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積層造形技術を駆使した骨類似の異方性を有する革新的インプラント材料設計

研究課題

研究課題/領域番号 26889053
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

芹澤 愛  芝浦工業大学, 工学部, 助教 (90509374)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード構造・機能材料
研究実績の概要

本研究は、材料工学的視点から、患者個々の骨に適合した力学機能を発揮しうる革新的インプラントの創製を目指すものである。骨において最も重要な特性である骨強度に対しては、骨密度よりも骨組織異方性(アパタイトの配向性)が重要な役割を担っている。したがって、正常な骨配向化組織が有する力学機能を発揮する、骨類似の異方性を積極的に付与した革新的インプラントの開発が不可欠である。その上で、患者個々に最適な力学機能を3次元的にインプラント材料に付与する技術の確立が重要になる。本研究では金属積層造形技術に着目し、構造異方性のみならず組織異方性を同時に制御することで、インプラントへの適用を目的とした骨類似の異方性を有する金属材料の創製を行った。
高力学特性・高信頼性を担保する材料作製のための積層造形技術の確立として、生体内で使用されるインプラント材料に対しては不可欠な要素である高信頼性・高安全性を担保するための積層造形技術の探索を行った。造形パラメータのうち、ビーム出力およびビームの走査速度・走査間隔を最適化することで、相対密度99%以上の緻密体の作製に成功した。金属組織異方性の観点からは、ビームの入熱量ならびに走査条件によって金属組織が変化することを見出し、特に骨類似の一方向異方性を付与することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [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 第115回春季講演大会
    • 発表場所
      早稲田大学 国際会議場
    • 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
      2015-05-15 – 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 第156回春期講演大会
    • 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
  • [図書] バイオマテリアル研究の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      福田英次,芹澤愛(分担執筆)
    • 総ページ数
      250
    • 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

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2016-06-01  

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