2016 Fiscal Year Research-status Report
原子層堆積処理をした生体移植用材料のin vitroおよびin vivo評価
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16K11666
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
林 達秀 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (70367621)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 原子層堆積（ALD） / 電子ビーム粉末積層造形（EBM） / in vitro |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子層堆積（Atomic Layer Deposition；ALD）は,材料上に超薄膜を生成可能にする技術である．
本研究プロジェクトにおいてまず，電子ビーム粉末積層造型法(Electron Beam Melting；EBM)により作製した純チタンディスク（Tiディスク）上に原子層堆積（ALD）装置によるジルコニア（ZrO2）の成膜を行った．（設定成膜厚＝50 nm）
まずはTiディスク上の成膜の様子を走査型電子顕微鏡（SEM）にて観察したが，均一の厚さに成膜されているのが確認できたのと，さらに，少し入り組んだ部位にも同様に成膜されることが確認できた．次に成膜状態を詳細に検討するためにエックス線光電子分光法（XPS）による分析を行った．分析範囲（100 μm）内でTiは検出されなかったことからもZrO2による成膜がなされていることが元素レベルで確認できた．さらに，その表面状態を分析した結果，ZrはZrOとZrO2の2つの状態で存在していることが分かり，その比率は約1:4であった．
また，Arイオンスパッタリング（スパッタレート：4nm/min）により成膜厚について検討したところ，Tiはスパッタ時間６分以降から検出され、ZrとTiの組成が逆転するスパッタ時間は約18分であったことから，ZrO2の成膜圧は約72nmであり，これは設定した膜厚よりも20 nmほど厚いことが分かった．一方，SEMにおいて純チタンとZrO2の間に異なる層が見られたが，同様に元素分析を行った結果，それはTiO2であることが分かり，30 nm程度の厚さであった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ALDによる成膜はALDジャパンに委託しているが，装置が不調で，設定通り（50 nm）の成膜厚になっていないことが分かった．これはコンプレッサーの容量不足が原因でなないかと考えている．近々 コンプレッサーを取り替えて成膜する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは設定通りの成膜厚になるようにする．また成膜後，ZrO2膜上に最大100 nm程度の粒子が多数見られるので,それが何であるかを分析し,生成される原因を突き止めたい．
造形直後の純チタンディスクの平均線中心粗さは8.834μmであり,250μm程度の凹凸が無数にある．この凹凸は細胞の生着・増殖に特に影響しないことが既に分かっているので,成膜前にバレル研磨を行いこの可及的に凹凸を除去する．その後,ZrO2成膜をした純チタンディスク上でマウス線維芽細胞（L929）を培養し,その生着・増殖の様子を観察する予定である．
さらに,成膜厚の違いが細胞の生着・増殖に影響を与えるか否かを検討する．
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| Causes of Carryover |
平成28年度中に英文校正を依頼する予定でいたが,論文執筆が間に合わなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文執筆が完了次第 英文校正を依頼する予定でいる．
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