ナノ原料を用いた高速遠心成形法による超高強度高靭性アルミナ製長寿命人工関節の創製

利用纳米材料高速离心成型制造超高强度、高韧性、长寿命的氧化铝人工关节

• 批准号: 15650096
• 负责人: 田島 俊造
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hiroshima 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650096/
• 关键词: 人工関節; 股関節; 骨頭; 高速遠心成形; アルミナ; 金型; 中子; 高速遠心成形法; テフロン加工

本研究は,高強度高靱性アルミナを作製できる高速遠心成形法を人工股関節に適用しようとするもので,平成15年度に球形状の金型作製と成形技術の基礎実験を行い平成16年度には焼結体直径12mmの球体を作製した。この金型では成形体を離型する方法としてテフロンが有利なことを明らかにし,金型を上型・下型の上下2分割の設計で球状の成形体を取り出している。なお,金型表面の荒さをRmax数ミクロン以下に鏡面仕上することで仕上げ加工が最小限にできる表面荒さの成形体を得ている。平成17年度には高純度アルミナ超微粉(大明化学製タイミクロンTM-DAR,純度99.99%,粒径0.2μm)を超純水中に一次粒子まで完全分散し,中子を有する形状の金型を用いて成形・焼結を行った。この中子形状は人工股関節の骨頭下部に必要で大腿骨への接続用チタン製ステムの取付け部に相当する。成形体の離型において中子部の抵抗が大きく成形体の健全性に影響を与えるので樹脂製の中子なども検討したが,現状ではアルミ製金型の表面をテフロン処理する方法を使っている。その結果,焼結体寸法でφ22mmのステム連結部の孔形状を有する骨頭ボールの成形体を作製し,さらに1523K-7200secの焼結で相対密度99%の焼結体を得ることに成功した。本焼結体は,外観上の形状や寸法精度,表面荒さなどは他の成形法で不可能なレベルに到達しており,最終的な仕上げで必要とする寸法精度を確保すれば実用可能な状態に到達している。しかし,焼結体の密度や強度など特性の均一性の詳細な調査や耐摩耗性などの具体的な評価は今後の検討が必要な状況である。実用化に関するこれらの検討事項を含め,臼蓋ソケットの成形焼結法の確立による高速遠心成形法によるオールアルミナ製人工股関節の実用化には更に研究が必要である。

In this study, high-strength, high-speed, high-strength, high-speed, high-speed, The shape of the forming body of the metal type is divided into two parts, and the upper and lower parts of the metal type are designed to be divided into two parts, and the spherical forming body is designed to get out of the machine. The gold-shaped surface, the number of Rmax, the following, the surface, the forming, the surface, the shape, the surface, the forming, the surface, the surface, In Pingcheng 17, the ultra-fine powder (Daming chemical chemical powder powder TM-DAR, 99.99% temperature, 0.2 μ m particle size) is "primary particle", "completely dispersed", neutron "shape" gold type, "shaping", "line". The lower part of the artificial stock of the neutron shape, the lower part of the thigh bone, the thigh bone. The shape of the forming body, the shape, the neutron, the neutron, the shape, the surface, the surface. The results showed that the shape of the hole in the connection part of the φ 22mm test was successfully tested by the method of size, and the shape of the hole was successfully formed by the shape of the forming body, and the density of the phase was 99%. The results showed that the shape of the hole in the connection part of the connection was successfully tested by the method of size and size. According to the results of this system, the accuracy of the shape method, the surface shape method, the surface method, the shape method, the shape method, The density, the strength, the property, the uniformity, the friction resistance, the specific temperature, the strength, the uniformity, the strength, the uniformity, the strength, the strength, the uniformity, the strength, the uniformity, the wear and tear resistance. In order to improve the quality of the artificial stock, it is necessary to make sure that the method of high-speed cardioplasty is effective.