生体骨組織を誘起する生体融和チタン合金の創成と生体適合性

诱导活骨组织的生物相容性钛合金的制备及其生物相容性

• 批准号: 14750074
• 负责人: 久森 紀之
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750074/
• 关键词: 生体材料; チタン合金; 生体組織; 生体融和; 生体適合性

本研究では,骨を実際に構成している生体活性なアパタイトを生体内での荷重負荷(リモデリング効果)を利用した応力誘起により生体骨組織をチタン合金表面に創成する生体融和チタン合金を提案すべく本研究を遂行した.すなわち,アルカリ溶液で化学処理を施したチタン合金を体内に埋めると体液と反応し,その表面に骨の無機質に類似したアパタイト層を形成し,骨から生体融和チタン合金へ傾斜構造で変化させ骨結合を強化する手法を提案するものである.本年度においては,(1)昨年度実施したin vitro骨類似析出環境に繰返し荷重を加えた骨の応力誘起効果を応力振幅をパラメータとし,組織構造変化,耐食性,寿命特性のについて継続検討した.(2)血清や骨形成に必要な細胞等の蛋白質を添加した生理環境中にける骨類似アパタイト層の析出能と力学特性の関係について検討した.これら環境で生成した骨類似アパタイト層とチタン合金基盤の接着性および実際に同材料をウサギ大腿骨にインプラントし,生体骨との結合力について評価した.その結果,1)応力振幅を変化させた条件下においても,アパタイトの析出効果は認められるが,流れの作用がある環境では,荷重の有無に関わらずアパタイトの溶解が生じる.2)血清や骨形成に必要な細胞等の蛋白質を添加した生理環境中においても骨類似アパタイトの析出能は発揮された.3)同材料をウサギ大腿骨にインプラントし,昨年提案した界面(接着)強度評価方法を用い,密着状態を詳細に評価・解析した結果,インプラント期間の増加に伴うアパタイトの析出が,密着強度の向上に寄与することが明らかとなった.これらの結果より,in vitroで蛋白質および骨形成細胞との生理的な関連から同材のインプラントを実施し,骨との直接結合への可能性とそのメカニズムの解明を明確にした.

In this study, the biological activity and load in vivo of bone tissue were induced by force, and the biological fusion and alloy formation on the surface of bone tissue were proposed. A method of chemical treatment of bone alloy in vivo, in vivo This year,(1) Last year, the application of vitro bone precipitation environment, stress induced by stress, amplitude of stress, tissue structure change, food resistance, life characteristics of the test. (2)The relationship between the precipitation energy and mechanical properties of bone-like layer in physiological environment and the addition of proteins necessary for serum and bone formation is discussed. The adhesion of the bone-like layer to the alloy substrate is evaluated in the same material as that of the thigh bone, and the adhesion of the biological bone is evaluated. The results are as follows: 1) Under the condition that the force amplitude changes, the precipitation effect of the fluid changes, and the environment changes. 2) Serum and protein necessary for bone formation are added to the physiological environment, and the precipitation of bone-like substances can be recovered. 3) The same material is used to treat thigh bone. The increase in the duration of the film is accompanied by the precipitation of the film, and the intensity of the film is increased. As a result, the physiological relationship between protein and bone-forming cells in vitro and the possibility of direct binding between bone and protein is clearly understood.

项目成果

アルカリ処理チタン合金のin vivo骨界面強度

碱处理钛合金的体内骨界面强度

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本金属学会2004年春期大会講演概要集
• 作者: 久森 紀之;久森 紀之;久森 紀之
• 通讯作者: 久森 紀之

Noriyuki HISAMORI: "Bioactive ability of alkali treated titanium alloy"European Fracture mechanics. A・1. 683 (2002)

Noriyuki HISAMORI：“碱处理钛合金的生物活性”欧洲断裂力学A·1。

久森紀之: "生体材料の強度と疲労"日本材料学会疲労部門委員会疲労部門委員会創設50周年記念公開部門委員会研究討論会資料. 46-58 (2003)

久守典之：《生物材料的强度与疲劳》日本材料学会疲劳分会委员会成立50周年纪念材料46-58（2003年）。

草薙幸敬: "アルカリ処理を施したTi-6Al-4V合金の擬似生体環境中における疲労特性の評価"第25回日本バイオマテリアル学会大会予稿集. 311 (2003)

Yukitaka Kusanagi：“在模拟生活环境中评估碱处理 Ti-6Al-4V 合金的疲劳性能”第 25 届日本生物材料学会年会记录 311 (2003)。

Noriyuki HISAMORI: "Effects of Mechanical Properties on Apatite Forming Ability of Ti-6Al-4V Alloys Induced by Alkali Treatment"Biological and Medical Engineering. 12. 175 (2002)

Noriyuki HISAMORI：“机械性能对碱处理诱导的 Ti-6Al-4V 合金磷灰石形成能力的影响”生物和医学工程。