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2010 年度 実績報告書

生体吸収性リン酸カルシウム系コーティング膜を利用した骨適合界面の創製

研究課題

研究課題/領域番号 22360299
研究機関東北大学

研究代表者

成島 尚之  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20198394)

研究分担者 上田 恭介  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40507901)
川村 仁  東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00110651)
春日 敏宏  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30233729)
キーワードチタン / 非晶質リン酸カルシウム / 生体吸収性 / 表面改質 / 骨適合性 / リン酸八カルシウム / ドライプロセス / ウェットプロセス
研究概要

(1)ドライプロセスによる生体吸収性コーティング膜の作製
(1-a)工業用純チタン製インプラント(人工歯根)に、これまで当研究室が確立してきたβ型リン酸三カルシウムターゲットを利用したRFマグネトロンスパッタリングにより厚さ0.5μmの非晶質リン酸カルシウムコーティング膜を作製した。スクリュー型インプラント表面上に均一なコーティング膜が観察された。
(1-b)骨形成能に優れる60CaO-30P_2O_5-7Na_2O-3TiO_2(mol%,PIG3)にSiを3mass%または13mass%添加したガラス系ターゲットを利用したRFマグネトロンスパッタリングによりNa,Ti,Siを含有する非晶質リン酸カルシウム膜をTi-6Al-4V合金基板(ブラスト処理)表面に作製することができた。膜組成はターゲット組成とほとんど一致していた。
(2)ドライプロセスにより作製された生体吸収性コーティング膜の生体内外評価
(1-a)で作製したチタンインプラント(80本)をニュージーランド白色家兎の大腿骨および頸骨へ埋入した。インプラントの引き抜きトルク値は、コーティング材においてコントロール材(コーティング無し材)より有意に高いことが明らかとなった。コーティング膜は2週間後には既に生体吸収されており、チタンインプラントと骨とが直接密着していた。
(3)ウェットプロセスによる生体吸収性膜の作製
二倍ハンクス溶液のpHを8.0から6~7程度に変化させる二段階ウェットプロセスによりチタン表面に均一なプレート状リン酸八カルシウム(Ca_8H_2(PO_4)_6・5H_2O)コーティング膜を作製することができた。テタン基板の表面粗さとMgイオンの有無がリン酸八カルシウム膜の性状に影響することがわかった。リン酸八カルシウムは生体内において吸収されると共に、生体アパタイトの前駆体であることが知られている。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Surface modification of titanium by pack cementation treatment using calcium phosphate powders for biomedical applications2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, H.Suto, T.Narushima
    • 雑誌名

      Met.Mater.Int.

      巻: 16 ページ: 569-572

    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタン上への多層リン酸カルシウムコーティング膜の作製とその評価2010

    • 著者名/発表者名
      上田恭介, 川崎雄城, 後藤孝, 栗原淳, 川村仁, 成島尚之
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 57 ページ: 314-320

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium phosphate coating on titanium using dry process2010

    • 著者名/発表者名
      T.Narushima
    • 雑誌名

      Mat.Sci.Forum

      巻: 654-656 ページ: 2162-2167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pack cementation treatment of titanium using tetracalcium phosphate powder for biomedical applications2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, H.Suto, K.Nakaie, T.Narushima
    • 雑誌名

      Mat.Sci.Forum

      巻: 654-656 ページ: 2172-2175

    • 査読あり
  • [学会発表] Accelerated bone formation around the Ti dental implant with amorphous calcium phosphate coating fabricated using radiofrequency magnetron sputtering in rabbit2011

    • 著者名/発表者名
      S.Yokota, J.Kurihara, N.Nishiwaki, S.Tamate, K.Ueda, T.Narushima, H.Kawamura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium for Interface Oral Health Science
    • 発表場所
      Sendai Plaza Hotel, Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] ドライプロセスを利用したチタン系材料の表面・バルク処理2011

    • 著者名/発表者名
      成島尚之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会・日本金属学会関西支部材料開発研究会平成22年度第4回研究会「表面機能化材料の開発」
    • 発表場所
      大阪大学,大阪
    • 年月日
      2011-01-20
  • [学会発表] Fabrication of Ca-P-Na-Ti-Si-O thin film on titanium by RF magnetron sputtering2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, S.Tamate, T.Goto, A.Obata, T.Kasuga, T.Narusima
    • 学会等名
      Tohoku-Harvard GCOE Program Research Student Workshop
    • 発表場所
      Harvard University, MA, USA
    • 年月日
      2011-01-06
  • [学会発表] Surface modification of titanium for biomedical applications2010

