生体内崩壊性材料を利用した弾性率漸減型インテリジェント骨固定材の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23650283
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東北大学 (2012-2013); 東京医科歯科大学 (2011)
• 研究代表者: 野村 直之 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90332519)
• 研究分担者: 土居 壽 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30251549) ; 堤 祐介 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498) ; 蘇 亜拉図 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (80611532) ; 中本 貴之 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, 機械金属部, 研究員 (40393300)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 弾性率漸減材料 / 生体内崩壊材料 / 骨固定材 / 生体材料 / バイオマテリアル

研究概要

本研究では、ストレスシールディング現象を軽減するための生体内で弾性率が漸減するインテリジェント型骨固定材を作製することを目的とした。まず、レーザー積層造形法により骨と同程度の弾性率を持つコバルトクロム合金多孔体を作製した。その結果、3次元に直交する気孔形状を有する多孔体の作製に成功し、その弾性率は皮質骨と同程度となった。次に、多孔体に存在する気孔にハイドロキシアパタイトを導入した複合材料の作製を行った。複合材料のヤング率は複合化前と比較して上昇が確認され、生体内崩壊材料を用いた複合化によるヤング率制御の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructures and mechanical properties of Co-29Cr-6Mo alloy fabricated by selective laser melting process for dental applications (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Takaichi, Suyalatu, T. Nakamoto, N. Joko, N. Nomura, Y. Tsutsumi, S. Migita, H. Doi, S. Kurosu, A. Chiba, N. Wakabayashi, Y. Igarashi, and T. Hanawa
  • 雑誌名: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 巻: 21 ページ: 67-76
  • DOI: 10.1016/j.jmbbm.2013.01.021
  • 査読あり
• [学会発表] 生体用Co-Cr-Mo合金多孔体/ハイドロキシアパタイト複合材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山恭平, 園部道俊, 蘇亜拉図, 中本貴之, 木村貴広, 菊池圭子, 野村直之, 川崎 亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20131127-29
• [学会発表] レーザー積層造形法により作製した高クロム高窒素含有Co-Cr-Mo合金の疲労特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 蘇亜拉図, 中本貴之, 野村直之, 成田健吾, 仲井正昭, 謝 国強, 千葉晶彦, 新家光雄
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20131127-29
• [学会発表] 三次元積層造形法を用いて作製した生体用Co-Cr-Mo合金多孔体の組織観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 園部道俊, 大山恭平, 蘇亜拉図, 中本貴之, 木村貴広, 菊池圭子, 野村直之, 川崎 亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20131127-29
• [学会発表] レーザー積層造形法により作製した高クロム高窒素含有コバルトクロム合金の機械的性質におよぼす粉末製法の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村直之, 大山恭平, 園部道俊, 蘇亜拉図, 中本貴之, 木村貴広, 菊池圭子, 川崎 亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20131127-29
• [学会発表] 3次元積層造形法を用いた生体用Co-Cr-Mo合金多孔体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山恭平, 園部道俊, 蘇亜拉図, 中本貴之, 菊池圭子, 野村直之, 川崎 亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 20130527-29
• [学会発表] レーザー積層造形法により作製したコバルトクロム合金の組織と機械的特性におよぼす造形雰囲気の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村直之, 蘇亜拉図, 中本貴之, 堤 祐介, 土居 壽, 塙 隆夫
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20121120-22
• [学会発表] レーザー積層造形法により作製したコバルトクロム合金の機械的特性に及ぼす窒素添加の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 蘇亜拉図, 野村 直之, 高市 敦士, 中本貴之, 土居 壽, 堤 祐介, 黒須 信吾, 千葉 晶彦, 若林 則幸, 五十嵐 順正, 塙隆夫
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] レーザー積層造形法により作製したコバルトクロム合金の特性と課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村直之
  • 学会等名: 金属光造形複合加工医療機器フォーラム
  • 発表場所: (株)松浦製作所 東京フォーラムセンター
  • 年月日: 2012-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元積層造形法による医療用金属材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村直之
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会
  • 発表場所: 京都工繊大学
  • 年月日: 2012-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] レーザー積層造形法を用いた医療用金属材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村直之
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度秋季大会 (第108回講演大会)
  • 発表場所: 阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication and mechanical properties of porous Ti / HA composites for bone fixation devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Nomura, Yusuke Tsutsumi, Hisashi Doi, Equo Kobayashi, MasahiroKobayashi, Kyo-Han Kim, Takao Hanawa
  • 学会等名: 7th International Conference on Porous Metals and Metallic Foams (MetFoam2011)
  • 発表場所: BEXCO Busan (Korea)
  • 年月日: 2011-09-19