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「バイオハイエントロピー合金」X「超急冷金属3Dプリンティング」による新学術開拓

「バイオハイエントロピー合金」X「超急冷金属3Dプリンティング」による新学術開拓
“生物高熵合金”与“超淬火金属3D打印”学术新进展
批准号：
22K18310
负责人：
中野 貴由
金额：
$16.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
项目状态：
未结题
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18310/
关键词：
バイオハイエントロピー合金超急冷金属3DプリンティングBioHEA材料学完全固溶状態生体適合性

项目摘要

项目成果

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翻译
理想的な完全固溶状態を実現した真のBioHEA の創製に挑むとともに、真のBioHEA が発揮する非線形的機能（超高強度・延性・生体親和性等）発現への学理構築を目指し、以下の具体的研究項目を実施した。パラメータ法によるBioHEA の合金組成選択と生体非毒性元素の選択について、複数パラメータを複合的に活用した固溶体形成予測を行った。具体的には、(i) 混合のエントロピー、(ii) 混合のエンタルピー、(iii) デルタパラメータ、 (元素の原子半径比を表す指標)、(iv) オメガパラメータ、(v) Valence electron concentration (VEC 値)を指標とした元素選択を実施した。さらに生体毒性指標であるIC50（50%生化学的阻害作用有効濃度）を指標とした元素選択により、細胞接着・増殖性、抗菌作用を考慮した元素選択、あたかも生体硬組織としてふるまうBioHEA創製のための元素戦略による予測設計を実施した。設計した合金について、鋳造合金の生体適合性評価試験を実施した。加えて、超急冷金属3Dプリンティングに必須な多成分系粉末の直接製造法の実現のために、融点差を考慮した溶解プロセス(大気溶解、真空溶解を含む)制御の方針確立に着手した。
英文摘要
理想的な完全固溶状態を実現した真のBioHEA の創製に挑むとともに、真のBioHEA が発揮する非線形的機能（超高強度・延性・生体親和性等）発現への学理構築を目指し、以下の具体的研究項目を実施した。パラメータ法によるBioHEA の合金組成選択と生体非毒性元素の選択について、複数パラメータを複合的に活用した固溶体形成予測を行った。具体的には、(i) 混合のエントロピー、(ii) 混合のエンタルピー、(iii) デルタパラメータ、 (元素の原子半径比を表す指標)、(iv) オメガパラメータ、(v) Valence electron concentration (VEC 値)を指標とした元素選択を実施した。さらに生体毒性指標であるIC50（50%生化学的阻害作用有効濃度）を指標とした元素選択により、細胞接着・増殖性、抗菌作用を考慮した元素選択、あたかも生体硬組織としてふるまうBioHEA創製のための元素戦略による予測設計を実施した。設計した合金について、鋳造合金の生体適合性評価試験を実施した。加えて、超急冷金属3Dプリンティングに必須な多成分系粉末の直接製造法の実現のために、融点差を考慮した溶解プロセス(大気溶解、真空溶解を含む)制御の方針確立に着手した。
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会议论文
骨機能化誘導のためのチタン表面構造による幹細胞制御
利用钛表面结构控制干细胞诱导骨功能
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [松垣 あいら, 田中 健嗣, G.Ozkan, 中野 貴由]
通讯作者： 中野 貴由
Effects of Scanning Strategy on the Microstructure and Mechanical Properties of Sc-Zr-Modified Al-Mg Alloy Manufactured by Laser Powder Bed Fusion
DOI： 10.3390/cryst12101348
发表时间： 2022-10-01
期刊： CRYSTALS
影响因子： 2.7
作者： [Ekubaru, Yusufu, Gokcekaya, Ozkan, Nakano, Takayoshi]
通讯作者： Nakano, Takayoshi
Review — Microstructural Control and Functional Enhancement of Light Metal Materials via Metal Additive Manufacturing
综述——通过金属增材制造轻金属材料的微观结构控制和功能增强
DOI： 10.2320/matertrans.mt-mla2022007
发表时间： 2023
期刊： MATERIALS TRANSACTIONS
影响因子： 1.2
作者： [Ishimoto Takuya, Nakano Takayoshi]
通讯作者： Nakano Takayoshi
中野研究室HP
中野实验室HP
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 17 条
    Elucidation of controlling mechanisms for microstructural organization of bone tissue and the development of novel bone-substitute devices
    • 批准号：
      23H00235
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $30.12万
    • 财政年份：
      2023
    • 负责人：
      中野 貴由
    • 依托单位：
      Osaka University
    骨自発的・人為的アプローチによる骨配向化機構の解明と制御
    • 批准号：
      18H03844
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $28.37万
    • 财政年份：
      2018
    • 负责人：
      中野 貴由
    • 依托单位：
      Osaka University
    骨配向化機構に基づく骨代替生体材料の創製
    • 批准号：
      25249098
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $10.48万
    • 财政年份：
      2013
    • 负责人：
      中野 貴由
    • 依托单位：
      Osaka University
    骨配向性を考慮した新規概念からなるバイオマテリアルの設計・開発
    • 批准号：
      21246102
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $10.65万
    • 财政年份：
      2009
    • 负责人：
      中野 貴由
    • 依托单位：
      Osaka University