水蒸気雰囲気中でのレーザーアブレーションによる医療応用ナノ構造薄膜の調製

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アパタイトは骨や歯を構成する重要な無機物質であるが、アパタイトだけでは十分な力学的機能を持たせることは困難である。そこでチタンなどの軽量高強度金属へのアパタイト修飾ことにより生体親和性を持たせようという検討が行われてきているが、そのためにはミクロンスケールの厚膜生成が必要だった。また、アパタイトのパターンを形成させることも困難であった。本研究ではレーザーアブレーション法によるアパタイト薄膜合成を目指したが再現性に乏しいことから、この実験過程で、液相中に設置した任意の基板上にアパタイトのパターン形成が可能な手法を考案した。これについては実験条件を精査することで再現性良くパターン形成が可能であることが明らかになり、従来法と比較してパターン除去のための薬品処理を必要としないといった特徴があることもわかってきた。また、形成したパターンとそれ以外の部分は明確な細胞付着性の差異が観測され、有効なパターン形成法であることがわかってきた。そこで特許出願のためのデータ取得を優先して行い、論文は現在投稿準備中である。これと平行して前年度に引き続き、同時スパッタ法によるアパタイト/酸化チタンナノコンポジット薄膜の調製について検討を進めた。これはアパタイト単独ではナノメータースケール薄膜の調製が難しいことから、生体親和性をもつ酸化チタンとナノコンポジット化することによりこれを克服しようとするものである。スパッタ蒸着により得られたナノコンポジット薄膜は平滑だが結晶性アパタイト相は観測されなかった。しかし、熱処理によりアパタイト結晶相が形成し、その表面は骨芽細胞の付着性があることを実験的に検証した。昨年度出願した特許を補強する優先権主張出願を行うとともに、2件の学会発表と1件の論文投稿を行いこれは現在査読中である。