| 研究課題/領域番号 |
19K10235
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| 研究機関 | 日本歯科大学東京短期大学 |
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研究代表者 |
小池 麻里 日本歯科大学東京短期大学, その他部局等, 教授(移行) (00234667)
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| 研究分担者 |
堀江 哲郎 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (10508675)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 金属粉末積層造形法 / チタン合金 / インプラント体 / 機械的特性 / 生体親和性 |
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| 研究実績の概要 |
デジタル技術を応用してカスタムメイドできる積層造形法を利用して，生体環境に応用できる表面性状と強度を備えたインプラント体製作と応用を目指した研究である．表面性状を生体に最適化でき，かつ必要な特性を備えたものができれば，今後の作製にかかるコストの大幅な削減，納品の短期化，さらには生体材料の使用期間の延長に確実に繋がる．また，医療費の削減と患者が治療機関へ通院する期間と時間の短縮にも繋がっていく．
試料表面の性状は，文献検索を参考に最適なデザイン考案し，グローバル技術革新センターにレーザビーム粉末積層造形装置にてTi-6Al-4V ELI 合金粉末を用いて試作することを依頼した．ISO 6892とISO 7438 (2016) に準じた試料，機械的特性を測定するためのダンベル型試料と次年度に行う細胞毒性試験に利用するディスク型試料を試作した．使用目的を考慮すると，骨内金属生体材料として必要な特性 (ISO 5832-3: 2016, Implant for surgery-Metallic Materials-) を備えた試料であることが必須の要件であるので，万能試験機を用いてその機械的特性を評価した．それと平行して，使用粉末の形状と大きさ，試作試料の表面観察と引張試験後の試料の破断面を走査電子顕微鏡にて観察した. その結果，インプラント体として応用するために，表面形状は，鋳造・鍛造によって製作された資料に比較するとかなり荒くなっており，メッシュに状にしたことによって，機械的性質も低下していることからさらなる改良が必要であることが明らかになった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験に使用する試料製作をグローバル技術革新センターにレーザビーム粉末積層造形装置にてTi-6Al-4V ELI 合金粉末を用いて試作することを依頼した．グローバル技術革新センターも新設された施設であったことから，試料の試作に時間を要してしまい，２月に試作試料の引き渡しが行われた．その後，機械的性質を評価するための万能試験機にて引張試験を行い，走査型電子顕微鏡にて表面観察などは行えたが，その後のコロナ感染により実験ができない状況であったため実験の遂行が遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
コロナ感染が収束に向かい，通常の実験計画を遂行できる環境が整った時点で，研究計画に沿って，研究を遂行していく予定にしている．
前年度に引き続き，試料のデザインと作製条件の決定に尽力し，金属多孔構造体を試作する．その試料を万能試験機を用いて機械的特性の評価と，積層造形層表面および破断面について走査電子顕微鏡での精査を繰返し，最適な試料を試作する．
同時に，試料作製条件の継続とISO 10993-5 (2009) に準じたBalb/c 3T3マウス繊維芽細胞 (購入済み)に対するMTT アッセイをプレートリーダーで測定した結果を指標とする細胞毒性試験にて，金属試料とその表面性状に対する親和性を評価する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
金属粉末積層試料作製依頼に要する金額を初年度に計上していたが，作製に関わる金額が高価なため，必要最小限の試料数しか行っていないことから，使用額が低くなっている．今後，実験を遂行していく上で，試料作製依頼が増加することが見込まれているため，次年度での使用を予定している．
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