寿命制御による骨再生スカフォールド用生分解性樹脂複合材料の高機能化

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360050
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 北條 正樹 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (70252492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安達 泰治 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40243323) ; 田中 基嗣 金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (30346085) ; 西野 孝 神戸大学, 工学部, 教授 (40180624)
• Keywords: 機械材料・材料力学 / 複合材料・物性 / 構造・機能材料 / 生分解性樹脂 / 組織再生工学 / Hap / ポリ乳酸 / スカフォールド

Research Abstract

本研究では,骨再生用の3次元多孔構造スカフォールドに最適なHAp/生分解性脂複合材料を開発するとともに,3次元多孔構造の直接造形法を開発することを目的としている.本年度の成果は次のように要約される.
1)生分解性樹脂として,医用グレードのポリ乳酸(PLLA)を選択した.分子量は約20万とした.
2)HAp粒子については,牛骨由来のものを選択した.粒子の直径は約0.1μm,アスペクト比はほぼ1で,数十μm程度の凝集体を形成する傾向にあった.
3)HApとPLLAの界面接着は通常では極めて弱いことが報告されているため,多糖類のペクチンおよびキトサンによる表面修飾を検討した.
4)HAp/PLLA複合材料の製造に関しては,再沈殿法用いた.材料を氷水等に入れて急冷することにより,PLLAの結晶化度を10%以下に制御した.厚さ約05mmのフィルム上の材料を製造した.HApの体積含有率に関しては,9%および20%とした.
5)力学特性の評価に関して,均一な厚さの資料を得ることが可能な面積が小さかったため,曲げ試験により弾性率,強度を評価した.弾性率に関してはHApの含有率増加に比例して増加したが,理論値よりは小さかった.強度に関しては表面修飾の影響が非常に大きく,未修飾のHApを用いた場合含有率20%で強度が母材と比べ約20%低下するとともに破断ひずみが著しく低下した.これに対して,表面修飾した材料では母材の強度を維持するとともに,破断伸びも低下しなかった.このように,表面修飾によって強度特性が著しく改善された.

Research Products

• [Journal Article] Effects of spatial distribution of defects on bending deformation and critical current in Bi2223/Ag superconducting composite tapes (2007)
  • Author(s): Hojo, M., Nakamura, M., Tanaka, M., Adachi, T., Sugano, M., Ochiai, S. and Osamura, K.
  • Journal Title: Materials Science Forum 539-543 Pages: 739-744
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct measurement of mechanical properties of Bi2223 filament using Ag alloy removed tape (2007)
  • Author(s): Hojo, M., Hashimoto, M., Tanaka, M., Adachi, T., Sugano, M., Ochiai, S. and Osamura, K.
  • Journal Title: Physica C 463-465 Pages: 863-866
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental determination of the true epoxy resin strength using micro-scaled specimens (2007)
  • Author(s): Hobbiebrunken, T., Fiedler, B., Hojo, M. and Tanaka, M.
  • Journal Title: Composites Part A 38 Pages: 814-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト大腿骨近位部海綿骨の骨梁リモデリングシミュレーション (2007)
  • Author(s): 安達泰治, 鈴木優介, 坪田健一, 北條正樹
  • Journal Title: 日本骨形態計測学会雑誌 17 Pages: 15-20
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Effect of fiber array irregularities on microscopic interfacial normal stress state of transversly loaded UD-CFRP from viewpoint of fracture initiation (2007)
  • Author(s): Hojo, M., Mizuno, M., Hobbiebrunken, T., Tanaka, M. and Adachi, T.
  • Organizer: 8th Seminar on Experimental Techniques and Design in Composite Materials
  • Place of Presentation: Italy
  • Year and Date: 20071003-06
• [Presentation] Mode I Fatigue Delamination of Zanchor Reinforced CF/Epoxy Laminates (2007)
  • Author(s): Hojo M, Nakashima K, Tanaka M, Adachi T, Kusaka T, Fukuoka T,
  • Organizer: Fourth International Conference on Fatigue of Composites (ICFC4)
  • Place of Presentation: Germany
  • Year and Date: 20070926-28
• [Remarks]
  • URL: http://ams.me.kyoto-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 三次元製織装置および三次元製織方法 (2007)
  • Inventor(s): 北條, 安達, 日和, 馬場, 井上, 井元, 田中
  • Industrial Property Rights Holder: JST, 京大学, 神大, NIRO, アルブラスト, 井元製作所
  • Industrial Property Number: 国際特許WO 2008/018438 AI
  • Filing Date: 2007-08-07
  • Overseas