすか  
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードインプラント / 生体活性 / 積層造形 / 動物実験 / ストレスシールディング / 剛性 / 生体インプラント / インプラント造形技術 / 剛性制御技術 / 選択的レーザ溶融法 / 材料加工・処理 / 表面・界面物性 / 生体材料
研究成果の概要

金属積層造形によって作製したTi-6Al-4V製インプラントモデルをラット大腿骨骨髄腔に長手方向に埋植し,インプラントモデルの表面性状が当該モデル周囲の骨生成に及ぼす影響を調査した.骨幹部において,比較的早期である2週間育成後の状態ではインプラントモデル周囲の骨誘導が活発であり毒性は見受けられず,積層造形によって創生された表面凹凸は生体内で受け入れられた.また異なる表面凹凸を有する造形上面,造形側面および研磨面のいずれにおいても髄腔側では活発な骨誘導が確認された.さらに,皮質骨内部においては,特に研磨面において強い骨伝導が確認された.一方,造形側面においては凹部において骨結合が見受けられた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

成形品の形状自由度が高い金属積層造形において発現する表面微小凹凸が生体に受け入れられ,なおかつその微小凹部には骨硬組織の結合が見られた.今後,積層造形条件と表面凹凸形状およびサイズの検討がなされ,微小表面凹凸制御技術が確立されれば,生体活性皮膜処理などとの併用によってより生体親和なカスタムメイドインプラントの開発が可能となり,我が国の超高齢化社会において増加すると予測されている外科的疾患の治癒技術およびQOLの向上につながる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 積層造形した動物実験用小型中空インプラントの機械的特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      沓掛あすか,吉田佳典
    • 雑誌名

      第68回塑性加工連合講演会講演論文集

      巻: 1 ページ: 213-214

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ti-6Al-4V 積層造形ラット大腿骨インプラントモデルの表面性状が生体活性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      沓掛あすか,関あずさ,吉田佳典
    • 学会等名
      平成31年度塑性加工春季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 沓掛あすか2019

    • 著者名/発表者名
      積層造形材の造形条件最適化および積層造形の生体材料への応用
    • 学会等名
      島根大学次世代たたら協創センター 岐阜大学ー島根大学学生による研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 沓掛あすか,吉田佳典2019

    • 著者名/発表者名
      層造形した動物実験用小型中空インプラントの機械的特性の評価
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Bioactive Metalforming Technology2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Yoshida
    • 学会等名
      IEEE ICAM2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 積層造形した動物実験用小型中空インプラントの機械的特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      沓掛あすか,吉田佳典
    • 学会等名
      第68回塑性加工連合講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 岐阜大学次世代金型技術研究センターにおける医療関連研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉田佳典,沓掛あすか
    • 学会等名
      日本塑性加工学会生体医療材料加工技術研究委員会第8回研究例会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2021-01-27  

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