SAM処理チタンインプラントの炭酸含有アパタイト化学沈着コーティング法の創製

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チタンインプラントにバイオミメティック法を駆使し、生体適合性に優る炭酸含有アパタイトをコーティングする手法を確立することを目的とした。チタン基盤表面にOH基を導入(VUV照射および過酸化水素/濃硫酸処理)し、その後ビニルトリメトキシシランを単分子成膜(自己組織化単分子膜、SAM)した。次にSAM末端基に暴露しスルホ基を導入したものを準安定リン酸カルシウム溶液(炭酸イオン(0〜60mM)を含む)に浸漬して、成膜表面に炭酸含有アパタイト(CA)を化学沈着した。浸漬溶液に炭酸イオンが添加されると、その量に比例してコーティング層は均一となり、コーティング層はより微細な結晶で構成されることがSEMおよびEPMA観察で確認できた。37℃の浸漬で1日、長くとも2日後にはX線回折で析出相が確認でき、一回反射型FTIRにより炭酸基由来の吸収ピークも確認できた。60mM炭酸イオンを含有する準安定リン酸カルシウム溶液に2日間浸漬して得たCAコーティング層の厚さは、X線光電子分光によるアルゴンエッチングでは測定不可能なほどの厚さで、Csイオンビームによるクレーター形成後のエッジ部解析により約1,200nm程度となることが判った。この被膜層ではカルシウム、リン、炭素の分布は極めて一様で、炭酸含有アパタイトが厚さ方向に関しても均一にコーティングされていることが確認できた。