融体超急冷法によるナノセラミックス医療材料の作製

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リン酸カルシウム系の生体活性材料では、ガラス材料は結晶に比べて、早期に生体骨と結合するという特徴がある。このガラスを一部結晶化することにより、粒子径をマイクロ、更にはナノサイズまで小さくし、粒界にガラスを生成し、多相系からなる組織を形成することによる複合組織の構築により、機械的性質の改善にも貢献する。リン酸カルシウム系の材料で、生体活性を持たせるためにはP含有量を少なくする必要があるが、このような組成では結晶化がおきてしまい、ガラスは生成しない。ガラスを生成するためには、シリカなどのガラス生成元素を導入する必要がある。しかし、これらの生体内に存在しない元素が、人体で溶出し問題になることもある。そこで、本申請課題では共晶点付近での組成を持つ融液を超急冷することにより、シリカなどのガラス生成元素を含まずにセラミックスをガラス化させることに成功した。粒界におけるナノレベルでの格子の並びが、材料の特性を決める重要な因子になると考えられるため、作製された材料に対してナノ構造組織の観察を行うために、高分解能透過型電子顕微鏡により観察を行った。更に人工骨などへの応用の可能性を探るために、無機成分を模擬した疑似体液試験により生体親和性の評価を行った。しかしながら現時点では十分な生体活性を得るに至らなかった。そこで紫外-可視吸光分析を行い、本申請課題で提案する手法を医療材料に限らず、電子材料をはじめとする多種多様な高機能ガラス材料へ応用できるかを検討した。