無機高分子と生体吸収性有機高分子のハイブリッド化によるマシナブル骨代替材料の開発

通过无机聚合物和生物可吸收有机聚合物的杂化开发可加工骨替代材料

• 批准号: 15656162
• 负责人: 幸塚 広光
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656162/
• 关键词: 有機-無機複合体; ゾル-ゲル法; セルロース; シリカ; 人工骨; ヤング率; 曲げ強度; 有機無機複合体; 有機無機ハイブリッド; ポリビニルピロリドン

自然骨に近いヤング率と曲げ強度をもつ材料の実現を目指し、アセチルセルロース(AC)/シリカ複合体をゾルーゲル法によって作製した。Si(OCH_3)_4(TMOS)-AC-H_2O-HNO_3-THF-CH_3OC_2H_4OH溶液をゲル化させ、30-70℃の種々の温度で乾燥させ、複合体を得た。モノマー換算のモル比AC/TMOS=0.5及び1.0の溶液から作製した複合体においては、ACに富むマトリックス中にミクロンオーダーのシリカリッチの粒子が分散していることがわかった。一方、モル比AC/TMOS=2.0の溶液から作製した複合体では、ACリッチマトリックスとシリカリッチ粒子の界面が明瞭でなかった。AC/TMOS比にかかわらず、複合体はマシナビリティーを示し、電気ノコギリによって5mm×2mm×4.4mmの直方体の試片に成形することができた。成形した試片を用いて3点曲げ試験によって力学的性質を評価したところ、出発溶液中のAC/TMOS比の増加とともに塑性変形の程度と破断歪みは増大し、ヤング率と曲げ強度は減少した。ゲルを乾燥させる温度を高くするとヤング率と曲げ強度は増大した。AC/TMOS比と乾燥温度を変化させることによって、ヤング率1.8-3.9GPa、曲げ強度48-100MPaの複合体を作製することができた。

Natural bone close to the rate and bending strength of the material to achieve the purpose of the study, the development of a complex (AC)/separation method for the preparation of Si (OCH_3)_4 (TMOS)-AC-H_2O-HNO_3-THF-CH_3OC_2H_4OH solution was prepared by drying at 30 - 70 ℃. The solution of AC/TMOS = 0.5 and> 1.0 is dispersed in the complex. A solution with AC/TMOS = 2.0 is prepared from a complex with AC/TMOS = 2.0. AC/TMOS ratio is different, the composite is different, and the electric current is different, and the rectangular test piece of 5 mm × 2 mm × 4.4 mm is different. The mechanical properties of the specimen were evaluated by a three-point bending test, and the AC/TMOS ratio in the solution was increased, and the plastic deformation and fracture strength were increased. The temperature is high and the temperature is low. AC/TMOS ratio, drying temperature, temperature ratio 1.8 - 3.9GPa, bending strength 48 - 100MPa composite

项目成果

K.Tanaka, H.Kozuka: "Sol-gel preparation and mechanical properties of machinable cellulose/silica and polyvinylpyrrolidone/silica composites"J.Sol-Gel Sci.Techn.. 印刷中. (2004)

K.Tanaka、H.Kozuka：“可加工纤维素/二氧化硅和聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅复合材料的溶胶-凝胶制备和机械性能”J.Sol-Gel Sci.Techn.. 出版中（2004 年）。

Preparation of acetylcellulose/silica composites by sol-gel method and their mechanical properties

• DOI: 10.1007/s10853-005-4413-2
• 发表时间: 2005-10
• 期刊: Journal of Materials Science
• 影响因子: 4.5
• 作者: K. Tanaka;H. Kozuka