| 研究課題/領域番号 |
19K09517
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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56010:脳神経外科学関連
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| 研究機関 | 秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所) |
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研究代表者 |
菅原 卓 秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 医工学研究部, 研究部長 (80241660)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | チタン合金 / 骨誘導 / 3Dプリント / ３Dプリンター / チタンプリンター / インプラント |
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| 研究開始時の研究の概要 |
神経外科領域の医療機器として、3Dチタンプリンターで造形した頭蓋骨インプラント、脊椎インプラントなどが次々に薬事承認・実用化されている。チタン合金を加熱すると、表面に発生した水酸基がカルシウムイオンを引き寄せることによる骨誘導作用が付与されることが知られているが、3Dチタンプリンターはビーム照射によりチタン粉末を加熱・溶融して造形を行う装置であり、造形物はこの特性を獲得している可能性が高い。骨誘導作用はインプラントの最終目的である骨癒合を早期にもたらすことで種々の合併症を予防できる特性であり、本研究の目的は3Dプリンター製造形物の骨誘導作用を評価し、至適な造形条件を探索することである。
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| 研究成果の概要 |
3Dチタンプリンターで三次元造形されたチタン合金は切削加工したチタン合金と同等以上の機械的強度を持つことが確認されているが、他の特性については不明な点が多い。チタン合金を加熱すると、表面に発生した水酸基がカルシウムイオンを引き寄せることにより骨誘導作用が付与されることが知られているが、3Dチタンプリンターはビーム照射によりチタン粉末を加熱・溶融して造形を行う装置であり、造形物は同様の骨誘導性を獲得している可能性が高い。骨誘導作用はインプラントの最終目的である骨癒合を早期にもたらすことで種々の合併症を予防できる特性であり、本研究では造形物の骨誘導作用を評価し、至適な造形条件を探索した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られたデータは今後、骨補填・骨癒合を目的とするすべての3Dチタンプリンター造形物に応用できる基礎的なデータとなる。本研究では頭蓋骨・脊椎インプラントを想定しているが、人工歯根や人工関節など早期に強固な骨癒合が求められる他部位のインプラントについても応用可能である。多くの医療機器開発者・三次元造形物開発担当者が利用できるように、得られた研究結果は公開する。
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