X線吸収微細構造(XAFS)を用いた生体内微量金属元素の状態分析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390509
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 補綴理工系歯学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 宇尾 基弘 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 准教授 (20242042)
• 研究分担者: 朝倉 清高 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (60175164) ; 亘理 文夫 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (70158682) ; 横山 敦朗 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (20210627) ; 赤坂 司 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (00360917) ; 阿部 薫明 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (40374566)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: XAFS / X線吸収微細構造 / 微小部分析 / 生体材料 / 歯科材料 / 金属 / 化学状態

研究概要

生体組織中の一部に微量存在する溶出微量金属元素や微小異物などをXAFS法により状態分析を行い、チタン、ニッケル-チタン合金、クロム基合金などの生体内での挙動を明らかにした。歯科・生体材料周囲に存在するチタンは多くの場合、金属状態であり埋入時の摩耗に由来すると推測されたが、一部で二酸化チタンとして存在するものもあり、生体内での溶出・再析出によると考えられた。またニッケル-チタン合金などからのニッケルがイオン状態で溶出していることも確認され、溶出Niの生体への為害性が懸念された。さらに生体内のSeなどの微量元素の状態分析や試作X線微小光学系を用いた微小部XAFS分析についても検討を行い、XAFS法の生物試料分析への有用性を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Multiwalled carbon nanotube monoliths prepared by spark plasma sintering (SPS) and their mechanical properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Hasegawa T., Akasaka T., Tanaka I., Munekane F., Omori M., Kimura H., Nakatomi R., Soga K., Kogo Y., Watari F.
  • 雑誌名: Biomedical Materials and Engineering 19(1) ページ: 11-17
• [雑誌論文] Preparation and properties of dental composite resin cured under near infrared irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Kudo E., Okada A., Soga K., Kogo Y.
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 22(5) ページ: 551-554
• [雑誌論文] Analysis of Wear Debris Generated from the Metal-on-metal Hip Joint (2009)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Watari F., Asakura K., Katayama N., Onodera S., Tohyama H., Hamada K., Ohnuki S.
  • 雑誌名: Nano Biomedicine 1(2) ページ: 133-136
• [雑誌論文] XAFS Analysis of Ti and Ni Dissolution from Pure Ti, Ni-Ti Alloy, and SUS304 in Soft Tissues (2008)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K., Tamura K., Totsuka Y., Abe S., Akasaka T., Watari F.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 37(9) ページ: 958-959
• [雑誌論文] The purity and thermal stability in air of metal-encapsulating carbon nanocapsules (MECNCs), Fullerenes (2007)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Kachi H., Akasaka T., Watari F., Sato Y., Motomiya K., Tohji K.
  • 雑誌名: Nanotubes and Carbon Nanostructures 15 ページ: 303-309
• [雑誌論文] X-ray Absorption Fine Structure (XAFS) Analysis of Titanium-Implanted Soft Tissue (2007)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K., Yokoyama A., Ishikawa M., Tamura K., Totsuka Y., Akasaka T., Watari F.
  • 雑誌名: Dental Materials Journal 26 ページ: 268-273
• [雑誌論文] Effect of surface condition of dental zirconia ceramic (Denzir) on bonding (2006)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Sjogren G., Sundh A., Goto M., Watari F., Bergman M.
  • 雑誌名: Dental Materials Journal 25 ページ: 626-631
• [雑誌論文] Selenium distribution in human soft tissue determined by using X-ray scanning analytical microscope and X-ray absorption fine structure analysis (2006)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K., Kohgo T., Watari F.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 35 ページ: 66-67
• [学会発表] 金属アレルギー患者の口腔内金属修復物の迅速成分分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・寺田典子・北川善政・馬渕亜希子・戸塚靖則
  • 学会等名: 第54回日本口腔外科学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] Ni-Ti合金及びステンレス鋼の腐食生成物のXAFS分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・亘理文夫・淺岡憲三
  • 学会等名: 第54回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島県民交流センター
  • 年月日: 2009-10-01
• [学会発表] 生体用金属材料の腐食生成物のXAFS分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・朝倉清高・淺岡憲三・亘理文夫
  • 学会等名: 第12回XAFS討論会
  • 発表場所: おおわに山荘 (青森県大鰐町)
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Micro XAFS analysis of metallic element containing biological specimens using the polycapillary focusing X-ray optics (2009)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K.
  • 学会等名: 14th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS14)
  • 発表場所: University of Camerino
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Preparation and properties of dental composite resin cured under near infrared irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Kudo E., Okada A., Soga K., Kogo Y.
  • 学会等名: The 26th International Conference of Photopolymer Science and Technology
  • 発表場所: Chiba University
  • 年月日: 2009-07-01
• [学会発表] Ni-Ti合金及びステンレス鋼の生体内微量溶出物のXAFSによる状態分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・赤坂司・阿部薫明・亘理文夫
  • 学会等名: 第53回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀 (東京)
  • 年月日: 2009-04-11
• [学会発表] ポリキャピラリを用いた金属含有生物試料の微小部XANES測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・朝倉清高
  • 学会等名: 第22回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] Ni-Ti合金水素脆化時の腐食生成物のXANES分析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・亘理文夫・淺岡憲三・朝倉清高
  • 学会等名: 放射光/表面電子顕微鏡とナノ精密材料化学シンポジウム ―第4回放射光表面科学部会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-12-24
• [学会発表] X線集光用ポリキャピラリーを用いた金属含有生物試料の微小部XAFS測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・朝倉清高
  • 学会等名: 第11回XAFS討論会
  • 発表場所: イーグレ姫路
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] The application of X-ray scanning analytical microscope (XSAM) for the analysis of biological and dental specimens (2008)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Yokoyama A., Watari F.
  • 学会等名: 9th International Conference on X-ray Microscopy
  • 発表場所: Swiss Federal Institute of Technology Zurich
  • 年月日: 2008-07-23
• [学会発表] XAFS analysis of Ti, Ni-Ti and SUS304 implanted rat soft tissues (2007)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Akasaka T., Abe S., Watari F.
  • 学会等名: International Dental Materials Congress 2007
  • 発表場所: Imperial Queen's Park Hotel (Bangkok)
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] Chemical state analysis of titanium and nickel in the surrounding tissues of metallic implants (2007)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K., Watari F.
  • 学会等名: 9th International Conference on Biology and Synchrotron Radiation
  • 発表場所: Bridgewater Hall (Manchester)
  • 年月日: 2007-08-14
• [学会発表] 蛍光XAFS法によるTi, Ni-Ti合金およびSUS304の生体内での溶出挙動の調査 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宇尾基弘・朝倉清高・亘理文夫
  • 学会等名: 第10回XAFS討論会
  • 発表場所: JSTイノベーションプラザ北海道 (札幌)
  • 年月日: 2007-07-25
• [学会発表] Distribution and chemical state analysis of rarely contained metallic elements in biological tissues (2006)
  • 著者名/発表者名: Uo M., Asakura K., Akasaka T., Watari F., Yokoyama A., Kohgo T., Totsuka Y.
  • 学会等名: ABC2006
  • 発表場所: Bangkok
  • 年月日: 2006-11-08
• [備考]
  • URL: http://m-uo.com