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超塑性変形した炭酸含有アパタイト焼結体の生体材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17592053
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 補綴理工系歯学
研究機関朝日大学

研究代表者

足立 正徳  朝日大学, 歯学部, 准教授 (60076057)

研究分担者 土井 豊  朝日大学, 歯学部, 教授 (40116067)
若松 宣一  朝日大学, 歯学部, 助教 (00158594)
亀水 秀男  朝日大学, 歯学部, 講師 (00152877)
飯島 まゆみ  朝日大学, 歯学部, 助教 (80164838)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,750千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードアパタイト / 超塑性変形 / 液相 / X線回折 / 生体親和性 / 焼結助剤 / 変形速度 / 曲げ変形 / 伸び変形 / 赤外分光分析
研究概要

炭酸含有アパタイト焼結体は生体親和性に富むことから、硬組織代替材等として広く応用できることが示唆されている.我々はこれまでに、セラミックス材料の高温での超塑性現象から、炭酸含有アパタイト焼結体でも加熱下で圧縮および曲げ等の荷重を与えれば大きな塑性変形(超塑性)が生じることを見出した。さらこの現象を応用すれば炭酸含有アパタイト焼結体を任意の形態に成形できる可能性を示した。しかしながら、焼結体の物理的な性質から考えて、その複雑な形態に成形加工するにはかなりの困難を有する。さらに塑性変形時にクラック等の欠陥を生じない変形体を作製するためには、塑性変形が如何なるメカニズムで起こるのか解明する必要がある。そこで本年度において、塑性変形挙動解明の一手段として、炭酸含有アパタイト焼結体自身の焼結挙動および塑性変形(任意の形状に変形)のメカニズムについて調べるため、焼結助剤としてLi_3PO_4を添加した場合について検討した。その結果、高温荷重下での塑性変形挙動から、炭酸含有アパタイトに焼結助剤を添加すれば、加熱温度が600℃の場合、無添加の800℃と同様な変形速度を示し、Li_3PO_4の添加により変形開始温度がかなり低くなる事がわかった。特に加熱温度が650℃以上では、どの温度でも急激な変形速度を示し、液相の出現による可能性が示唆された。この粒子間での液相の出現は、SEM観察、硬度測定等の結果からも推測された。しかしながら、液相の出現によって、焼結体は炭酸含有アパタイト単独の組成ではなく、何らかの反応物の生成も考えられ、今後の検討課題とするところである。いずれにしても液相の出現によって、塑性変形時に欠陥を生じさせない可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Superplastic deformation in carbonate apatite ceramics under constant compressive loading for near-net-shape production of bioresorbable bone substitutes2008

    • 著者名/発表者名
      M.Adachi, N.Wakamatu, Y.Doi
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal Vol27

      ページ: 93-98

    • NAID

      110006570544

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of composite of collagen and OCP/apatite-mixed crystal with large aspect ratio2008

    • 著者名/発表者名
      M.Iijima, N.Wakamatu, H.Kamemizu, M.Adachi, Y.Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan Vol.116

      ページ: 316-319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superplastic deformation in carbonate apatite ceramics under constant compressive loading for near-net-shape production of bioresorbable bone substitutes.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi, N. Wakamatu, Y. Doi
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal Vol 27(1)

      ページ: 93-98

    • NAID

      110006570544

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Creation of a composite of collagen and OCP crytals with large morphological anisotropy.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Iijima, N. Wakamastu, H. Kamemizu, M. Adachi, Y. Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan Vol 116(2)

      ページ: 316-319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Superplastic Deformation in Carbonate-Apatite Ceramics under Constant Compressive Loading for Near-net-shape Production of Bioresorbable Bone Substitutes2008

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi, N. Wkamastu and Y. Doi
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal 27(1)

      ページ: 93-98

    • NAID

      110006570544

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasi-Superplastic Behavior and Physical Property in Sintered Carbonate Apatites2007

