| 研究概要 |
ハイドロキシアパタイト(Hydroxyapatite ; HAp)[Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2]は骨や歯の無機主成分であり, 人工骨等の生体材料に利用されている. HApは固溶元素やCa空孔によりその生体材料特性が変化するため, これらを利用した特性の精密な制御が期待されている. 本研究の日的は, 組成制御したハイドロキシアパタイト(HAp)中の固溶元素の局所環境を明らかにし, その局所環境を制御して物性との相関を検討することで, 固溶元素添加HApの新たな設計指針を得ることである.
当該年度はZn添加HApの合成および局所環境の解析を行った. X線回折の解析結果から, ZnはHAp中に仕込み組成で10mol%まで固溶することがわかった. また, 蛍光X線分析による組成分析の結果から, Znの添加に伴い(Ca+Zn)/Pの値が減少していくことがわかった. この原因を特定するために試料のZn-KX線吸収端微細構造(XANES)スペクトルの測定を行い, 今回作製したZn添加HApおよびCa欠損HAp中のZn-KXANESスペクトルを比較した. 後者の(Ca+Zn)/Pは1.51となっており, 化学量論組成に比べ低い試料となっている. Zn添加量が5mol%, 10mol%の試料のスペクトルは, 特徴的なピークの位置, 強度がHAp中のZnの局所状態は同一であった. この特徴は過去に報告したCa欠損HAp中のZnの特徴と一致しており, ZnはCa・(2)サイトに置換し, Ca空孔および格子間水素と会合して複合欠陥を形成していることがわかった. この結果は先ほどの組成分析結果とも一致しており, Caの欠損がCa空孔によるものであることが確認された.
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