医療機器の高剛性化およびMRI対応を目指したモリブデン系バイオマテリアルの創製

创建钼基生物材料，旨在提高医疗设备的刚性并使其与 MRI 兼容

• 批准号: 26820310
• 负责人: 成田 健吾
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26820310/
• 关键词: モリブデン合金; 生体用金属材料; 疲労特性; ヤング率; 磁化率; MRI対応

本研究では、高剛性および低磁化率を示すモリブデン(Mo)系バイオマテリアルの創製を目指して、Mo系合金を作製しその物理特性および力学的特性を評価する。平成26年度は、粉末冶金法により作製したMoおよびMo-0.5 Ti-0.1Zr合金を準備した。また、アーク溶解方によりTi-（25-40）Mo合金を準備した。これらの材料に対して、（１）剛性の評価となるヤング率測定、（２）磁性の評価となる磁化率測定、および（３）機械的安全性評価となる引張試験、疲労試験を実施した。（１）ヤング率測定の結果、MoおよびMo-0.5Ti-0.1Zr合金は、Ti-6Al-4V ELI合金の３倍近く高いヤング率を示すことが分かった。また、Ti-(25-40)Moでは、Mo添加量の増加に伴ってヤング率が高くなることがわかった。最も高いヤング率を示したTi-40Moのヤング率は、Ti-6Al-4V ELI合金のそれを上回ることがわかった。（２）磁化率測定の結果、MoおよびMo-0.5Ti-0.1Zr合金は、従来製バイオマテリアルであるTi-6Al-4V ELI合金の３分の１以下の低磁化率を示すことが分かった。Ti-(25-40 mass %)Moでは、Mo添加量の増加に伴って磁化率が低くなることがわかった。しかし、最も低いヤング率を示したTi-40Moの磁化率は、Ti-6Al-4V ELI合金のそれよりも若干高い値を示した。（３）引張試験の結果、MoにTiおよびZrを微量添加することによって、引張強さおよび伸びともに上昇することがわかった。Ti-(25-40)Moでは、Mo添加量の増加に伴って引張強さが上昇し、伸びが減少することがわかった。Ti-40Moは極めて脆性であり、弾性変形域で破断する結果となった。疲労試験の結果、Mo-0.5Ti-0.1Zr合金の疲労強度は極めて優れることがわかった。

In this study, the high rigidity and low magnetic susceptibility of Mo alloy were demonstrated. The physical and mechanical properties of Mo alloy were evaluated. Preparation of Mo-0.5Ti-0.1Zr alloy by powder metallurgy method in Heisei 26 Ti-(25-40) Mo alloy is prepared by dissolving Ti-(25-40) Mo alloy. (1) Evaluation of rigidity, measurement of magnetic susceptibility, evaluation of mechanical safety, tension test and fatigue test. (1) The results of the measurement of the yield of Mo-0.5Ti-0.1Zr alloy and Ti-6Al-4V ELI alloy show that the yield of Mo-0.5Ti-0.1Zr alloy is 3 times higher than that of Ti-6Al-4V ELI alloy. Ti-(25-40)Mo-Mo The highest production rate has been achieved for Ti-40Mo, and the highest production rate for Ti-6Al-4V ELI alloy has been achieved for the last time. (2) The results of magnetic susceptibility measurement show that Mo-0.5Ti-0.1Zr alloy has a low magnetic susceptibility of less than 3 minutes for Ti-6Al-4V ELI alloy. Ti-(25-40 mass %)Mo, Mo addition amount increases, magnetic susceptibility decreases. The lowest magnetic susceptibility of Ti-40Mo and Ti-6Al-4V ELI alloys are shown. (3) The results of the tensile test show that Mo and Zr are added in a small amount, and the tensile strength is increased. Ti-(25-40)Mo increases with increasing Mo addition, resulting in an increase in tensile strength and a decrease in tensile strength. Ti-40Mo is extremely brittle and brittle, resulting in fracture. The fatigue strength of Mo-0.5Ti-0.1Zr alloy is extremely high.