Analysis and control of interface between soft tissue and hard adhesive

软组织与硬胶界面的分析与控制

• 批准号: 21H03123
• 负责人: 岡田 正弘
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03123/
• 关键词: 無機; 金属; 固体接着; ハイドロゲル; 生体材料; 固体接着材

我々は、医療材料として用いられる無機材料（チタンやアパタイト）に適切な表面処理を施すことで、ハイドロゲル（生体軟組織や合成ゲル）がその無機材料と瞬時に強く接着することを見出した。本研究課題では、これら無機材料とハイドロゲルの接着現象を界面科学的観点から解析する。具体的には、まず、処理条件を変化させて作製した無機材料表面の化学的・物理的性質を評価する。また、各種官能基を導入した粘弾性特性の異なるハイドロゲルを作製し、無機材料とハイドロゲルの接着強さを評価する。この際、生体内における接着安定性についても評価を行う。さらに、各種分析法を用いて無機材料とハイドロゲル間の界面における相互作用についての情報を収集する。以上の情報を総合し、無機材料とハイドロゲルの接着現象を理解することを目的とする。前述した目的を達成するために、本年度の検討では、まず、組成の異なるハイドロゲルを合成し、水含有量を変化させることで粘弾性特性を変化させた。また、前年度の検討において化学的観点（組成、結晶性）および物理的観点（表面粗さ、弾性率）から評価を行った表面性状の異なる無機材料と上記のハイドロゲルを組み合わせて接着試験を行い、ソフト（ハイドロゲル）とハード（無機材料）間の接着性を定量的に評価した。また、無機材料のモデル表面を作製し、接着に関与する分子の吸着特性を評価した。以上の検討結果を取りまとめて学会発表ならびに論文発表を行った。

我们发现，通过对用作医疗材料的无机材料（钛和磷灰石）进行适当的表面处理，水凝胶（生物软组织和合成凝胶）可以立即牢固地粘附在无机材料上。在本研究项目中，我们将从界面科学的角度分析这些无机材料与水凝胶之间的粘附现象。具体来说，首先，我们将评估通过改变加工条件制备的无机材料表面的化学和物理性质。此外，我们将通过引入各种官能团来制备具有不同粘弹性特性的水凝胶，并评估无机材料与水凝胶之间的粘合强度。此时，还评价了体内的粘附稳定性。此外，我们将使用各种分析方法来收集有关无机材料和水凝胶之间界面相互作用的信息。本研究的目的是综合上述信息并了解无机材料与水凝胶之间的粘附现象。为了实现上述目标，今年的研究首先合成了不同成分的水凝胶，并通过改变含水量来改变其粘弹性能。此外，我们在前一年的研究中，将上述水凝胶与不同表面性质的无机材料相结合，从化学角度（组成、结晶度）和物理角度（表面粗糙度、弹性模量）进行了粘附力测试。对软（水凝胶）和硬（无机材料）进行定量评估。我们还创建了无机材料的模型表面，并评估了参与粘附的分子的吸附特性。上述研究结果已汇编并在学术会议和论文中发表。

项目成果

Immediate soft-tissue adhesion and the mechanical properties of the Ti-6Al-4V alloy after long-term acid treatment

Ti-6Al-4V合金长期酸处理后的即刻软组织粘附性及力学性能

• DOI: 10.1039/d1tb00919b
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 7
• 作者: Wang Yaming;Okada Masahiro;Xie Shi Chao;Jiao Yu Yang;Hara Emilio Satoshi;Yanagimoto Hiroaki;Fukumoto Takumi;Matsumoto Takuya
• 通讯作者: Matsumoto Takuya

サンドブラスト処理による酸処理チタンの軟組織接着性の増強

喷砂增强酸处理钛软组织附着力

• 发表时间: 2021
• 作者: 矢部淳; 岡田正弘; 武田宏明; Hara ES; 鳥井康弘; 松本卓也
• 通讯作者: 松本卓也

生体軟組織用の無機系固体接着材

生物软组织用无机固体粘合剂

• DOI: 10.57534/cicommun.48.1_20
• 发表时间: 2023
• 作者: 岡田 正弘

軟組織接着向上に向けた粘膜組織水和相の理解

了解粘膜组织水合阶段以改善软组织粘附

• 发表时间: 2021
• 作者: 小林優右; 岡田正弘; ハラエミリオサトシ; 田中 賢; 松本卓也
• 通讯作者: 松本卓也

Self-adhering implantable device of titanium: Enhanced soft-tissue adhesion by sandblast pretreatment

钛自粘式植入装置：通过喷砂预处理增强软组织粘附力

• DOI: 10.1016/j.colsurfb.2021.112283
• 发表时间: 2022
• 作者: Yabe Atsushi;Okada Masahiro;Hara Emilio Satoshi;Torii Yasuhiro;Matsumoto Takuya
• 通讯作者: Matsumoto Takuya