レーザー光を用いた新しい手法による人体インプラント材料への高度生体親和性付与

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450301
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 中山 斌義 近畿大学, 理工学部, 教授 (60023313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 甲藤 正人 近畿大学, 理工学部, 講師 (80268466) ; 橋新 裕一 近畿大学, 理工学部, 講師 (90156266) ; 中田 淳一 近畿大学, 理工学部, 助教授 (80122076)
• Keywords: レーザーアブレーション / 表面改質 / セラミックス / ハイドロキシアパタイト / 生体親和性材料 / アルミナ / レーザー照射 / チタン

Research Abstract

本研究は生体硬組織代替材料として現在使用されているアルミナセラミックス(Al_2O_3)やチタン(Ti)の表面に、高生体親和性を持つハイドロキシアパタイト(HAp)層を形成することにより、生体親和性が高く、機械的強度に優れた複合材料の開発を目指すものである。本研究期間(平成13年度)に得られた知見は以下の通りである。
1.複合インプラント材料開発
(1)Al_2O_3上に結晶性の高いHAp層を形成する事が出来、これを疑似生体溶液に浸漬した時、試料表面に真性骨の形成がみられ、生体親和性の著しい向上を確認した。
(2)レーザー照射法を工夫することで、通常の方法ではAl_2O_3上の片面にしか出来ないHAp層を両面に形成することに成功し、実用化の目処がついた。
(3)新しいレーザー照射法(レーザーアシストレーザーアブレーション法)を開発し、Ti上にもHAp層を形成する事が出来た。
2.ターゲット材料のHApコーティング層に及ぼす効果
(1)アブレーションターゲットに3種類の結晶性の異なるHAp粉末材料(微小粒子凝集体、六角状結晶、板状結晶)を利用して成膜した。成膜直後のHAp層の結晶性には大きな違いは認められなかったが、二週間疑似生体液に漬けると板状結晶では他のものとは異なったHApの成長がみられた。
(2)アシストレーザーにArFレーザーを用いると良好なコーティング層が出来ることがわかった。

Research Products

• [Publications] T.Nakayama, M.Kuwata, T.Matsutani: "New hydroxyapatite coating method for biocompatible material"Chinese Journal of Lasers. B10Suppl.. VI1-VI6 (2001)
• [Publications] 甲藤正人, 中村昌弘, 田中俊治, 中山斌義: "レーザーアブレーション法によるHApコーティング層のターゲット材料効果"レーザー学会第289回研究会報告. RTM-01-29. 86-90 (2001)
• [Publications] 福見 俊夫(監修): "新編 光学材料ハンドブック(第1章5節分担執筆)"リアライズ社. 715(11) (2000)