| 研究課題/領域番号 |
09359003
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
浜中 人士 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (10013955)
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| 研究分担者 |
小林 郁夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (40242268)
土居 寿 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (30251549)
米山 隆之 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教授 (00220773)
浅井 真人 古河電気工業(株)横浜研究所, 主任研究員
鈴木 雄一 古河電気工業(株)横浜研究所, 所長
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | チタンニッケル合金 / 力学的性質 / 耐食性 / 歯科鋳造 |
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| 研究概要 |
形状記憶効果を示す合金のうちで、もっとも機能性に優れているのはTi-Ni合金てある。ところが、この合金はNiを含んでいるため、ごくわずかではあるが生体に為害作用があるといわれるNiを溶出する。この研究では、Ti-Ni合金の形状記憶効果や超弾性を失うことなくNiの溶出量を少なくするため,第3元素の添加について検討した。
Ti-Ni合金のNiの一部をPdで置換した場合は、7.5%Pd(組成はすべてmass%)のとき、応力が2元系の場合のおよそ半分になり、しなやかな超弾性特性を示すことがわかった。Niの一部をCuで置換した場合、Cuの割合が増えるにしたがって見掛けの降伏点が下がり、除荷したときの残留ひずみが少なくなる。体温で超弾性が利用できる組成として、NiをCuで10%置換した合金が有効であることがわかった。また、2元系の場合には形状記憶効果しか得られないようなTiの組成においても、Cuを添加することによって超弾性が得られる。37℃の1%乳酸中での溶出試験の結果、2元系より溶出量が減少した。Niの一部をAuで置換した場合、Auの組成が増すに従って変態点が低下し、次第に変態温度が不明瞭になってくる。Auの組成が7%まではDSC曲線から変態温度を求めることができた。生体用として超弾性特性あるいは形状記憶効果が発揮できるためには、49.4%Ti-Ni-4%Au合金と、49.6%Ti-Ni-7%Au合金が体温で優れた超弾性特性を示すことがわかった。また,Niの一部を10%Cuで置換した合金にMoあるいはCrを添加した場合は、これらの元素は10%以上添加すると脆くなるため、良好な力学的特性を発揮させるには0.5%程度が限度であると思われる。
より生体融和性のあるTi-Ni系合金開発を目指しているが、超弾性特性や形状記憶効果などの重要な性質を失うことなく、イオンの溶出量を減少させることが可能であることがわかり、貴重な成果を挙げている。
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