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2014 年度 実施状況報告書

新生骨置換を促進するリン酸三カルシウム系セラミック材料の開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 25350554
研究機関千葉工業大学

研究代表者

橋本 和明  千葉工業大学, 工学部, 教授 (90255159)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオセラミックス / β型リン酸三カルシウム / 生体吸収性材料 / 置換固溶体 / 生体必須元素
研究実績の概要

現在,インプラント材料として骨吸収性を有して生体骨と早期に置換するセラミック系骨代替材料が注目されて,このような性質をもつ中心にβ型結晶構造のTCPセラミックスが位置づけられている。本申請のポイントは,生体の必須元素を用いてβ-TCPの新たな固溶体を形成させ,β-TCPの生体内崩壊性と材料強度を制御し,インプラントとして使用する際に生体内で材料の再骨折や過大な吸収等が起こらない材料設計をすることである。平成26年度では,初年度にその固溶体の形成や焼結体の調製法等を明らかにしたものについて,さらにリートベルト法等を用いて結晶化学的考察を中心に検討した。たとえば,Si固溶リン酸三カルシウムのSiの固溶位置をリートベルト解析して検討し,β-TCP構造中へのSiイオンのメカニズムを明らかにした。また,V固溶リン酸三カルシウムのVの価数の違いによる固溶位置の違いについてもリートベルト解析して解明し,Vの価数の違いによる固溶体の物性に与える影響を明らかにした。さらに平成26年度では,あらたにポリマーフォームを鋳型とした連通孔を有するβ型リン酸三カルシウム多孔体の調製やβ型リン酸三カルシウムとその固溶との二相混合焼結体の作製と評価についても明らかにした。

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

平成25年度から2年間申請研究を進めているが,おおむね順調に進展している。初年度(平成25年度)にはβ-TCP構造中のPイオン位置にS(硫黄)イオン,Si(ケイ素)イオンおよびV(バナジウム)イオンを固溶させることができ,その単一相の緻密焼結体の製法までは明らかにした。二年目(平成26年度)はこれらのイオンの固溶のメカニズムをリートベルト法で解析し,想定していた置換メカニズムを確かなものにした。さらに,単一相の緻密な焼結体だけではなく,予定どおり,連通孔を有する多孔体の調製やβ-TCPとその固溶体の二相混合焼結体の作製にまで成功した。一方,初年度同様にマウス等の細胞を用いたin vitro評価についての進行は少し遅くなっている。

今後の研究の推進方策

平成27年度は,申請研究の最終年度なのでこれまでの研究の総括的な研究を行う予定である。これまでの2年間の研究成果をさらにこの一年でブラッシュアップして論文として投稿していく。また,これまで少し遅れていたマウス等の細胞を用いたin vitro評価や材料の溶解性評価については遅れた分を取り戻すように加速して研究する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] CONTROL OF BETA-TRICALCIUM PHOSPHATE BIOMATERIAL PROPERTIES BY METAL-ION-SUBSTITUTION2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Hashimoto,Naoyuki Matsumoto, Hirobumi Shibata
    • 雑誌名

      Phosphorus Research Bulletin

      巻: 29 ページ: 21-30

    • DOI

      http://doi.org/10.3363/prb.29.21

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バイオセラミックスの組成制御による高機能化2014

    • 著者名/発表者名
      橋本和明
    • 雑誌名

      PHOSPHORUS LETTER

      巻: 81 ページ: 40-50

  • [学会発表] ケイ素固溶β型リン酸三カルシウム焼結体の評価2014

    • 著者名/発表者名
      富澤延行,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      日本セラミックス協会生体関連材料部会第18回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学 Iーsite なんば(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-12-05
  • [学会発表] β型リン酸三カルシウムとその固溶との二相混合焼結体の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡部いくほ,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      日本セラミックス協会生体関連材料部会第18回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学 Iーsite なんば(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-12-05
  • [学会発表] ポリマーフォームを鋳型とした連通孔を有するβ型リン酸三カルシウム多孔体の調製2014

    • 著者名/発表者名
      玉川繁孝,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      日本セラミックス協会生体関連材料部会第18回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学 Iーsite なんば(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-12-05
  • [学会発表] バナジウムイオンを固溶させたβ型リン酸三カルシウム固溶体の物性に及ぼすバナジウムの価数の影響2014

    • 著者名/発表者名
      関口康剛,井上博貴,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      無機マテリアル学会,第129回学術講演会
    • 発表場所
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [学会発表] β型リン酸三カルシウムへのケイ素固溶とその焼結体の物性評価2014

    • 著者名/発表者名
      富澤延行,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      日本無機リン化学会 第24回無機リン化学討論会
    • 発表場所
      高知会館(高知県高知市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
  • [学会発表] β型リン酸三カルシウム固溶焼結体の物性にバナジウムイオンの価数が与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      橋本和明,関口康剛,柴田裕史,井上博貴,松本尚之,三橋弘幸,石川雅文,目黒 嵩,福山茂雄,関あずさ
    • 学会等名
      日本無機リン化学会 第24回無機リン化学討論会
    • 発表場所
      高知会館(高知県高知市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
  • [学会発表] ウレタンフォームを鋳型とした連通孔を有するβ型リン酸三カルシウム多孔体の調製2014

    • 著者名/発表者名
      玉川繁孝,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      無機マテリアル学会,第128回学術講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部 駿河台校舎 1号館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
  • [学会発表] β型リン酸三カルシウムとナトリウム固溶β型リン酸三カルシウムとの二相混合焼結体の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡部いくほ,柴田裕史,橋本和明
    • 学会等名
      無機マテリアル学会,第128回学術講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部 駿河台校舎 1号館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
  • [図書] 「抗菌・抗ウィルス材料の開発・評価と加工技術」2014

    • 著者名/発表者名
      橋本和明
    • 総ページ数
      146-153
    • 出版者
      (株)技術情報協会

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公開日: 2016-05-27  

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