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2004 年度 研究成果報告書概要

生分解性プラスチックによる生体用複合材料の開発と骨構造体としての機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 14550078
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関神戸大学

研究代表者

日和 千秋  神戸大学, 自然科学研究科, 助手 (80294198)

研究分担者 中井 善一  神戸大学, 工学部, 教授 (90155656)
安達 泰治  京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40243323)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
キーワード生体吸収性材料 / 組織再生工学 / スカフォールド / 複合材料 / 骨組織再生
研究概要

生分解性樹脂の中でもポリ乳酸樹脂(PLA)やポリカプロラクトン樹脂(PCL)は生体用材料として期待されている.本研究ではPLA樹脂の高強度な繊維と射出成形用PLA樹脂により,生体用吸収性複合材料を開発した.繊維と樹脂の界面接着性を改善するために繊維をアルカリ溶液に適当な時間浸漬したところ繊維表面には凹凸が生じた.そしてガラス転移温度の上で繊維と樹脂をプレス成形して複合材料を作成した.その結果,界面で良好な接着性が得られたため,複合材の強度と剛性は複合則で求められる値と一致した.また滅菌処理ではEOガスによる場合に材料の強度低下が小さかった.また生分解により約2ヶ月で強度が大きく低下することがわかった.
さらに骨組織再生用の多機能なスカフォールドを織物の複合材料により開発した.PLA繊維の織物にPCL樹脂をバインダーに用いることで高強度と高剛性が得られた.このスカフォールドの空孔率は90%であった.PCLの外膜は微小な空孔を有しており,空孔は生分解により合体して大きくなった.またスカフォールド上でのマウスの骨芽細胞様細胞の接着性と成長性はコラーゲン綿の場合と変わらなかった.このスカフォールドの強度は約6週間で大きく低下した.以上より実用に供することができる生体用複合材料が開発できた.

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2004 2003 2002

すべて 雑誌論文 (32件)

  • [雑誌論文] 酸環境下GFRPの破壊じん性に及ぼす界面強度の影響2004

    • 著者名/発表者名
      日和千秋
    • 雑誌名

      材料システム 22

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Evaluation of Fatigue Damage of Metals by Means of Atomic Force Microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu NAKAI
    • 雑誌名

      Fracture Damage of Structural Parts, edited by Zdenek Buzek and Bohumir Strnadel Vydavatelstvi VSB

      ページ: 173-180

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ラット海綿骨の欠損モデルの作成と再生骨の力学特性評価2004

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 Vol.25

      ページ: 25-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 骨再生シミュレーションを用いたポーラススカフォールドの設計手法の提案2004

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 70A, No.697

      ページ: 1201-1207

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Changes in the Fabric and Compliance Tensors of Cancellous Bone due to Trabecular Surface Remodeling2004

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering Vol.7, No.4

      ページ: 187-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effect of Interfacial Strength on Fracture Toughness of GFRP under Acid Environment2004

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Hiwa
    • 雑誌名

      J.of Material System lab.(Japanese) 22

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Evaluation of Fatigue Damage of Metals by Means of Atomic Force Microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nakai
    • 雑誌名

      Fracture Damage of Structural Parts Vydavatelstvi VSB

      ページ: 173-180

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Cancellous Bone Defect Model in Rat Femur and Mechanical Properties of Newly Formed Bone2004

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      J.of Japanese Society for Clinical Biomechanics(Japanese) 25

      ページ: 25-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Design Method of Porous Scaffold Microstructure Using Computational Simulation for Bone Regeneration2004

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Transactions of JSME(Japanese) 70-697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Changes in the Fabric and Compliance Tensors of Cancellous Bone due to Trabecular Surface Remodeling2004

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biocemical Engineering(Japanese) 7-4

      ページ: 187-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 酸環境下でのFRP界面の劣化2003

    • 著者名/発表者名
      日和千秋
    • 雑誌名

      材料の科学と工学 39巻1号

      ページ: 17-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] α黄銅の繰り返しせん断応力下における疲労すべり帯成長とき裂発生のAFMによる観察2003

    • 著者名/発表者名
      中井善一
    • 雑誌名

      材料 52巻6号

      ページ: 625-630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Characterization of Fatigue Crack Initiation in α-brass by means of AFM and EBSP2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu NAKAI
    • 雑誌名

