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3D-Printerで容易に成形できるリン酸カルシウムセメントの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K11626
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 補綴・理工系歯学
研究機関徳島大学

研究代表者

河野 文昭  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60195120)

研究分担者 浜田 賢一  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (00301317)
篠原 千尋  徳島文理大学, 保健福祉学部, 准教授 (50332820)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードリン酸カルシウムセメント / ジルコニア / ボールミリング / 間接引張り強さ / 圧縮強さ / 3Dプリンター / ゲル化剤 / ジルコニア繊維 / ナノジルコニア / 3Dプリンター / 流動性 / 粉液比 / ゲル化剤濃度 / βーTCP / ボールミリング法 / 注入性 / 強度 / 粉液非 / イノシトールリン酸 / β-TCP
研究成果の概要

本研究は,高強度で骨親和性の高く,3Dプリンターで形態付与が容易な硬組織代替材料を創製するため、ジルコニア粉末と繊維を用いてリン酸カルシウムセメント(CPC)の強度の向上を図った。その結果、ジルコニア繊維では、間接引張強さに影響を与えなかった。ナノサイズ(約100nm)のジルコニアでは、3%含有で有意に増加した。ナノサイズのジルコニア粉末を加えることにより、高強度化がはかれることが示唆された。3Dプリンターで用いるために、ポロキサマーをゲル化剤として添加した結果,高さ約5 mmまで形状を維持した積層が可能となった。連続射出量を増やすことができれば,さらに積層は可能と期待できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

3Dプリンターの医療への応用は,CTとのリンクで手術部の模型や再生医療にも応用されている。リン酸カルシウムを用いたカスタムメイド人工骨の作製についても報告されているが,強度が低い点が問題である。そこで,ジルコニア粉末と繊維を用いてリン酸カルシウムセメント(CPC)の強度の向上を図った。その結果ナノサイズのジルコニア粉末を加えることにより、高強度化がはかれることが示唆された。また,ポロキサマーをゲル化剤として添加すれば,高さ約5 mmまで形状を維持した積層が可能であることが明らかとなった。

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

    (5件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of powder-to-liquid ratio on properties of β-tricalcium-phosphate cements modified using high-energy ball-milling2017

    • 著者名/発表者名
      Yumika IDA, Jiyoung BAE, Kazumitsu SEKINE, Fumiaki KAWANO, Kenichi HAMADA
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 36 ページ: 590-599

    • NAID

      130006100234

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Three types of zirconia particle addition to calcium phosphates cement for strengthening2018

    • 著者名/発表者名
      Yeeun Kim, Jiyoung Bae, Yumika Ida, Kazumitsu Sekine, Fumiaki Kawano, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      European Conference on Biomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Develop of high strength beta-tricalcium phosphate cement: Effects of addition of fiber zirconia2018

    • 著者名/発表者名
      Yeeun Kim, Jiyoung Bae, Yumika Ida, Kazumitsu Sekine, Fumiaki Kawano, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      日本歯科理工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Zirconia Particle Addition to Calcium-Phosphates-Cement for Mechanical Property Enhancement2017

    • 著者名/発表者名
      Jiyoung BAE,Yumika IDA, Kazumitsu SEKINE, Fumiaki KAWANO, Kenichi HAMADA
    • 学会等名
      28th European Conference on Biomaterials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボールミリング法で改質したβ-TCPセメントのin vivoでの圧縮強さの評価2016

    • 著者名/発表者名
      伊田百美香,関根一光,河野文昭,濱田賢一
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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