| 研究課題/領域番号 |
20J12466
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
WU JUN 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 非晶質リン酸カルシウム / スパッタリング / 溶解性 / 抗菌性 / 骨適合性 / 表面処理 / Ag |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人工関節や人工歯根等のTi製硬組織代替デバイスへの骨形成能と抗菌能の付与を目的として、元素添加非晶質リン酸カルシウム(ACP)を利用した表面処理プロセスを開発する。Ta添加によるACPの溶解速度制御およびZn添加による骨形成能向上と抗菌性の付与を目指したTa-Zn供添加ACPコーティングに着目する。各添加元素の溶解挙動、骨形成能、抗菌能、細胞毒性を調査することで、コーティング膜の最適組成を提案する。
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| 研究実績の概要 |
世界的な高齢者人口の増加に伴い生体埋入デバイスの需要は増大しており、特に硬組織代替デバイスの利用が増加している。硬組織代替デバイスには、骨との迅速かつ強固な結合が求められている。インプラントに関連した手術部位感染も問題になっている。そのため、これらの問題解決にはインプラント表面に抗菌性と骨形成能を両立させる表面を創製することが有効である。そこで本研究では、生体内溶解性を有し、骨形成能を向上させることが知られている非晶質リン酸カルシウム(ACP)コーティング膜に着目し、抗菌性元素であるAgおよびACPの溶解性抑制元素であるTaを共添加したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製し、その溶解挙動および抗菌性に及ぼす添加元素濃度の影響を明らかにすることを目的とした。
RFマグネトロンスパッタリング法の成膜パラメータの最適化により、AgおよびTaがACP中に固溶したAg, Ta共添加ACPコーティング膜を作製することがでた。擬似体液浸漬試験の結果から、Ta添加によりコーティング膜のバーストリリースを抑制することができ、それに伴いAgイオン放出も長期間で確認された。
東北大学加齢医学研究所との共同研究により確立した繰り返し抗菌性試験により、Ag, Ta共添加ACPコーティング膜の抗菌性も長期間で見られることを明らかにした。
Agイオンの過剰な放出は抗菌性のみならず細胞毒性を示すことから、コーティング膜の細胞毒性評価も行った。Ta添加量の最適化により、抗菌性を示しつつ細胞毒性を示さないコーティング膜組成を提案することができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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