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表面形態・構造のナノスケール制御に基づく医療用金属材料の長期信頼性設計

研究課題

研究課題/領域番号 26249111
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関大阪大学

研究代表者

藤本 愼司  大阪大学, 工学研究科, 教授 (70199371)

研究分担者 土谷 博昭  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50432513)
末廣 さやか (宮部 / 宮部 さやか)  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50584132)
廣本 祥子  国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (00343880)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2014年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
キーワード電気化学プロセス / 生体材料 / 再不働態化 / 生体親和性 / 表面改質 / ナノ構造 / 細胞培養
研究成果の概要

医療用金属材料の長期信頼性評価を細胞培養を伴う模擬生体環境下で実施した。培地の腐敗を防ぎ長期の試験を実施するため、新たな実験システムを構築した。その結果2週間程度まで培地が腐敗することなく、繰り返し変形試験を実施できた。金属表面にタンパク質や細胞が接着すると、変形時の金属溶解は抑制されるが、再不働態化が阻害されることが分かった。またタンパク質や細胞は溶解・再不働態化だけでなく、き裂発生・進展にも影響を及ぼすことが明らかとなった。表面改質を行うと変形による劣化を抑制できる可能性を見出した。さらに電流制御分極試験により表面皮膜の組成・構造が皮膜損傷時に起こるカソード過程に影響することも分かった。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cell Activity on Type 316L Stainless Steel with Self-Organized Nanopores Formed by Anodic Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Miyabe, Takashi Suehiro, Yushi Fujinaga, Hiroaki Tsuchiya, Sachiko Hiromoto, Shinji Fujimoto
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 12 ページ: 2065-2071

    • DOI

      10.2320/matertrans.MI201516

    • NAID

      130005284475

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Degradation of Ti-6Al-4V alloy under cyclic loading in a simulated body environment with cell culturing2016

    • 著者名/発表者名
      K. Doi, S. Miyabe, H. Tsuchiya and S. Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      巻: 56 ページ: 6-13

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2015.10.032

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] タンパク質および細胞を含んだ模擬体液中で繰返し応力を付与した Type 316L ステンレス鋼の溶解と再不働態化2015

    • 著者名/発表者名
      土井康太郎、宮部さやか、藤本慎司
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 79 号: 6 ページ: 303-307

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2015007

    • NAID

      130005071925

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バイオメカノケミカル環境における種々の医療用金属材料の不働態皮膜破壊に伴う溶解と再不働態化2015

    • 著者名/発表者名
      土井康太郎、宮部さやか、藤本慎司
    • 雑誌名

      材料

      巻: 64 ページ: 981-988

    • NAID

      130005113533

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Behavior of Type 316L Stainless Steel during Cyclic Deformation under Cell Culturing2014

    • 著者名/発表者名
      K. Doi, S. Miyabe, S. Fujimoto
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 55 号: 12 ページ: 1890-1894

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2014301

    • NAID

      130004713128

    • 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] ロータス型ポーラス・ステンレス鋼の腐食挙動と生体親和性2014

    • 著者名/発表者名
      藤本慎司,中嶋英雄,伏屋 実,Kelly Alvarez, 玄 丞均
    • 雑誌名

      Zairyo‐to‐Kankyo

      巻: 63 号: 6 ページ: 365-370

    • DOI

      10.3323/jcorr.63.365

    • NAID

      130004732392

    • ISSN
      0917-0480, 1881-9664
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属材料表面の電気化学反応2014

    • 著者名/発表者名
      藤本慎司,土井康太郎,宮部さやか
    • 雑誌名

      バイオマテリアル

      巻: 32 ページ: 207-216

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 模擬生体環境で応力付与した316Lステンレス鋼の電気化学的挙動2017

    • 著者名/発表者名
      海瀬祐太、宮部さやか、藤本慎司
    • 学会等名
      電気化学会春季大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] すき間内での鉄の腐食に伴う電流および化学種の分布数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      小田原雅司、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Surface Nanoporous Structure on the Corrosion Fatigue of Type 316L Stainless Steel in Sodium Chloride Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuko Yamada, Kotaro Doi, Hiroaki Tsuchiya, Shinji Fujimoto
    • 学会等名
      Prime2016
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center & Hiloton Hawaiian Village
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tribocorrosion of Type 316L stainless steel with nanopore arrays in stimulated body fluid2016

    • 著者名/発表者名
      Chisato Toji, Sayaka Miyabe, Hiroaki Tsuchiya, Shinji Fujimoto
    • 学会等名
      Prime2016
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center & Hiloton Hawaiian Village
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 316Lステンレス鋼表面に形成したナノホール構造が水溶液環境での疲労寿命に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      山田夏子、土谷博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      材料と環境2016
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノホール構造を有する医療用金属材料の水溶液中摩擦摩耗特性2016

    • 著者名/発表者名
      田路千恵、宮部さやか、土博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 中性水溶液にてチタン表面に形成するアノード酸化皮膜の光電気化学応答と電子構造2016

    • 著者名/発表者名
      藤村絵梨、藤岡裕平、土谷博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アルカリ加熱処理を施したTi6Al4V合金の網目状酸化皮膜形態へ及ぼすエチレングリコール添加の効果2015

    • 著者名/発表者名
      末竹樹、宮部さやか、藤本慎司
    • 学会等名
      コロージョン・ドリーム2015
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼上での急速な酸素還元挙動に及ぼす不働態皮膜の影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川翔平、土谷博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      材料と環境討論会2015
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アルカリ加熱処理によってTi6Al4V合金表面に形成する皮膜形態に及ぼすエチレングリコール添加の影響2015

    • 著者名/発表者名
      末竹樹、宮部さやか、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 陰極電解法によるZrへのアパタイト被覆と生体親和性評価2015

    • 著者名/発表者名
      田路千恵、宮部さやか、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナノホールを形成した316Lステンレス鋼の水溶液環境での脆化挙動2015

    • 著者名/発表者名
      山田夏子、土井康太郎、土谷博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アノード酸化TiO2皮膜の光電気化学応答に基づく電子構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤岡裕平、藤本慎司
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 気化学プロセスを用いたアルカリ加熱処理によるTi6Al4V合金表面酸化皮膜形成2014

    • 著者名/発表者名
      末竹樹、宮部さやか、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会第155回講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 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] ドラッグデリバリーシステムのための自己組織化TiO2ナノチューブ基板2014

    • 著者名/発表者名
      藤永悠志、宮部さやか、土谷博昭、藤本慎司
    • 学会等名
      日本金属学会第155回講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 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] 模擬生体環境での電気化学測定2014

    • 著者名/発表者名
      藤本慎司
    • 学会等名
      腐食防食学会 第181回 腐食防食シンポジウム
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療用材料の腐食理論と測定技術2014

    • 著者名/発表者名
      藤本慎司
    • 学会等名
      腐食防食学会 関西支部 第7回 腐食防食セミナー
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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