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2024 年度 実績報告書

高強度超弾性ステントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K04765
研究機関愛知工業大学

研究代表者

松井 良介  愛知工業大学, 工学部, 教授 (00632192)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード形状記憶合金 / TiNi合金 / ステント / 表面性状 / 疲労寿命
研究実績の概要

本研究では末梢血管の狭窄や深部静脈血栓症などの治療をより効果的に行うため,TiNi形状記憶合金を用いた高い血管拡張力を有するステントの開発を行った.予め高加工率で冷間加工して加工硬化させたTiNi形状記憶合金を素材に使用し,必要最低限の熱処理によって本ステントを作製するプロセスを提案した.その結果以下の主要な成果を得た.
1.拍動による変形(拡径⇔縮径)を考慮した高拡張力TiNi形状記憶合金のFEM解析を行い,変形に伴う応力やひずみの分布を明らかにした.その結果,次に述べる疲労破断の様態と定性的に一致することを確かめた.
2.拍動を模擬した空気中での疲労試験装置を作製し,これを用いて疲労寿命を明らかにした.具体的には最も血管拡張力が高くなる条件で作製したステントにおいても現行同等品と同等の疲労寿命を有することを示した.
3.ステントの表面性状を改善するための電解研磨プロセス最適化を行い,各研磨パラメータの表面性状に与える影響を明らかにした.まず基礎検討としてTiNi形状記憶合金線材を用いて電解液の成分や温度,印加電圧,電極間距離などを種々に変動させた検討を行って最適条件を見出した.
これらの成果を踏まえ,今後はステントの疲労特性改善に焦点を当てた検討が必要になると考えている.具体的にはステント形状試験片を用いた電解研磨条件およびその前処理方法の検討である.さらに,生体中の環境を模擬した疲労試験での疲労特性把握とその改善方法の検討も必須であると考えている.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fatigue Properties of TiNi Shape Memory Alloy with Passive Film2024

    • 著者名/発表者名
      MATSUI Ryosuke、HASHIMOTO Hiwa
    • 雑誌名

      Transactions of Japan Society of Spring Engineers

      巻: 2024 ページ: 17~21

    • DOI

      10.5346/trbane.2024.17

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase-field damage simulation of subloop loading in TiNi SMA2024

    • 著者名/発表者名
      Dunic Vladimir、Matsui Ryosuke、Takeda Kohei、Zivkovic Miroslav
    • 雑誌名

      International Journal of Damage Mechanics

      巻: 33 ページ: 577~604

    • DOI

      10.1177/10567895241245859

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高耐食・高耐久TiNi形状記憶合金の開発2024

    • 著者名/発表者名
      松井良介
    • 雑誌名

      チタン

      巻: 72 ページ: 232~236

  • [雑誌論文] Functional Characteristics of Ultrasonic Shot-peened Ti?Ni Shape Memory Alloy with Functionally Graded Property2024

    • 著者名/発表者名
      Matsui Ryosuke
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 36 ページ: 3381~3381

    • DOI

      10.18494/SAM5092

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 形状記憶合金の基礎と応用および今後の動向2024

    • 著者名/発表者名
      松井良介
    • 学会等名
      名古屋市工業研究所 グループ指導
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Nonmetallic Inclusions in Ti-Ni Alloys on the Low Cycle Fatigue Behavior2024

    • 著者名/発表者名
      H. Torihara, S. Kise, K. Uruma, F. Yamashita, T. Habu, H. Cho, R. Matsui, M. Nishida
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS 2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of TiNi Shape Memory Alloys with Advanced Functional Properties2024

    • 著者名/発表者名
      R. Matsui
    • 学会等名
      Poland-Japan Workshop on Shape Memory Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Nonmetallic Inclusions of Ti-Ni Alloys on Rotary Beam Fatigue Properties2024

    • 著者名/発表者名
      H. Torihara, S. Kise, R. Matsui, F. Yamashita, K. Uruma, T. Habu
    • 学会等名
      Advances in Superelastic & Shape Memory Materials and Application (SMST2024)
    • 国際学会

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公開日: 2025-12-26  

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