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2014 年度 実施状況報告書

生体吸収性Mg合金のための耐局部腐食性アパタイト-生分解性高分子複合被膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420742
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

廣本 祥子  独立行政法人物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, MANA研究者 (00343880)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードマグネシウム / 水酸アパタイト / リン酸カルシウム / 生分解性高分子 / 複合化 / 耐食被膜 / 疑似体液 / 腐食
研究実績の概要

Mg合金表面に、H25年度に探索した親水性・生分解性高分子(HPpolym)と水酸アパタイト(HAp)との複合被膜を作製し、細胞培養液中への浸漬試験を行った。比較として、Hppolymのみ被覆したMg合金の浸漬試験を行った。複合被膜によりMg合金の腐食は抑制されたが、HApのみ被膜およびHPpolymのみ被膜の腐食抑制効果の方が大きかった。さらに、HPpolymのみ被覆Mg合金の方が糸状腐食(局部腐食)の発生が抑制されていた。Hppolym被覆後にHAp被覆をすると、HAp被膜に欠陥を生じやすくなる可能性が示唆された。そこで、HAp被覆後にHPpolym被覆を行い、0.9% NaCl中への浸漬試験を行ったところ、HApのみ被膜よりも高い耐食性を示した。HApは親水性無機化合物のため、HPpolymとの親和性が高いと考えられる。このため、HPpolymによりHAp被膜の欠陥を封孔することができたと考えられる。

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

本研究で当初に水酸アパタイト(HAp)との複合化を予定していた生分解性高分子のポリ乳酸(PLLA)およびポリカプロラクトン(PCL)は、HAp被膜との付着性が不良で、均一な複合被膜を得ることができなかった。このため、これら以外の生分解性高分子を探索し、HApとの複合化を試みたが、高分子→無機被膜の順の複合化では期待した耐食性を得られなかった。そこで、複合化の方法を検討し、無機→高分子被膜の順に複合化することが有効であることを見出した。このように、複合化する高分子の種類や複合化方法での試行錯誤を予定外に行ったため、達成度にやや遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

H26年度に見出した複合化の方法で作製した生分解性高分子-水酸アパタイト複合被覆Mg合金の、基材の変形などにより生じた被膜の欠陥(き裂・剥離)が被膜の保護性に及ぼす影響を検討する。被覆表面に傷を付ける、または被覆合金に引っ張り変形などで一定の歪みを与え、疑似体液中での腐食試験を行う。

次年度使用額が生じた理由

H26年度に、予定していた複合被覆Mg合金の引っ張り試験まで到達できなかった。また、別予算で購入できた引っ張り試験機本体に、本研究で使用する治具などの購入をH27年度に延期した。

次年度使用額の使用計画

H27年度に、既存の引っ張り試験機の制御ソフトや試験片つかみ治具などを購入し、引っ張り変形を加えた試験片の疑似体液中への浸漬試験等により、被膜複合化による変形に対する被膜の腐食保護性の抵抗を検討する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Corrosion Behavior of Magnesium Alloys for Biomedical Use2014

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 雑誌名

      Corrosion Engineering

      巻: 63 ページ: 294-302

    • DOI

      10.3103/S0892422814060044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体用マグネシウム合金の腐食評価とリン酸カルシウム被覆による腐食抑制2014

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 64 ページ: 203-210

  • [雑誌論文] 生体用マグネシウム合金の腐食挙動2014

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 雑誌名

      材料と環境

      巻: 63 ページ: 371-377

    • 査読あり
  • [学会発表] 傷を付けたリン酸カルシウム被覆AZ31マグネシウム合金の腐食挙動2015

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 学会等名
      日本金属学会2015年春期講演大会 
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス, 東京
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] 生体用金属材料と表面処理2014

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 学会等名
      表面技術協会 秋季セミナー
    • 発表場所
      東京理科大学 森戸記念館 第一フォーラム室, 東京
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体用Mg-xCa合金の水酸アパタイトおよびリン酸八カルシウム被覆2014

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子, 花田幸太郎, 松崎邦男, 山崎智彦
    • 学会等名
      日本金属学会秋期(第155回)講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス, 名古屋
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [図書] Surface Modification of Magnesium and its Alloys for Biomedical Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hiromoto
    • 総ページ数
      59-80
    • 出版者
      Woodhead Publishing
  • [産業財産権] 医療用生体吸収性部材及びその製造方法2014

    • 発明者名
      廣本祥子
    • 権利者名
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-151229
    • 出願年月日
      2014-07-24

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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