表面プラズモン共鳴法による潤滑面のその場観察と超低摩擦ナノ複合材料の創製

使用表面等离子体共振方法对润滑表面进行原位观察并创建超低摩擦纳米复合材料

• 批准号: 16656056
• 负责人: 池内 健
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656056/
• 关键词: 生体関節; エバネセント波; 水和潤滑; プラズモン共鳴; 金属石鹸; 起動摩擦; 摩擦係数; 表面ゲル; 潤滑; ステアリン酸カルシウム; ステアリン酸リチウム; 摩擦試験; 定常摩擦; 吸着; 関節軟骨

1.エバネセント波によってプリズムから100ナノメートル以内のコラーゲン線維密度を検出する技術を関節軟骨の摩擦試験における、その場観察に応用した結果、正常軟骨ではコラーゲン線維がプリズムに徐々に接近するのに対して、表面を拭った軟骨では、はじめから存在しており、酵素処理した軟骨では接近が妨げられることを明らかにした。2.軟骨が離れると短時間で水が表面層に吸収されるため、再び負荷されたときには摩擦が低く、界面におけるコラーゲン線維密度が低いが、時間の経過につれて摩擦係数とコラーゲン線維密度が徐々に高くなることを明らかにし、水和潤滑の基礎特性を明らかにした。3.表面プラズモン共鳴を利用して軟骨の摩擦試験中にコラーゲン線維とコンドロイチン硫酸を検出した。その結果、表面を拭った軟骨ではコラーゲン線維の密度が高いのに対して、コラーゲナーゼ処理した軟骨ではコンドロイチン硫酸の濃度が高かった。いずれの場合にも正常な軟骨より摩擦係数が高かったことから、水和潤滑において摩擦係数を低下させるためには、親水性高分子が表面に固定されていなければならないことが明らかになった。4.金属石鹸を混入したポリウレタンとポリエチレンを用いて流動パラフィン中で摩擦試験を行った結果、試験前に試料を潤滑剤に浸しておくと起動摩擦が低いことを明らかにした。また金属石鹸としてステアリン酸リチウムの方がステアリン酸カルシウムより摩擦の低下に有効であることを確かめた。5.金属石鹸の添加量が少ないと効果が少なく、多すぎると表面あらさが大きくなっていずれも摩擦係数が上昇することから、金属石鹸添加量の最適値がわかった。6.高分子材料に添加した金属石鹸は、境界潤滑剤として働き、起動摩擦を低下させるが、定常運転中にはほとんど効果が見られなかった。

1. The technique of detecting the linear density of articular cartilage within 100 km of the normal cartilage surface and the friction test results of field observation. The normal cartilage surface and the cartilage surface are close to each other. The enzyme process is very complicated. 2. Cartilage separation is short time, water surface layer absorption is low, load is low, friction is low, interface density is low, time is high, friction coefficient is high, water and lubrication basic characteristics are clear. 3. The surface resonance is used to detect the friction of cartilage. As a result, the surface of the cartilage was cleaned, and the density of the linear dimension of the cartilage was increased. In the case of normal cartilage, the friction coefficient is high, water and lubrication are low, and hydrophilic polymers are fixed on the surface. 4. The metal base is mixed into the fluid, and the friction test is performed before the fluid is mixed. The metal base has a low friction ratio. 5. The addition amount of metallic alkali increases the friction coefficient and the optimum addition amount of metallic alkali. 6. Polymer materials are added to the surface of the lubricant, starting friction is reduced, and steady operation is achieved.

项目成果

Experimental diagnosis of articular cartilage using one apparatus based on evanescent waves

基于倏逝波的一台装置对关节软骨的实验诊断

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本臨床バイオメカニクス学会誌 26
• 作者: Naka;M;H
• 通讯作者: H

Influence of proteoglycan contents and of tissue hydration on the frictional characteristics of articular cartilage

蛋白多糖含量和组织水化对关节软骨摩擦特性的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Pro.ImechE.Part : H 219
• 作者: Naka;M;H
• 通讯作者: H

再生軟骨の摩擦・摩耗特性

再生软骨的摩擦磨损特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本臨床バイオメカニクス学会誌 26
• 作者: Harada;Y.;山本浩司
• 通讯作者: 山本浩司

Evaluation of the effect of collagen network degradation on the frictional characteristics of articular cartilage using a simulataneous analysis of the contact condition

通过接触条件的同步分析评估胶原网络降解对关节软骨摩擦特性的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Clinical Biomechanics 20
• 作者: Naka;M;H
• 通讯作者: H

Effect of loadong and joint immomilization for spontaneous repair of osteochondral defect in the knees of weightless (tail suspension) rats

Loadong联合关节固定对失重（悬尾）大鼠膝部骨软骨缺损自发修复的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Orthopedic Science 10
• 作者: Harada;Y.
• 通讯作者: Y.