Functionalization of implant by bio-active coating with ion release and high bonding strength

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チタン製歯科インプラントの骨との迅速かつ強固な結合およびインプラント周囲炎予防を目的として、抗菌性元素含有生体内溶解性バイオアクティブガラスコーティングを試みた。コーティング膜として、骨適合性と生体内溶解性を有するSi-Ca-P-O系生体活性ガラスをベースとし、抗菌性元素(X=Ag, Cu, Zn)および溶解性制御元素(Ta)を添加したSi-Ca-P-O-Ta-X系生体活性ガラスに着目した。コーティング膜組成決定のために、ゾルゲル法にて元素添加生体活性ガラス粉末を合成した。ゾルゲル法による生体活性ガラスへのTa添加方法を確立し、Agとの共添加ガラス作製可能組成を明らかした。コーティングプロセスとしては、ゾルゲル・ディップコーティング法を用いた。本プロセスは安価で簡便にガラスやセラミックスコーティング膜を作製できるものの、基板との密着力が低いことが知られている。そこで、基板であるチタンをNaOH処理により活性化し、中間層を作製することで、基板と化学的に結合した生体活性ガラスコーティング膜作製を試みた。ゾル組成、ディップコーティング条件を制御することで、膜厚1マイクロメートルのコーティング膜を作製することができた。密着力も生体用コーティング膜に必要な15 MPaを超える高さをした。一方、基板面内での膜厚不均一性、添加元素とチタン基板との反応による深さ方向の不均一性といった問題点も明らかになった。今後は、上記課題を克服するコーティングプロセスを検討し、擬似体液浸漬試験における溶解性評価および大腸菌を用いた抗菌性評価を行っていく。スパッタリング法による生体活性ガラス膜作製についても検討し、CuおよびZn添加ガラスを作製することができた。こちらについても、擬似体液浸漬試験による抗菌性発現元素の溶解性および抗菌性を評価する。