2015 Fiscal Year Annual Research Report
Ti-Mo-Sn-Zr超弾性形状記憶合金の臨床応用実現に向けた医工学的検討
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15H06049
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
布目 祥子 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (60758184)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体適合性 / ニッケルフリー / 生体材料 / 形状記憶合金 / 超弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、超弾性と形状記憶という特性があり、さらには形状回復温度を体温付近に設定できるため生体内での使用が可能であり、卓越した医療用生体材料として多岐にわたって利用されて、その使用領域は今なお拡大している。しかしながら、ニッケルを含有することに起因するアレルギー性・発癌性が懸念されており、その生体安全性については疑問視されている。そこで本研究ではニッケルなどの生体為害性の高い元素を含まず、生体材料としての実績があり、生体安全性の高い金属元素から構成される新しい超弾性形状記憶合金を開発し、新合金の臨床応用実現へ向け、医工学的手法を用いて、多角的に検討を行うことを目的とした。
開発した4元系合金Ti-Mo-Sn-Zrは、この組成において世界で初めて超弾性を示すことに成功した。そして、比較対照として一般的なインプラント材料として使用されている純チタンを用いて、同等もしくはそれ以上の生体安全性を有することを明らかにする。
本合金について、まずin vitroの生体適合性を明らかにするために、細胞増殖・細胞毒性・細胞代謝活性・細胞周期の評価を実施した。研究成果については学術誌にて公表した。(Nunome et al. J of Biomater Appl. 2015)
現在はさらなる評価として、材料特性評価である耐食性試験、3点曲試験、引張試験、疲労試験の実施を進めている。それに続け、in vivoの評価としての埋植試験による炎症領域による評価・皮膚感作試験にて感作性の有無の評価を行い、新合金の臨床的有用性検討として動物実験モデルによる歯の移動実験を予定している。
得られる成果は、材料特性を活用した全く新しい概念の治療機器や治療方法の開発につながる可能性もあり、その臨床的意義は極めて大きいと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
現在までの状況として、平成27年度の研究計画予定である材料特性評価のひとつの耐食性試験を進めている段階である。
しかしながら、平成27年度では材料特性評価である「耐食性評価」・「機械的特性評価」・「疲労特性評価」３本柱のうちの１つしか取り組めておらず、研究の進捗状況としては遅れてしまっているのが現状である。
原因としては、耐食性実験としてアノード分極試験に取り組んではいるが、実験手技が安定せず、他分野の専門の方にも相談して再考を重ね、実験を継続しているが、結果として時間を要することとなってしまった。
また、実験にあたってパイロット実験として、試料の形態などをいくつか試して、手技習得を進めていたため、それもまた進捗状況を遅らせる形となってしまった。
研究従事の観点としては、日常において臨床と研究の両分野に取り組んではいるが、研究へ充てる時間も十分確保できてないとも考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、耐食性試験の方法について実験手技を安定および確立させ、耐食性評価の結果を確実にまとめることを第一とする。
それが終了後、「機械的特性評価」として3点曲試験(材料の曲げに対する強さおよび変形の評価)や引張試験(材料強度の測定)、「疲労特性評価」として疲労試験(JIS T 0309にそって、繰り返しかかる応力による破壊亀裂の進行速度をS-N曲線を算出し、評価する)を進めることで本合金についての材料特性評価を完成させることを平成28年度の目標とする。
その区切りとして、いったん研究成果を論文として学術誌に発表し、新合金の有用性を材料学的観点から明らかにする。
それぞれの評価項目において、実験の進捗が難航した場合には、専門分野の先生への相談を適宜依頼し、停滞期間を少しでも短くするように努めていきたい。
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Research Products
(1 results)
