| 研究概要 |
本年度は、主に擬似口腔・生体内環境中におけるチタン合金およびニッケル-チタン合金の材質劣化挙動とその機構について調べた。
中性フッ化ナトリウム水溶液中において、生体・歯科用チタン合金の水素吸収に及ぼす印加電位の影響を調べた結果、純チタンや他のチタン合金と比較してTi-6Al-4V合金の水素吸収感受性は著しく低いことが明らかになった。また、フッ化ナトリウム水溶液中におけるチタン合金の水素吸収特性と電気化学的測定から得られる腐食特性とは必ずしも一致しないことも明らかになった。このことは、水素吸収挙動は電気化学的特性だけで予測できないことを意味する。
水素吸収したニッケル-チタン超弾性合金を大気中(室温)に放置した場合、低温で昇温放出される水素は試料外へ拡散放出するか、試料内部へ拡散することを明らかにした。また、大気中放置に伴って、高温で昇温放出される水素が合金中に存在するにも関わらず、機械的性質が部分的に回復することも示した。さらに昇温放出水素分析から、試料中の水素濃度分布を見積り、機械的性質との関連性を示唆した。
生体内の炎症反応を模擬した過酸化水素含有生理食塩水中に浸漬したニッケル-チタン超弾性合金の表面をXPS, AESなどを用いて分析した結果、表面の酸化皮膜が著しく厚くなり、皮膜中のニッケル濃度の低下を明らかにした。これは、ICP分析によるニッケルの優先溶出の結果と一致する。この擬似環境中における合金の腐食形態とin vivoで観察される腐食形態は酷似しており、本研究の環境評価試験の妥当性が示唆される。
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