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生体用Co-Cr-Mo合金の耐食性・生体適合性に及ぼす塑性変形の影響と機構解明

塑性变形对生物用Co-Cr-Mo合金耐蚀性和生物相容性的机理及影响

基本信息

批准号：
20K15065
负责人：
森真奈美
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sendai National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、人工股関節や脊椎固定ロッド等に用いられる生体用Co-Cr-Mo合金の耐食性と生体適合性に及ぼす塑性加工の影響を定量的な組織解析を基に明らかにし、長期間の使用に耐え得る高い信頼性を得るための指針を確立することを目的としている。2022年度は、2020年度に作製した微量の窒素を添加してfcc構造のγ相を安定化させたCo-28Cr-6Mo (mass%)合金を異なる条件にて熱間溝ロール圧延及び冷間スウェージ加工を行い、EBSD及び中性子回折を用いた定量組織解析を行った。中性子回折測定はJ-PARCのiMATERIA (BL20)にて実施し、回折データから相分率と結晶方位分布をRietveld Texture解析、転位密度をConvolutional Multiple Whole Profile (CMWP)法によるラインプロファイル解析によりそれぞれ定量化した。さらに、作製した試料を基板として用いて骨芽細胞を用いた細胞培養試験により生体適合性の評価を行った。その結果、冷間加工により細胞特性が向上することが示唆され、集合組織及び加工誘起マルテンサイト変態の影響が示唆された。また、微量に添加したZrにより細胞の基板への密着性が向上することを確認した。一方、熱間溝ロール圧延では結晶粒微細化及び転位密度の増加が起こるが、細胞特性への影響は見られなかった。以上より、組織と当該合金のOsseointegrationの関係が明らかになり、材料開発に有用な知見を得ることができた。

This study では section, artificial masato や spinal fixation ロッドいに in られる living body use Co - Cr - Mo alloy の feeding raw と body fit に and resistant ぼす plastic processing の affect を quantitative analytical をな organization base に Ming らかにし, long-term use のにえる high resistance between い believed to る頼 sex をための pointer を establish することを purpose としている. In 2022 た and 2020 に, a trace amount of <s:1> nitrine を was prepared and <s:1> てfcc was added to construct the <s:1> γ phase を for を stabilization of させたCo-28Cr-6Mo (mass %) alloy を different なる conditions にて between thermal groove ロール圧 extension び cold room スウェージ processing line をい, EBSD and temper in び inflexion を with いた quantitative analytical を line organization った. Determination of the intermediate nature of Rietveld by にて J-PARC <s:1> iMATERIA (BL20)にて implementation <e:1>, rietveld デタタら phase division rate と crystal orientation distribution をRietveld Texture analysis, 転 locus density をConvolutional Multiple Whole Profile The (CMWP) method によるラによるラプロファプロファプロファプロファた analysis によそれぞれ quantification たた. さらに, cropping した sample を substrate として in いて bone を bud cells with いた cell culture test により raw body fit の review 価を line った. その results, cold room processing により cell features が upward することが in stopping され, collection, organization and び processing induced マルテンサイト - state の influence が in stopping された. また, trace に add した Zr により cells の substrate への indiscrete sex が upward することを confirm した. Side and heat between the groove ロール圧 delay では crystals and ultra-micronization model.the び planning a density の rights and an がこるが, cell features への influence は see られなかった. Above より, organization と when the alloy の Osseointegration の masato が and Ming らかになり, material 発にな useful knowledge を must ることができた.