    • 著者名/発表者名
      Adachi M, Wakamastu N, Kamemizu H, Iijima M, Doi Y
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Dental Materials Congress 2007

      ページ: 261-261

    • NAID

      130006962752

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 炭酸含有アパタイト焼結体の塑性変形のメカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      足立正徳、後藤隆泰、若松宣一、亀水秀男、飯島まゆみ、土井豊
    • 雑誌名

      歯科材料・器械 26巻2号

      ページ: 194-194

    • NAID

      130006961756

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] OCP/apatite結晶とタイプIコラーゲン複合体の組成、構造と曲げ挙動の関係2007

    • 著者名/発表者名
      飯島まゆみ、若松宣一、亀水秀男、足立正徳、土井豊
    • 雑誌名

      歯科材料・器械 26巻2号

      ページ: 197-197

    • NAID

      130006961753

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 炭酸含有アパタイト焼結体の引張変形特性について2006

    • 著者名/発表者名
      足立正徳, 若松宣一, 亀水秀男, 飯島まゆみ, 土井豊
    • 雑誌名

      歯科機材・器機 25巻2号

      ページ: 138-138

    • NAID

      130006962937

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 炭酸含有アパタイト焼結体の塑性変形時の歪速度とクラック発生の関係2006

    • 著者名/発表者名
      足立正徳, 若松宣一, 亀水秀男, 飯島まゆみ, 土井豊
    • 雑誌名

      歯科機材・器機 25巻5号

      ページ: 427-427

    • NAID

      130006963677

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 陽イオン交換膜上で育成したOCP/apataite結晶と再構成タイプIコラーゲンの複合化2006

    • 著者名/発表者名
      飯島まゆみ, 竹中祥絋, 若松宣一, 亀水秀男, 足立正徳, 土井豊
    • 雑誌名

      歯科機材・器機 25巻5号

      ページ: 429-429

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Anisotropic hydroxyapatite/Poly-L-Lactic acid composites using hot-pressing2006

    • 著者名/発表者名
      N.Wkamastu, M.Iijimma, H.Kamemizu, M.Adachi, Y.Doi
    • 雑誌名

      岐阜歯科学会雑誌 32巻2-3号

      ページ: 27-32

    • NAID

      110006155033

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanical properties of superplastic deformed carbonate apatite.2005

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi, N. Wakamatu, H. Kamemizu, M. Iijima, Y. Doi.
    • 雑誌名

      Arch. BioCeram. Res. Vol.5

      ページ: 222-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanical properties of superplastic deformed carbonate apatite2005

    • 著者名/発表者名
      M.Adachi, N.Wkamastu, H.Kamemizu, M.Iijima, Y.Doi
    • 雑誌名

      Archives of BioCeramics Research Volume 5

      ページ: 222-225

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ductile/brittle transition conditions in grinding of dental porcelain2005

    • 著者名/発表者名
      N.Wkamastu, M.Iijimma, H.Kamemizu, M.Adachi, Y.Doi
    • 雑誌名

      Archives of BioCeramics Research Volume 5

      ページ: 252-256

    • NAID

      120005867823

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of OCP crystal with large aspect ratio in polyacrylamide gels2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iijimma, N.Wkamastu, H.Kamemizu, M.Adachi, Y.Doi
    • 雑誌名

      Archives of BioCeramics Research Volume 5

      ページ: 186-189

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Quasi-superplastic Behavior and Physical Property in Sintered Carbonate Apatites2007

    • 著者名/発表者名
      Adachi M, Wakamastu N, Kamemizu H, Iijima M and Doi Y
    • 学会等名
      The Japanese Society for Dental Materials and Devices
    • 発表場所
      Thailand
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Quasi-superplastic Behavior and Physical Property in Sintered Carbonate Apat ites.2007

    • 著者名/発表者名
      Adachi M, Wakamastu N, Kamemizu H, Iijima M, Doi Y
    • 学会等名
      The Japanese Society for Dental Materials and Devices
    • 発表場所
      Thailand
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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