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

通过具有离子释放和高粘合强度的生物活性涂层对植入物进行功能化

基本信息

批准号：
20H02448
负责人：
上田恭介
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

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。

The rapid development of anti-bacterial elements in dentistry and dentistry can strengthen the binding of anti-inflammatory substances. Anti-bacterial elements contain solubility in vivo. Si-Ca-P-O system biological activity is affected by the addition of antibacterial elements (X=Ag, Cu, Zn) and solubility controlling elements (Ta) to Si-Ca-P-O-Ta-X system biological activity. The composition of the film is determined by the element addition method. The method of Ta addition for biological activity was established, and the possible composition of Ag co-addition was clarified. The best way to get started is to get started. The present invention is simple and easy to manufacture, and the substrate has low density. The substrate is treated with NaOH for activation, the interlayer is prepared, and the substrate is chemically bonded to the substrate for activation. The film thickness is controlled by the film composition and the film temperature. The density of the membrane is 15 MPa. The problem of film thickness nonuniformity in one side and substrate surface, addition of elements, and nonuniformity in the reverse direction of the substrate is obvious. In the future, the problems mentioned above will be solved. The solubility evaluation of simulated body fluid immersion test and the antibacterial evaluation of Escherichia coli will be carried out. In the case of biological activity, Cu and Zn are added to the membrane. Evaluation of solubility and antibacterial properties of antibacterial developing elements in aqueous solutions and simulated body fluid immersion tests

项目成果

期刊论文数量（52）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Imperial College London(英国)

伦敦帝国理工学院（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

チタンの基礎と応用

钛的基础知识和应用

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
江口恭平;村上倫理;龍輝優;王斗艶;富田健太郎;浪平隆男;竹田修，岡部徹 (分担執筆)
通讯作者：
竹田修，岡部徹 (分担執筆)

Effect of carbon contents on the microstructure of Co-Cr-W-Ni alloys for stent applications

碳含量对支架用Co-Cr-W-Ni合金微观结构的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kyosuke Ueda;Sukma Suci Friandani;Takayuki Narushima
通讯作者：
Takayuki Narushima

Analysis of the Oxidation and Nitridation of Ti-17 (Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr) Alloys with Added Si under Atmospheric Heating

添加Si的Ti-17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)合金常压加热下的氧化和氮化分析

DOI：
10.2355/isijinternational.isijint-2022-053
发表时间：
2022
期刊：
ISIJ International
影响因子：
1.8
作者：
Narushima Takayuki;Suzuki Satoshi;Ueda Kyosuke;Bhattacharya Somesh Kr.;Sahara Ryoji
通讯作者：
Sahara Ryoji

Fabrication of Ag and Ta co-doped amorphous calcium phosphate coating films by radiofrequency magnetron sputtering and their antibacterial activity