| 研究課題/領域番号 |
17H01332
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤本 愼司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70199371)
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| 研究分担者 |
廣本 祥子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (00343880)
土谷 博昭 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50432513)
宮部 さやか 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50584132)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2017年度: 29,250千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 6,750千円)
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| キーワード | 生体材料 / 電気化学 / 腐食防食 / 細胞培養 / 腐食疲労 / 摩耗腐食 / 医療用金属材料 / 生体親和性 / 異種金属接触 / 医療材料 / 表面改質 / 材料加工・処理 / 環境材料工学 / カソード還元 / 環境材料 / 模擬生体環境 / ステンレス鋼 |
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| 研究成果の概要 |
腐食は酸化還元反応により進行するため金属溶解による酸化反応(アノード反応)だけでなく還元反応(カソード反応)にも注目しなければならない。本研究では医療用金属材料の劣化の要因として挙げられる摩耗腐食や腐食疲労に及ぼすカソード反応の影響を調査し、カソード反応が増大すると摩耗腐食は促進されるが腐食疲労寿命は長くなることを見出した。また摩耗腐食における異種金属接触の影響を数値シミュレーションにより明らかにした。さらに模擬生体環境におけるカソード反応過程を解析し、生体環境におけるカソード反応のひとつである酸素還元反応が材料表面に吸着したタンパク質や細胞により阻害されうることを定量的に明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで検討されてこなかった、生体環境で生じる摩耗腐食や腐食疲労に及ぼす還元反応の影響を系統的に明らかにしていることは学術的に意義があるだけでなく、人工股関節などのように異なる金属材料が接触して利用されるデバイスでは摩耗腐食が加速されうることをシミュレーションにより明らかにしたことにより力学的条件が考慮され設計される金属インプラントに腐食の観点からの設計も加えることが可能となり、金属インプラントの長期信頼性の担保に寄与できるため社会的意義は高いと考えている。
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