生体吸収性Mg合金のための耐局部腐食性アパタイト-生分解性高分子複合被膜の開発

• 研究課題/領域番号: 25420742
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 廣本 祥子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, MANA研究者 (00343880)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: マグネシウム / リン酸カルシウム / 生分解性高分子 / 複合化被膜 / 親疎水性 / 腐食 / 疑似体液 / 水酸アパタイト / 複合化 / 耐食被膜 / 変形 / 複合被膜 / 腐食防食 / 密着性 / 耐き裂性 / 生体材料

研究成果の概要

これまでに、生分解性マグネシウム合金の腐食速度制御のために水酸アパタイト（HAp）およびリン酸八カルシウム（OCP）被膜を開発した。本研究では、高分子とリン酸カルシウム（Ca-P）被膜との複合化による基材Mg合金の局部腐食の抑制を目的とした。当初用いたポリ乳酸（PLLA）およびポリカプロラクトン（PCL）は疎水性のため、親水性のCa-P被膜との良好な接着が得られず、高分子層の下側で腐食が進行した。親水性高分子（HPpolym）との複合化では、Ca-P被膜のみの場合よりも若干耐食性が低下した。しかし、HPpolymのみをMg合金に被覆すると細胞培養液中での耐食性が向上するという発見があった。

研究成果

• [雑誌論文] Self-healing property of hydroxyapatite and octacalcium phosphate coatings on pure magnesium and magnesium alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto
  • 雑誌名: Corrosion Science 巻: 100 ページ: 284-294
  • DOI: 10.1016/j.corsci.2015.08.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Corrosion Behavior of Magnesium Alloys for Biomedical Use (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 雑誌名: Corrosion Engineering 巻: 63 ページ: 294-302
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体用マグネシウム合金の腐食評価とリン酸カルシウム被覆による腐食抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 64 ページ: 203-210
• [雑誌論文] 生体用マグネシウム合金の腐食挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 雑誌名: 材料と環境 巻: 63 ページ: 371-377
  • NAID: 130004732393
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体吸収性Mg合金のリン酸カルシウム被覆 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣本 祥子
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY OF COLOUR MATERIAL(色材協会誌) 巻: 86 ページ: 295-300
  • NAID: 10031193387
• [雑誌論文] Fatigue property of a bioabsorbable magnesium alloy with a hydroxyapatite coating formed by a chemical solution deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto, M. Tomozawa, N. Maruyama
  • 雑誌名: J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 巻: 25 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.jmbbm.2013.04.021
  • 査読あり
• [学会発表] 生体用マグネシウム合金のリン酸カルシウム被覆と腐食挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 学会等名: 表面技術協会・腐食防食学会 東北支部講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Corrosion Behaviour of Scratched Calcium Phosphate-Coated AZ31 Alloys in Medium (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto
  • 学会等名: Mg2015
  • 発表場所: 済州島、韓国
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] In vitro and in vivo degradation behaviour of calcium phosphate-coated bioabsorbable magnesium alloy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto, M. Inoue, T. Taguchi, N Ohtsu
  • 学会等名: E-MRS 2015 Fall Meeting
  • 発表場所: ワルシャワ、ポーランド
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 傷を付けたリン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の腐食挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 学会等名: 日本金属学会2015年春期講演大会 
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス, 東京
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] 生体用金属材料と表面処理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子
  • 学会等名: 表面技術協会 秋季セミナー
  • 発表場所: 東京理科大学 森戸記念館 第一フォーラム室, 東京
  • 年月日: 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] 生体用Mg-xCa合金の水酸アパタイトおよびリン酸八カルシウム被覆 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本祥子, 花田幸太郎, 松崎邦男, 山崎智彦
  • 学会等名: 日本金属学会秋期（第155回）講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス, 名古屋
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] リン酸カルシウム被覆生体吸収マグネシウム合金のin vitroおよびin vivoでの腐食挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣本 祥子
  • 学会等名: 第52回高性能Mg合金創成加工研究会講演会
  • 発表場所: 熊本
  • 招待講演
• [学会発表] Corrosion and fatigue behaviors of a bioabsorbable magnesium alloy with hydroxyapatite and octacalcium phosphate coatings formed by a chemical solution deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto, M. Inoue, M Yamane, N Ohtsu, T. Taguchi, N. Maruyama
  • 学会等名: THERMEC 2013
  • 発表場所: Las Vegas
  • 招待講演
• [学会発表] Corrosion Behaviour of a Hydroxyapatite-Coated Bioabsorbable Magnesium Alloy In Vitro and In Vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto, M. Inoue, M Yamane, N Ohtsu, T. Taguchi
  • 学会等名: STAC-7
  • 発表場所: Yokohama
  • 招待講演
• [図書] Surface Modification of magnesium and its Alloys for Biomedical Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Hiromoto
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Woodhead Publishing
• [図書] Surface Modification of Magnesium and its Alloys for Biomedical Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Hiromoto
  • 出版者: Woodhead Publishing
• [備考] NIMS Rescearchers Database
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/HIROMOTO_Sachiko-j.html
• [産業財産権] 医療用生体吸収性部材及びその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 廣本祥子
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-07-22
  • 外国
• [産業財産権] 医療用生体吸収性部材及びその製造方法 (2014)
  • 発明者名: 廣本祥子
  • 権利者名: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-151229
  • 出願年月日: 2014-07-24