Development of dental titanium alloys with enhanced antibacterial property

增强抗菌性能的牙科钛合金的开发

基本信息

批准号：
21K09930
负责人：
高橋正敏
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和４年度は、Ti-Au、Ti-Cu、Ti-Pt、Ti-Nb合金を設計し、それら合金インゴットを試作した。Ti-Nb系の平衡状態図は全率固溶型、それ以外の系は共析型である。合金を熱間鍛造と熱間圧延し、板状に切り出して試料を作製した。その試料に真空熱処理による組織制御を行った。熱処理前後の金属組織を調べた。それら合金の制菌性を評価した。【合金の試作】設計した合金組成となるように各元素を秤量し、アルゴンアーク溶解炉を用いて合金インゴットを溶製した。【熱処理】板状試料を石英管に真空封入し、電気炉を用いて熱処理した。炉から取り出した後は水中急冷した。【金属組織評価】X線回折試験を行って試料表面の合金相を同定した。SEMで金属組織を観察した。【制菌性評価】バイオフィルム形成試験と抗菌試験を行った。【結果】共析型の合金には熱処理前に金属間化合物が多量に存在したが、熱処理により金属間化合物の量を制御することができた。1時間以上の熱処理で、概ねαチタン単相になった。Ti-Nb合金はα+βもしくはβ単相であった。いずれの合金も表面に形成されたバイオフィルム量はチタンより少なかった。表面粗さの低下が一因と考えられた。ただし、Ti-30%Nbの表面粗さはチタンより有意に大きかった。いずれの合金も抗菌性を示さなかったが、Ti-Cu合金の生菌数はチタンより少なかった。以上の結果から、Au，Pt，Nbはチタンに制菌性を与える添加元素として期待され、特にNbが有望であることが示唆された。

在2022年，设计了Ti-AU，Ti-Cu，Ti-Pt和Ti-NB合金，并将这些合金铸入量进行原型。 Ti-NB系统的平衡图是总速率实心溶液类型，而其他系统是共晶类型。合金被热锻造并进行了热滚动，然后切入盘子准备样品。通过真空热处理对试样进行组织控制。研究热处理之前和之后的金属结构。评估了这些合金的抗菌特性。 [合金的原型]称量每个元件以实现设计的合金组成，并使用Argon Arc熔融炉融化合金铸币套件。 [热处理]将板状样品真空密封在石英管中，并使用电炉处理。从炉子中取出后，它被水在水下淬灭。 [金属结构评估]进行了X射线衍射测试，以识别样品表面上的合金相。使用SEM观察到金理结构。 [抗菌评估]进行了生物膜形成测试和抗菌测试。 [结果]尽管在热处理前，共晶合金含有大量的金属间化合物，但金属间化合物的量可以通过热处理控制。热处理超过一个小时后，α-二硝基通常是单相。 Ti-Nb合金是α+β或β单相。两种合金表面形成的生物膜量小于钛的生物膜。一个因素被认为是由于表面粗糙度降低所致。但是，TI-30％Nb的表面粗糙度明显大于钛的表面粗糙度。尽管所有合金均未显示抗菌特性，但Ti-Cu合金的活细菌数量少于钛。上述结果表明，AU，PT和NB有望是添加元素，赋予钛抗菌特性，NB特别有前途。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ti-Au合金とTi-Cu合金のバイオフィルム形成抑制能

Ti-Au合金和Ti-Cu合金抑制生物膜形成的能力

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagashima T;Ninomiya T;Nakamura Y;Nishimura S;Ohashi A;Aoki J;Mizogguchi T;Tonogi M;Takahashi T;戸川元一，高橋正敏，高田雄京;高橋正敏，多田浩之，高田雄京
通讯作者：
高橋正敏，多田浩之，高田雄京

Grindability of Ti-Nb-Cu Alloys for Dental Machining Applications

用于牙科加工应用的 Ti-Nb-Cu 合金的可磨削性

DOI：
10.3390/met12050861
发表时间：
2022
期刊：
Metals
影响因子：
2.9
作者：
Takahashi Masatoshi;Kikuchi Masafumi;Takada Yukyo
通讯作者：
Takada Yukyo

Ti-20%Ag-1~5%Cu合金鋳造体のバイオフィルム形成抑制能

Ti-20%Ag-1~5%Cu合金铸件生物膜抑制能力

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagashima T;Ninomiya T;Nakamura Y;Nishimura S;Ohashi A;Aoki J;Mizogguchi T;Tonogi M;Takahashi T;戸川元一，高橋正敏，高田雄京
通讯作者：
戸川元一，高橋正敏，高田雄京

Ti-Pt合金とTi-Nb合金のバイオフィルム形成抑制能

Ti-Pt合金和Ti-Nb合金抑制生物膜形成的能力

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizuno Kai;Boschetto Francesco;Yamamoto Kenta;Honma Taigi;Miyamoto Nao;Adachi Tetsuya;Kanamura Narisato;Yamamoto Toshiro;Wenliang Zhu;Marin Elia;Pezzotti Giuseppe;高田雄京，多田浩之，高橋正敏
通讯作者：
高田雄京，多田浩之，高橋正敏

Ti-20%Ag-1~5%Cu合金鋳造体の機械的性質

Ti-20%Ag-1~5%Cu合金铸件的力学性能