Development of calcium phosphate cement which can be formed easily with 3D-Printer

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K11626
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Prosthodontics/ Dental materials science and
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KAWANO Fumiaki 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60195120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浜田 賢一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (00301317) ; 篠原 千尋 徳島文理大学, 保健福祉学部, 准教授 (50332820)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: リン酸カルシウムセメント / ジルコニア / ボールミリング / 間接引張り強さ / 圧縮強さ / 3Dプリンター / ゲル化剤

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop new Calcium Phosphate Cement(CPC) with high strength and excellent bone affinity, and easy to form in 3 D printer. This modified CPC has an advantage of CPC such as excellent biocompatibility.
The strength of CPC was improved using zirconia powder and fibers. As a result, the addition of the zirconia fiber to CPC powders did not affect the indirect tensile strength. On the other hand, in the case of nano-sized (about 100 nanometer) zirconia powder, the content was significantly increased at 1% content. It was suggested that the strengthening could be achieved by adding nano-sized zirconia powder to CPC. When beta-TCP was mixed with NaH2PO4 and CaCl2 solutions to increase the viscosity, it became possible to make the shape to a height of about 5 mm. When the paste container can be enlarged to increase the continuous injection amount.

Free Research Field

歯科補綴学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

３Dプリンターの医療への応用は，CTとのリンクで手術部の模型や再生医療にも応用されている。リン酸カルシウムを用いたカスタムメイド人工骨の作製についても報告されているが，強度が低い点が問題である。そこで，ジルコニア粉末と繊維を用いてリン酸カルシウムセメント(CPC)の強度の向上を図った。その結果ナノサイズのジルコニア粉末を加えることにより、高強度化がはかれることが示唆された。また，ポロキサマーをゲル化剤として添加すれば，高さ約5 mmまで形状を維持した積層が可能であることが明らかとなった。