      Proceeding of ATEM'03, Int.Conf.On Adv.Tech.In Exp.Mech.2003. (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 原子ビームを用いた細胞接着パターンの作成2003

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編 69巻688号

      ページ: 1782-1788

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] アクチン細胞骨格の組織化度が培養骨芽細胞の力学応答特性に及ぼす影響2003

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      生体医工学 41巻4号

      ページ: 449-457

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Degradation of Interfacial Strength of FRP under Acid Environment2003

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Hiwa
    • 雑誌名

      J.of Materials Science Society of Japan(Japanese) 39-1

      ページ: 17-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Obserbation of Fatigue Slip Band Growth and Crack Initiation under Cyclic Shear Stressed α-brass by means of AFM2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nakai
    • 雑誌名

      Materials 52-6

      ページ: 625-630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Characterization of Fatigue Crack Initiation in α-brass by means of AFM and EBSP2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nakai
    • 雑誌名

      Proceeding of ATEM'03, Int.Conf.On Adv.Tech.In Exp.Mech. (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Development of Cell Adhesive Pattern Using Atomic Beam2003

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Transactions of JSME(Japanese) 69-688

      ページ: 1782-1788

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Role of the Organized Cytoskeletal Actin Fiber Structure In Osteoblastic Response to Mechanical Stimulus2003

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Medical and Biological Engineering(Japanese) 41

      ページ: 449-457

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 短繊維-熱可塑性複合材料の疲労の温度上昇に及ぼす応力比と界面接着性の影響2002

    • 著者名/発表者名
      日和千秋
    • 雑誌名

      日本接着学会誌 38巻・4号

      ページ: 116-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 射出成形複合材料の疲労損傷に及ぼす圧縮応力の影響2002

    • 著者名/発表者名
      日和千秋
    • 雑誌名

      神戸大学大学院自然科学研究科紀要 20巻・B

      ページ: 73-79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Evaluation of Interfacial Shear Stress in Composites by Stress Relaxation Test2002

    • 著者名/発表者名
      Chiaki HIWA
    • 雑誌名

      Memoirs of Graduate School of Science & Technol., Kobe Univ. 20・A

      ページ: 129-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Loading Frequency and Environment on Delamination Fatigue Crack Growth of CFRP2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu NAKAI
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue Vol.24

      ページ: 161-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 骨-ステム界面の応力一様化に基づく人工股関節ステムの形状決定シミュレーション2002

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 23巻

      ページ: 405-410

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 培養骨芽細胞のアクチンフィラメント構造と力学刺激応答のバイオメカニクス2002

    • 著者名/発表者名
      安達泰治
    • 雑誌名

      生体医工学 40巻

      ページ: 52-53

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Interfacial Adhesive Property and Stress Ratio on Temperature Increase of Short-Fiber Reinforced Thermoplastics under Fatigue Loading2002

    • 著者名/発表者名
      Chiaki, Hiwa
    • 雑誌名

      ADHESION(Japanese) 40-6

      ページ: 116-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Effect of Compressive Stress on Fatigue Damage of Injection Molding Composites2002

    • 著者名/発表者名
      Chiaki, Hiwa
    • 雑誌名

      Memoirs of Graduate School of Science & Technol.(Kobe Univ)(Japanese) 20-B

      ページ: 73-79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Evaluation of Interfacial Shear Stress in Composites by Stress Relaxation Test2002

    • 著者名/発表者名
      Chiaki, Hiwa
    • 雑誌名

      Memoirs of Graduate School of Science & Technol.(Kobe Univ) 20-A

      ページ: 129-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Loading Frequency and Environment on Delamination Fatigue Crack Growth of CFRP2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nakai
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue 24

      ページ: 161-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Shape Design Simulation of Artificial Hip Joint Stem Based on Stress Uniformity at Bone-Stem Interface2002

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      J.of Japanese Society for Clinical Biomechanics(Japanese) 23

      ページ: 405-410

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Biomechanics of mechanics stimulus response on Actin Filament Structure of Osteoblastic Cell2002

    • 著者名/発表者名
      Taiji Adachi
    • 雑誌名

      Medical and Biological Engineering(Japanese) 40

      ページ: 52-53

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2006-07-11  

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