2018 年度研究成果報告書

チタン合金インプラント表面への為害元素低減・高骨親和性皮膜の形成

研究課題

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研究課題/領域番号	15K06485
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	構造・機能材料
研究機関	大阪大学
研究代表者	宮部さやか大阪大学, 工学研究科, 助教 (50584132)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	金属バイオマテリアル / 電位制御 / チタン合金 / アルカリ加熱処理 / 骨親和性 / 表面処理 / ミクロ構造 / 為害元素低減
研究成果の概要	TiやTi合金のアルカリ加熱処理は生体材料として使用する際の生体適合性を向上させる表面処理の1つである。通常、この処理でのアルカリ溶液浸漬は自然浸漬であり電位制御は行われない。本研究ではTi6Al4V合金のアルカリ処理を行う際に方形波パルス電位制御を行うことで、骨親和性の向上および為害元素低減を試みた。電位制御の有無に関わらず、試料表面にはナノスケールの網目状構造のチタン酸ナトリウムが形成された。アルカリ処理の際に方形波パルス電位制御を行うことによって自然浸漬試料よりも微細な網目構造が形成され、皮膜中のVを低減することが示された。
自由記述の分野	生体材料学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は、通常電位制御を行わないアルカリ加熱処理中に方形波電位印加による電気化学的制御を行う、方形波パルス電位アルカリ加熱処理を実施することによって、電位が網目状酸化皮膜形成に及ぼす影響が検討された。本研究により、金属インプラント表面への高骨親和性皮膜形成および為害成分除去の両者が同時に達成されたことから、金属インプラントのの生体適合性向上および長期使用信頼性を向上させる表面処理として、金属インプラントの表面処理への適用が期待される。