| 研究課題/領域番号 |
16H03177
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
川下 将一 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (70314234)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | チタン / 窒素 / 銀 / 銅 / 亜鉛 / 抗菌性 / アパタイト形成能 |
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| 研究実績の概要 |
チタン板を5 M 水酸化ナトリウム水溶液に60℃で24時間浸漬（NaOH水溶液処理）し、続いて80℃の温水に48時間に浸漬した。その後、試料をアンモニア雰囲気中500～700℃で1～5時間加熱処理し、得られた試料の表面構造、アパタイト形成能および抗菌性を調べた。その結果、アンモニア雰囲気中、600℃で1あるいは3時間加熱処理したサンプルが良好なアパタイト形成能と可視光下における抗菌性を併せ示すことが分かった。また、これらサンプルは、5%弱の窒素を含むアナターゼ型TiO2からなる網目構造をその表面に形成していた。以上より、チタンをNaOH水溶液および温水によって処理し、さらにアンモニア雰囲気中で加熱処理すれば、チタンにアパタイト形成能と可視光下での抗菌性を付与できることが明らかとなった。
さらに、チタン板をNaOH水溶液処理し、続いて80℃の1 M 硝酸銀、硝酸銅、あるいは塩化亜鉛水溶液に48時間浸漬した。その後、試料を600℃で１時間加熱処理し（それぞれNaOH－Ag－加熱処理、NaOH－Cu－加熱処理、NaOH－Zn－加熱処理とする）、得られた試料の表面構造を調べた。その結果、NaOH－Ag－加熱処理チタンの表面には、金属銀、アナターゼ型TiO2およびルチル型TiO2からなる網目構造が形成されていた。NaOH－Cu－加熱処理チタンの場合も、その表面はアナターゼ型TiO2とルチル型TiO2からなっていたが、網目構造は形成されず、銅は主に酸化銅として存在していた。NaOH－Zn－加熱処理チタンの場合は、主にルチル型TiO2とチタン酸亜鉛からなる網目構造が形成された。以上より、チタン表面にドープする金属の種類によって、その表面存在率や存在状態が著しく異なることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画書に記載した「NaOH-温水-アンモニア加熱処理チタン」および「NaOH-抗菌イオン水溶液-加熱処理チタン」について、それらの表面構造、擬似体液中でのアパタイト形成能および大腸菌に対する、可視光下での抗菌性を明らかにすることができたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、NaOH-温水-アンモニア加熱処理チタンの抗菌性発現機構を明らかにするため、同チタンからの可視光照射によるラジカル発生特性を測定したい。また、NaOH-抗菌イオン水溶液-加熱処理チタンについては、擬似体液中でのアパタイト形成能を評価し、さらに可視光下での大腸菌に対する抗菌性試験を行うことにより、その抗菌特性を評価したい。これらの実験により、良好なアパタイト形成能と抗菌性を併せ示すサンプルが得られれば、それらの細胞適合性試験を実施したい。
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