種々のセラミックコーティング法による生体活性インプラント材の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555219
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 山下 仁大 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (70174670)
• 研究分担者: 浜上 寿一 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30285100) ; 中村 聡 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (40227898) ; 大柿 真毅 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (50223748) ; 赤尾 勝 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (50143607)
• キーワード: ヒドロキシアパタイト / 生体材料 / コーティング / スパッタリング / 電気泳動 / インプラント材

研究概要

本研究においては生体活性アパタイトのコーティングについて検討した。コーティング方法は電気泳動(EPD)法、スパッタリング(SPT)法、プラズマスプレー(PS)法によった。EPD法においては電気泳動による複合化法を確立し、リン酸カルシウム-アパタイトから成る接着層、アパタイトーカーボン混合粉体を用いて生体活性を有する多孔表面層を形成した。これによりポア径はおよそ100μm程度のものまで調製することに成功した。
SPT法においてはリン酸カルシウムガラスおよび粉体をターゲットとして用いる点が重要であった。スパッタ膜を150℃程度で水熱処理することにより化学量論組成および非化学量論組成アパタイトを金属上にコーティングすることに成功した。また、ガラスターゲットのカルシウム/リン原子比を調製することによりアパタイトの他にピロリン酸カルシウム、リン酸三カルシウムウ膜のコーティング膜も得られた。
PS法により調製したコーティング膜を用いて細胞培養によるヒドロキシアパタイトとリン酸三カルシウムの生体親和性の相違点について検討した。予備実験では後者の方が親和性に優れていた。これは溶解性の違いによるものと考えているが詳細をさらに研究中である。
また、これらのコーティング膜上における分極誘起の効果を検討し、構造と効果の相関性について定性的に明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Yamashita: "Electrophoretic Coating of Multi-layered Apatite Composite on Alumina Ceramics" J.Biomed.Mat.Res.(Appl.Biomat.). (in press).
• [文献書誌] K.YAMASHITA: "Crystallization,Fluorination,and Some Properties of Apatite Thin Films Prepared through rf-Sputtering from Glass Targets" Biomaterials. (in press).
• [文献書誌] K.Yamashita: "Poling Effect on Crystal Growth on Apatite Ceramics" Proc.2nd Int'l Meetings Pac.Rim.Ceram.Soc.(in press).
• [文献書誌] K.Yamashita: "Fabrication of Green Films of Single- and Multi-Component Ceramic Composites by Electrophoretic Deposition Technique" J.Mat.Sci.32. 6661-6664 (1997)
• [文献書誌] T.Yagi: "Apatite Formation on Thin Films Prepared by rf-Sputtering from Calcium Phosphate Glasses" Proc.2nd Int'l Symp.Apatite. 159-164 (1997)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Electrophoretic Coatings of Porous Apatite onto Alumina Ceramics" Bioceramics. 10. 463-466 (1997)
• [文献書誌] M.Matsuda: "Strontium Substitution in Supperconducting RBa_2Cu_4O_8 (R=Gd and Ho) Compound." J.Solid State Chem.128. 310-312 (1997)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Accerelation and Decerelation of Bone-Like Crystal Growth on Apatite by Polarization" Chem.Mat.8・12. 2697-2700 (1996)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Bonelike Coatings onto Ceramics by Reactive Magnetron Sputtering" J.Amer.Ceram.Soc.79・12. 3313-3316 (1996)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Bone-like Coatings of Carbonated Apatite by rf-Sputtering Using Calcium Phosphate Glass Targets" Bioceramics. 9. 337-340 (1996)
• [文献書誌] 室山健治: "リン酸カルシウム類の水和硬化体調製時における水溶性高分子添加の効果" 無機マテリアル. 3. 380-385 (1996)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Microstructural Effects on Conduction Properties of Na_5YSi_4O_<12>-Type Glass-Ceramic Na^+-Fast Ionic Conductors" J.Electrochem.Soc.143・7. 2180-2186 (1996)
• [文献書誌] J.Hamagami: "Low Temperature Crystallization of Hydroxyapatite Sputtered Films in an Autoclave" Bioceramics. 10. 207-210 (1997)
• [文献書誌] K.Muroyama: "Diametral Tensile Strength of Polymer-Containing Calcium Phosphate Cement" Phos.Res.Bull.7. 39-44 (1997)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Dielectric Depression and Dispersion in Electrophoretically Fabricated BaTiO_3 Ceramic Films" J.Am.Ceram.Soc.80・7. 1907-1909 (1997)
• [文献書誌] M.Matsuda: "Two-Stage Sintering of Dense Superconducting YBa_2Cu_4O_8 Ceramics under Atmospheric Pressure" J.Mat.Res.12・5. 1205-1209 (1997)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Dielectric Properties of Electrophoretically Layered Barium Strontium Titanate Films" Ferroelectrics. 195. 305-309 (1997)
• [文献書誌] M.Matsuda: "Novel Electrochemical Route for Reduction of Superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>" J.Am.Ceram.Soc.80・4. 1032-1034 (1997)
• [文献書誌] K.Muroyama: "Preparation of Hydraulic Body of Calcium Phosphates Containing Polymer" Phos.Res.Bull.6. 317-320 (1996)
• [文献書誌] E.Yonehara: "Apatitic Crystal Growth on Hydroxyapatite and Some Oxide Materials Coated on Ferroelectric Ceramics." Phos.Res.Bull.6. 301-304 (1996)
• [文献書誌] H.Hagiwara: "Preparation of Hardening Body Chemically Bonded from Calcium Phosphate." Phos.Res.Bull.6. 297-300 (1996)
• [文献書誌] Y.Kawahara: "Effect of Silica Addition on Mechanical Strength of Hydrulic Hardened Calcium Phosphate" Phos.Res.Bull.6. 213-216 (1996)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Bone-Like Apatite Coating of Alumina and Zirconia by rf-Magnetron Sputtering" Phos.Res.Bull.6. 123-126 (1996)
• [文献書誌] Y.Inda: "High Temperature pH Sensitivities of Stabilized Zirconia Ceramic Films and Ceria Ceramics" Solid State Ionics. 86-88. 1121-1124 (1996)