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3Dプリント可能な高強度β-TCPセメントペーストの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K20504
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 補綴・理工系歯学
研究機関徳島大学

研究代表者

BAE JIYOUNG  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 専門研究員 (30759593)

研究協力者 金 藝殷  
伊田 百美香  
関根 一光  
河野 文昭  
濵田 賢一  
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードボールミリング / リン酸カルシウムセメント / ジルコニア / 強度 / 注入性 / 硬化時間 / Bone cement / Tricalcium Phosphate / 3D Printer
研究成果の概要

骨欠損部を補填して速やかに負荷を掛けられるリン酸カルシウム(CP)系人工骨を3Dプリントで作製するには,射出性が高く硬化後の強度が高いCPペーストが必要である。我々はCPペースト原料粉末をボールミリング法によって微細化することで,ペースト練和時の粉液比を上げることを可能とし,高射出性と高強度を両立した。本研究では,ボールミリング時にポットとボールの摩耗粉としてジルコニアが混入することが,その両立に寄与しているとの仮説に基づき,ジルコニア微粉末を添加することで,高射出性と高強度を両立できるCPペーストの作製が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在のリン酸カルシウム(CP)系人工骨は天然骨への置換速度を優先するため強度が犠牲にされている。一方,天然骨へ置換しなくても高負荷に耐える樹脂系人工骨の生体親和性には限界がある。この両者の利点を兼ね備える人工骨を3Dプリントによって作製するには,生体親和性の高いCP系で,高強度と高射出性を示す材料が必要である。我々は,CP系材料粉末の微細化による強度と射出性の改良を進めて来た。本研究では,ジルコニア(ZrO2)の微粉末を添加することでも射出性を維持しつつ強度を向上させることが可能であることを明らかにした。

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

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4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
      IDA Yumika、BAE Jiyoung、SEKINE Kazumitsu、KAWANO Fumiaki、HAMADA Kenichi
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 36 号: 5 ページ: 590-599

    • DOI

      10.4012/dmj.2016-341

    • NAID

      130006100234

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      Ida Yumika, Jiyoung Bae, Kazumitsu Sekine, Fumiaki Kawano and Kenichi Hamada
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 36(3)

    • NAID

      130006100234

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [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
      29th European Conference on Biomaterials (ESB2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高強度β-TCP セメントの開発: ジルコニアファイバー添加の效果2018

    • 著者名/発表者名
      金 藝殷,裴 志英,伊田百美香,関根一光,河野文昭,浜田賢一
    • 学会等名
      第72回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Setting Properties and Strengths of β-TCP Cements Set in Vivo and in SBF2017

    • 著者名/発表者名
      Yeeun Kim, Jiyoung Bae, Yumika Ida, Kazumitsu Sekine, Fumiaki Kawano, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      28th European Conference on Biomaterials (ESB2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 (ESB2017)
    • 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での圧縮強度の評価2016

    • 著者名/発表者名
      伊田百美香, 裵志英, 関根一光, 河野文昭, 浜田賢一
    • 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)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of zirconia particle addition on mechanical properties of calcium phosphate cement.2016

    • 著者名/発表者名
      Jiyoung Bae, Yumika Ida, Kazumitsu Sekine, Fumiaki Kawano, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress 2016
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微粉化するとβ-TCP セメント硬化体の機械的特性は変化する2016

    • 著者名/発表者名
      伊田百美香, 裵志英, 関根一光, 河野文昭, 浜田賢一
    • 学会等名
      第43回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター かでる2・7(北海道, 札幌市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 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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