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骨機能を模倣化した新規概念からなる積層造形体の試作

研究課題

研究課題/領域番号 25630306
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

中野 貴由  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30243182)

研究分担者 石本 卓也  大阪大学, 工学研究科, 講師 (50508835)
當代 光陽  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10610800)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード電子ビーム積層造形法 / 付加製造 / 低ヤング率 / エネルギー吸収性 / 粉末部力学機能化 / ネック形成 / 骨代替材料 / 金属積層造形 / 衝撃吸収性 / 骨力学機能模倣 / 粉末 / 金属粉末積層造形 / 三次元付加製造 / パウダー/ソリッド複合体 / ネッキング
研究成果の概要

本研究では、粉末床溶融結合法の一種である電子ビーム積層造形法において、従来除去廃棄されてきた未溶融の原料粉末をあえて残存させ、熱処理による粉末粒子間のネック形成を図ることで、粉末部に力学機能を与えることに成功した。その結果、低ヤング率を維持しつつ優れたエネルギー吸収性、すなわち生体骨と類似の力学機能を発揮し、かつ、力学機能の任意制御を可能とする「パウダー/ソリッド複合造形体」の創製に成功し、金属であるにもかかわらずあたかも骨そのものとして振る舞うインプラント材料が実現した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Powder-based Additive Manufacturing for Development of Tailor-made Implants for Orthopedic Applications2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano and T. Ishimoto
    • 雑誌名

      KONA Powder and Particle Journal

      巻: 32 号: 0 ページ: 75-84

    • DOI

      10.14356/kona.2015015

    • NAID

      130005004652

    • ISSN
      0288-4534, 2187-5537
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Novel Powder/Solid Composites Possessing Low Young’s Modulus and Tunable Energy Absorption Capacity, Fabricated by Electron Beam Melting, for Biomedical Applications2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeo, T. Ishimoto and T. Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 639 ページ: 336-340

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2015.03.141

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solid/Powder Clad Ti-6Al-4V Alloy with Low Young’s Modulus and High Toughness Fabricated by Electron Beam Melting2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeo, T. Ishimoto, N. Hiramoto, H. Fukuda, H. Ogisu, Y. Araki and T. Nakano
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 5 ページ: 755-758

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015025

    • NAID

      130005065985

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of Mechanical Properties of Three-Dimensional Ti-6Al-4V Products Fabricated by Electron Beam Melting with Unidirectional Elongated Pores2014

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeo, T. Ishimoto, A. Serizawa and T. Nakano
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions A

      巻: 45 号: 10 ページ: 4293-4301

    • DOI

      10.1007/s11661-014-2396-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 付加製造技術による金属系生体機能性材料の開発2014

    • 著者名/発表者名
      中野貴由
    • 雑誌名

      スマートプロセス学会誌

      巻: 3 ページ: 167-174

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属3Dプリンターを用いたチタン合金の付加製造と性質の異なるチタン合金の複合化2014

    • 著者名/発表者名
      中野貴由
    • 雑誌名

      チタン

      巻: 62 ページ: 181-187

    • NAID

      40020167647

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure of Co-Cr alloy products with three-dimensional geometry fabricated by laser beam sintering2014

    • 著者名/発表者名
      A. Serizawa, T. Tanaka, and T. Nakano
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子ビーム積層造形法による骨代替材料の成形と開発2013

    • 著者名/発表者名
      芹澤愛、中野貴由
    • 雑誌名

      バイオマテリアル

      巻: 31 ページ: 228-237

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] インプラントへの応用を目指したチタン基ポーラス材料の創製2013

    • 著者名/発表者名
      池尾直子、中野貴由、向井敏司
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 87 ページ: 428-432

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザ積層造形法を用いた凝固部/粉末部の配置制御によるCo‐Cr‐Mo 合金の力学機能異方性設計2015

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 芹澤愛, 中本貴之, 木村貴広, 石本卓也, 中野貴由
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会(第115回講演大会)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 積層造形法を用いた構造制御によるチタン合金の異方的力学機能設計2015

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 平本菜摘, 石本卓也, 芹澤愛, 福田英次, 中本貴之, 木村貴広, 中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会第128回春期大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザービーム積層造形法を利用したCo-Cr-Mo合金製構造体の異方性設計とその力学機能2015

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 石本卓也, 芹澤愛, 中本貴之, 木村貴広, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2015年春期(第156回)大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 構造・材質制御による異方性機能化2015

    • 著者名/発表者名
      中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会東海支部・日本鉄鋼協会東海支部 学術討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粉末冶金学的手法による骨アパタイト結晶粒子の配向化挙動の解明とそれに基づく新規骨代替インプラントの開発2014

    • 著者名/発表者名
      中野貴由, 石本卓也
    • 学会等名
      紛体粉末冶金協会 平成26年度秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-10-29 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子ビーム積層造形法を用いた医療用Ti合金構造体の開発と力学機能制御2014

    • 著者名/発表者名
      平本菜摘, 石本卓也, 福田英次, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期(第155回)大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザービーム積層造形法を用いたCo-Cr-Mo合金の力学機能の任意設計2014

    • 著者名/発表者名
      井上暢, 石本卓也, 芹澤愛, 中本貴之, 木村貴広, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期(第155回)大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Wを含有したCo-Cr-Moレーザービーム積層造形体において発現するマルテンサイト変態挙動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      芹澤愛、中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2013秋期講演大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microstructure of Co-Cr alloy products with three-dimensional geometry fabricated by laser beam sintering2013

    • 著者名/発表者名
      A. Serizawa, T. Tanaka and T. Nakano
    • 学会等名
      Thermec2013
    • 発表場所
      Lio Hotel (Las Vegas)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] バイオマテリアル2015

    • 著者名/発表者名
      中野貴由(分担執筆)
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] バイオマテリアル研究の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      成島尚之, 中野貴由(編集)
    • 総ページ数
      255
    • 出版者
      公益社団法人日本金属学会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究代表者(中野貴由)研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 大阪大学中野研究室HP

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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