    • 著者名/発表者名
      T.Narushima
    • 学会等名
      The 1st Joint Workshop on Advanced Materials Research & Application, Dalian University of Technology-Tohoku University
    • 発表場所
      Dalian University of Technology, Dalian, China(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] RFマグネトロンスパッタリング法により作製したCa-P-Na-Ti-Si-O系薄膜の生体外評価2010

    • 著者名/発表者名
      玉手聡一郎, 上田恭介, 後藤孝, 小幡亜希子, 春日敏宏, 成島尚之
    • 学会等名
      日本金属学会,第147回大会(2010年秋季)
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 熱酸化法を利用したチタンおよびチタン合金上のアナターゼ形成とその評価2010

    • 著者名/発表者名
      岡住拓朗, 上田恭介, 成島尚之
    • 学会等名
      日本金属学会,第147回大会(2010年秋季)
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] Pack cementation treatment of titanium using tetracalcium phosphate powder2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, K.Nakaie, H.Suto, T.Narushima, M.Taira
    • 学会等名
      Novosibirsk-Tohoku Global COE Conference for young scientists
    • 発表場所
      Nobosibirsk, Russia
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] In vitro evaluation of pack cementation treated titanium using tetracalcium phosphate powder2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, K.Nakaie, H.Suto, T.Narushima, M.Taira
    • 学会等名
      International Workshop on Nano, Bio and Amorphous Materials
    • 発表場所
      Sansa-tei, Tohgatta, Japan
    • 年月日
      2010-09-10
  • [学会発表] 熱酸化プロセスを利用したチタン上のアナターゼ皮膜形成と骨適合性評価2010

    • 著者名/発表者名
      成島尚之, 上田恭介, 岡住拓朗
    • 学会等名
      日本機会学会,2010年年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学,名古屋
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Pack cementation treatment of titanium using tetracalcium phosphate powder for biomedical applications2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ueda, H.Suto, K.Nakaie, T.Narushima
    • 学会等名
      The Seventh Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM7)
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] Calcium phosphate coating on titanium using dry process2010

    • 著者名/発表者名
      T.Narushima
    • 学会等名
      The Seventh Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM7)
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia(基調講演)
    • 年月日
      2010-08-02
  • [学会発表] Research and development of metallic biomaterials in Japan2010

    • 著者名/発表者名
      T.Narushima
    • 学会等名
      Special seminar
    • 発表場所
      Serpong, Indonesia(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-16
  • [学会発表] Research and development of metallic biomaterials in Japan2010

    • 著者名/発表者名
      T.Narushima
    • 学会等名
      4th National Seminar of Metallurgy and Material
    • 発表場所
      University of Sultan Ageng Tirtayasa, Cilegon, Indonesia(基調講演)
    • 年月日
      2010-07-14
  • [学会発表] リン酸四カルシウム粉末を用いたパックセメンテーション法により表面処理したチタンの生体外評価2010

    • 著者名/発表者名
      上田恭介, 中家香織, 平雅之, 成島尚之
    • 学会等名
      軽金属学会,第118回大春季講演大会(2010年)
    • 発表場所
      関西大学,大阪
    • 年月日
      2010-05-23
  • [学会発表] RFマグネトロンスパッタリング法によるCa-P-Na-Ti-Si-O系薄膜の作製と評価2010

    • 著者名/発表者名
      玉手聡一郎, 上田恭介, 後藤孝, 春日敏宏, 幡亜希子, 成島尚之
    • 学会等名
      軽金属学会,第118回大春季講演大会(2010年)
    • 発表場所
      関西大学,大阪
    • 年月日
      2010-05-23
  • [図書] CRC Handbook of Biological and Biomedical Coatings2011

    • 著者名/発表者名
      T.Goto, T.Narushima, K.Ueda (Editor : Sam Zhang)
    • 出版者
      CRC Press(in press)
  • [図書] バイオマテリアルの基礎2010

    • 著者名/発表者名
      成島尚之(共著、石原一彦, ら編)
    • 総ページ数
      17-22、48-53(担当分)
    • 出版者
      共立出版

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公開日: 2013-06-26  

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