バイオアパタイトセラミックのin vitro生体活性機能と力学的強度

生物磷灰石陶瓷的体外生物活性功能和机械强度

• 批准号: 12750081
• 负责人: 久森 紀之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750081/
• 关键词: 生体材料; in vitro; ハイドロキシアパタイト; 生体活性材料; 力学特性; 破壊靭性; 生体環境; 微細構造; 生体活性機能; 力学的強度; 破壊靱性

本研究における研究目標は,現在人工骨で有力視されているアパタイトセラミックスの生体環境での生体活性機能により,その表面に反応生成するアパタイト層の析出過程を組織構造と結晶性をキーワードに生体活性機能の把握をテーマとした.アパタイトが析出した材料の力学的特性を破壊抵抗から明確にし,き裂などの損傷を自然治癒することも含めた複雑な生体環境における材料設計の考え方を提案した.主な成果内容は,以下の通りである.(1) アパタイトセラミックスの生体溶液濃度の異なったin vitro環境下でのアパタイト層の析出過程を連続観察することで,骨結合メカニズムを検証した.(2) これら析出反応メカニズムを材料と生体溶液との化学反応機構から明らかにした.(3) 環境溶液による組織構造の変化が力学特性へ及ぼす影響について明確にした.(4) き裂などの損傷を自然治癒することも含めた複雑な生体環境における材料設計の考え方を提案した.(5) 実際の生体内(in vivo)での破壊挙動とそのメカニズムについて明らかにした.(6) アパタイトの活性化機能を利用し,チタン合金などの金属材料表面にコーティングを施すことで骨結合可能なハイブリッドチタン合金の創製を提案した.今後の研究の展開は,実際に長期間埋め込むことを想定した歩行制御プログラムを導入した繰返し荷重付加によるin vitro疲労試験の実施および応力とアパタイト析出の関係について明らかにする.

The purpose of this study is to understand the biological activity function of artificial bone, the precipitation process of surface reaction layer, the structure and crystallinity of artificial bone. The mechanical properties of precipitation materials are clearly defined, and the damage caused by cracking is naturally healed. The main achievement content is, the following through. (1)The different concentrations of the organic solution in vitro were investigated to investigate the precipitation process of the organic layer in vitro. (2)The chemical reaction mechanism of the material and the biological solution is different from the chemical reaction mechanism. (3)The mechanical properties and effects of environmental solutions on tissue structure are clearly defined. (4)Natural healing of cracks and damages, including complex biological environment, materials design considerations and proposals. (5)In vivo, we can see the changes in the body. (6)A proposal for the creation of a bone-bonding alloy on the surface of a metal material by utilizing the activation function of the alloy Future research will be carried out in the long term, and the relationship between the load and the precipitation will be clarified.

项目成果

久森 紀之: "アルミナセラミックスの擬似生体環境における腐食挙動と力学特性の評価"材料試験技術. 46巻3号. 147-153 (2001)

Noriyuki Hisamori：“模拟生活环境中氧化铝陶瓷的腐蚀行为和机械性能的评估”材料测试技术，第 46 卷，第 3 期。147-153 (2001)。

久森紀之: "バイオセラミックのin vitro生体活性機能"日本材料学会マイクロマテリアルシンポジウム論文集. 1巻1号. 3-4 (2000)

Noriyuki Hisamori：“生物陶瓷的体外生物活性功能”日本材料学会微材料研讨会论文集，第 1 卷，第 1. 3-4 期（2000 年）。

Hisamori Noriyuki: "In Vitro Bioactive Functional of Bio Ceramics in a Simulated Body Fluid"The Society of Materials Science, Japan (JSMS) 50th ANNIVERSARY INTERNATIONAL SYMPOSIA ON MATERIALS SCIENCE FOR THE 21^<ST> CENTURY (ISMS-21). (掲載決定). (2001)

Hisamori Noriyuki：“模拟体液中生物陶瓷的体外生物活性功能”日本材料科学学会 (JSMS) 21^<ST> 世纪材料科学 50 周年国际研讨会 (ISMS-21)。 ）

久森 紀之: "In-situ visualization of bioactive functional of hydroxyapatite ceramics by AFM in a simulated body fluid"Tissue Engineering. 7巻5号. 635 (2001)

Noriyuki Hisamori：“通过 AFM 在模拟体液中对羟基磷灰石陶瓷的生物活性功能进行原位可视化”《组织工程》第 7 卷，第 5 期。635（2001 年）

Hisamori Noriyuki: "In Vitro Bioactive Functional and Fracture Strength of Biomaterial in a Simulated Body Fluid"10^<th> international congress of fracture. (CD-ROM). (2001)

Hisamori Noriyuki：“模拟体液中生物材料的体外生物活性功能和断裂强度”第 10 届国际断裂大会。