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2018 年度 実績報告書

骨および軟組織付着を目指した凹凸微細表面を有するレーザ加工ジルコニアインプラント

研究課題

研究課題/領域番号 17K17225
研究機関鶴見大学

研究代表者

廣田 正嗣  鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50734860)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードジルコニア / インプラント / ナノ秒パルスレーザ / 表面改質 / レーザ加工 / オッセオインテグレーション / 相変態
研究実績の概要

本研究は,オッセオインテグレーションの早期獲得,長期間安定し機能するジルコニアインプラント開発を目指し,微細加工が可能なナノ秒パルスレーザによってジルコニア表面に凹凸構造を創成し骨および軟組織付着性について検討を行ってきた.2018年度の研究実績について報告する.
ナノ秒パルスレーザ加工に伴い生じたジルコニアの結晶構造の変化による影響を明らかにするため,レーザ照射後のイットリア安定型正方晶部分安定化ジルコニア (Y-TZP) およびセリア安定型正方晶部分安定化ジルコニア (Ce-TZP) 表面に対しX線回折法 (XRD) による表面分析を行った.レーザ照射前の機械加工や研磨時に由来する単斜晶へ変態したジルコニアが,ナノ秒パルスレーザの照射自体により母材と同様の正方晶に回復することが分かった.これはブラスト法等の従来の機械加工による表面改質法と比較し,正方晶を維持し機械的強度が担保できる点でジルコニア表面への処理として本レーザ加工が有用であることが示された.
Ce-TZP表面へのレーザ照射によって黒変が認められた.この黒変したCe-TZPに対し,EDXおよびX線光電子分光法 (XPS) による分析を行った結果,ジルコニア内の酸素の欠損およびジルコニウムイオンの還元が確認された.このことから電気炉内で1,000℃,15分間留置後炉冷を行うことにより,白色へ色調回復できることが明らかになった.
ジルコニアなどセラミックス表面への有機物の接着を検討するため,シランカップリング剤を試作し,その化学的影響について検討した.またインプラントを見据えた各種歯科材料へのタンパク質吸着についてもQCM法を用い検討を行った.
これらの結果は,2017年度の実績とともに統括し,各関連学会の学術講演会にて発表を行った.またこの成果を研究論文としてまとめ,機関雑誌に投稿,掲載を果たした.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Cortical bone response toward nanosecond-pulsed laser-treated zirconia implant surfaces.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirota M, Harai T, Ishibashi S, Mizutani M, Hayakawa T.
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.4012/dmj.2018-153

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナノ秒パルスレーザによるジルコニアインプラントへの生体適合性付与: 微細溝の創成および熱影響の検討.2019

    • 著者名/発表者名
      原井智広,廣田正嗣,早川 徹,嶋田慶太,水谷正義,厨川常元.
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 83 ページ: 37-45

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2018043

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 各種試作シランカップリング剤がCAD/CAM冠用レジンブロックとレジンセメントの接着性に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      廣田正嗣,塚越 好,野本理恵,早川 徹.
    • 学会等名
      平成30年秋期日本歯科理工学会第72回学術講演会
  • [学会発表] QCM法による義歯床用金属材料への唾液糖タンパクの吸着解析2018

    • 著者名/発表者名
      廣田正嗣,吉田英史,早川 徹.
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザによるジルコニアインプラントの骨適合性2018

    • 著者名/発表者名
      原井智広,嶋田慶太,水谷正義,厨川常元,廣田正嗣,早川 徹.
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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