Development of dental titanium alloys with enhanced antibacterial property

增强抗菌性能的牙科钛合金的开发

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09930/
• 关键词: 制菌性; チタン合金; 組織制御; 金属組織; 熱処理; Ti-Ag合金; バイオフィルム; 歯科用合金; 歯科インプラント

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。

In the 4th year of Reiwa, Ti-Au, Ti-Cu, Ti-Pt, Ti-Nb alloy design and testing of Ti-Au, Ti-Cu, Ti-Nb alloy were carried out. Equilibrium state solid solution type of Ti-Nb system, and eutectoid type of other systems other than それ. The alloy is hot-forged and hot-pressure-extended, and the plate-shaped specimens are cut and produced. The sample was vacuum heat treated and the structure was controlled. The metal structure is adjusted before and after heat treatment. The bacteriostatic properties of それらAlloy are evaluated. 【Alloy Prototype】The alloy composition is designed and the elements are weighed and the alloy is dissolved in the melting furnace. [Heat treatment] The plate-shaped sample is sealed in a quartz tube under vacuum and heat treated in an electric furnace. After taking it out of the furnace, it is quickly cooled in water. [Evaluation of metal structure] The X-ray folding test is used to determine the alloy phase on the surface of the sample. SEM was used to examine the metal structure. [Evaluation of bacteriostatic properties] Hiroba Formation Test and Antibacterial Test 験を行った. [Results] The eutectoid alloy showed that there was a large amount of intermetallic compounds before heat treatment, and the amount of intermetallic compounds was reduced after heat treatment. Heat treatment for more than 1 period of time is not suitable for heat treatment. Ti-Nb alloy has a single phase of α+β. The surface of the いずれの alloy is formed by the されたバイオフィルムamount of はチタンより小なかった. The reason why the surface is rough is because it is low.ただし、Ti-30%Nbのsurface roughnessさはチタンよりmeaningに大きかった. The antibacterial properties of いずれの alloy are good, and the bacterial count of Ti-Cu alloy is low. The above results show that the antibacterial properties of Au, Pt, Nb and the addition of elements are expected, and the special Nb properties are promising.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 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

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

• 发表时间: 2022
• 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

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-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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2021
• 作者: 二宮禎;西村調;仮谷仁志;髙橋富久;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