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弾性率漸減型ハイブリッドバイオマテリアルの開発と特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 22360288
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

小林 郁夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40242268)

研究分担者 渡邉 義見 (渡辺 義見)  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50231014)
菊池 丈幸  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50316048)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2010年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードバイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 / 徐放性 / スパークプラズマ焼結 / 生分解性セラミックス / 弾性率 / 放電プラズマ焼結 / 骨折部内固定 / チタン / 多孔質 / SPS
研究概要

3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮試験,溶解試験を行い素材の基礎的な特性を評価した.またメカニカルアロイング(MA)法,均一沈殿法,SPS法などこの研究計画の核となる要素技術をそれぞれ確立した.2年目には,独自に設計したMA合金粉末に市販のセラミックス試薬を組合せた複合材の開発を進め,合金種ごとの最適化設計(組成,組織,MA条件など)検討した.あわせて独自に開発した生分解性セラミックスの特性評価を行った.これに並行して,市販Ti合金(Ti-6Al-4V合金Ti-6Al-7Nb合金など)を利用したポーラス材料の作製を行った.最終年度にはこれまでの成果を総合し,生分解性を制御した新しい骨折部内固定用ハイブリッドバイオマテリアルを完成させ,学協会等で報告した.

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Effect of sintering conditions on mechanical properties of biomedical porous Ti produced by spark plasma sintering2013

    • 著者名/発表者名
      T Hasebe, E Kobayashi, Y Tezuka, T Sato
    • 雑誌名

      Jpn J Appl Phys

      巻: 52 号: 1S ページ: 01AE03-01AE03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.01ae03

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Sintering Conditions on Mechanical Properties of Biomedical Porous Ti Produced by Spark Plasma Sintering2013

    • 著者名/発表者名
      T Hasebe
    • 雑誌名

      J Appl Phys

      巻: 52

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and mechanical properties of porous Ti/HA composites for bone fixation devices2010

    • 著者名/発表者名
      N Nomura, E Kobayashi, ほか
    • 雑誌名

      Materials Transaction

      巻: 51 ページ: 1449-1454

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of porous size and sintering condition on mechanical property of Ti-based porous composite fabricated by spark plasma sintering, Henry B. Gonzalez Convention Center2013

    • 著者名/発表者名
      E Miura-Fujiwara, T Kikuchi, T Yamasaki, Y Watanabe, E Kobayashi
    • 学会等名
      2013 TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Antonio, TX, USA.
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Porous structure and mechanical properties of biomedical porous Ti fabricated from sintered Ti/NaCl2012

    • 著者名/発表者名
      T Hasebe, E Kobayashi, Y Tezuka, T Sato
    • 学会等名
      9th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Century City International Convention & Exposition Center, Chendu, China
    • 年月日
      2012-06-15
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of porous control agent on the pore morphology and mechanical properties2012

    • 著者名/発表者名
      Y S Franscoise, E Kobayashi, Y Tezuka, T Sato
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(第51回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学,松山
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of sintering conditions on mechanical properties of biomedical porous Ti produced by spark plasma sintering2012

    • 著者名/発表者名
      T Hasebe, E Kobayashi, Y Tezuka, T Sato
    • 学会等名
      4th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitride and Nanomaterials
    • 発表場所
      Chubu University, Kasugai
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Porous structure and mechanical properties of biomedical porous Ti fabricated from sintered Ti/NaCl2012

    • 著者名/発表者名
      T Hasebe
    • 学会等名
      9th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Century City International Convention Center (Chengdu, China)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Process Control Agent on the Pore Morphology and Mechanical Properties2012

    • 著者名/発表者名
      Y S Franscoise
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(第151回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 均一沈殿法により作製したリン酸カルシウム凝集粒子を用いたTi/β-TCP複合材の作製2011

    • 著者名/発表者名
      池澤亞樹, 菊池丈幸, 三浦永理, 山崎徹, 柴田裕二郎, 小林郁夫, 渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結法で作製したTi/β-TCPとポーラスTiのヤング率への焼結条件の影響2011

    • 著者名/発表者名
      三浦永理, 寺本武司, 佐藤尚, 渡辺義見, 小林郁夫
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生分解性セラミックス/多孔質チタン複合材料の溶出過程および力学的性質2011

    • 著者名/発表者名
      柴田裕二郎, 小林郁夫, 手塚裕康, 里達雄, 渡辺義見, 菊池丈幸, 三浦永理
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 均一沈殿法により作製したリン酸カルシウム凝集粒子を用いたTi/β-TCP複合材の作製2011

    • 著者名/発表者名
      池澤亞樹,菊池丈幸,三浦永理,山崎徹,柴田裕二郎,小林郁夫,渡辺義見
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ,沖縄
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of porous Ti6Al4V for biomaterials implementation using solid state method

    • 著者名/発表者名
      Y Langtang, E Kobayashi, Y Tezuka, T Sato
    • 学会等名
      bone implant, do.
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結法で作製したTi/β-TCPとポーラスTiのヤング率への焼結条件の影響

    • 著者名/発表者名
      三浦永理,寺本武司,佐藤尚,渡辺義見,小林郁夫
    • 発表場所
      同会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 生分解性セラミックス/多孔質チタン複合材料の溶出過程および力学的性質

    • 著者名/発表者名
      柴田裕二郎,小林郁夫,手塚裕康,里達雄,渡辺義見,菊池丈幸,三浦永理
    • 発表場所
      同会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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