| 研究課題/領域番号 |
18K12031
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
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) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 金属バイオマテリアル / 摩耗腐食 / カソード反応 / 不働態皮膜 / 再不働態化 / シミュレーション / 異種金属接触腐食 / 腐食 / 電位分布 / 電流分布 / 腐食シミュレーション |
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| 研究成果の概要 |
CoCr合金とTiを対象に、模擬体液中での摩擦を考慮した電気化学的数値シミュレーションを初めて実施した。単一金属モデルと異種金属接触モデルを構築し、摩耗腐食挙動に及ぼすカソード反応の影響を検討した。単一金属モデルでは，CoCr合金の電流密度はTiよりも高かった．摩擦を伴うCoCr合金では、異種金属接触モデルの電流密度が単一金属モデルの電流密度より高くなった。単一金属モデル、異種金属接触モデルともに、非摩擦部の面積が大きくなるにつれて、電流密度は増加した。これらの結果より、単一金属モデルと異種金属接触モデルともに、カソード反応は摩耗腐食挙動に影響を及ぼすことが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では模擬生体溶液中で，単一金属モデルおよび異種金属が接触したCoCr合金およびTiの摩耗腐食モデルを構築し，摩耗腐食の電気化学的な数値シミュレーション解析をはじめて行なった．解析に際して，特にカソード反応に注目して摩耗腐食挙動を検討した結果、主にカソード反応が生じている非摩耗部の金属種や面積は摩耗腐食に影響を及ぼすことが明らかになった。このことから、摩耗部のみならずカソード反応が主となる非摩耗部を適切にデザインすることでインプラントの耐久性を向上させられる可能性が示唆された。
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