| 研究課題/領域番号 |
19H04463
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
金高 弘恭 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50292222)
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| 研究分担者 |
細田 秀樹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10251620)
高瀬 圭 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
沼野 智一 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (10399511)
古谷 真衣子 東北大学, 歯学研究科, 学術研究員 (20792526)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 生体材料 / 形状記憶合金 / 超弾性 / MRI / アーティファクトフリー |
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| 研究実績の概要 |
近年、形状記憶効果と超弾性特性を併せ持つ形状記憶合金が着目されるようになった。しかしながら、現在、唯一実用化されているNiTi合金は、生体安全性への懸念、MRI撮影やX線CT撮影時の金属アーティファクト、さらに、血管X線撮影では低い視認性など、臨床的な問題が指摘されている。そこで本研究では、人体と同じ体積磁化率を有し、かつ重元素で構成される形状記憶合金としてAuCuAl合金を作製する。材料特性および生体適合性についての評価結果を材料作製段階までフィードバックしながらMRIアーティファクトフリーとX線視認性を両立させた合金を開発し、その生物学的安全性と臨床的有効性を検証する。
本研究では、最新の材料学技術に基づく合金設計および組成制御により、MRIアーティファクトフリーとX線視認性を両立させた新規医療用形状記憶合金を創製することを目的とした。
具体的には、人体と同じ体積磁化率を有し、かつ重元素で構成される形状記憶合金としてAuCuAl合金を作製する。材料特性および生体適合性についての評価結果を材料作製段階までフィードバックしながらMRIアーティファクトフリーとX線視認性を両立させた合金を開発し、その生物学的安全性と臨床的有効性を検証した。
本年度の研究成果として、AuCuAl合金の材料設計および開発を行った。具体的には、形状記憶効果発現のための材料設計、および、MRI アーティファクトフリーのため体積磁化率計算を行い、新規AuCuAl合金を製作した。加えて、AuCuAl合金の生体安全性について細胞を用いた実験により評価を行い、一定の安全性を確認した。
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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
本年度当初の研究実施計画通りに、研究が進捗しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策としては、現在までおおむね順調に研究が進展していることから、2020年度には当初研究計画の通り、下記項目について実施する予定である。
①形状可変機能（形状記憶・超弾性）および機械的特性評価―形状記憶効果の機構は熱弾性型マルテンサイト変態によるものであり、相変態機構を併せ持つ材料であることを確認する。加えて、血管治療で必要となる微小材料の機械的性質評価も行う。
②MRIアーティファクト評価―所有する振動試料型磁力計(VSM)と磁気天秤により行い、人体と同程度の磁性を示す合金組成を明らかにする。なお、開発合金は、実際に医療用MRIにて撮影を行い評価する。
③X 線視認性評価－所有する血管X線撮影装置にて開発合金を撮影し、NiTi合金の視認性との比較検討を行う。
④AuCuAl合金の生体安全性評価に関する予備実験の開始
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