Development of dental titanium alloys with enhanced antibacterial property

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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。