融体超急冷法によるナノセラミックス医療材料の作製

熔融超淬火法制备纳米陶瓷医用材料

基本信息

批准号：
17760545
负责人：
藤森宏高
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760545/
关键词：
セラミックス解析・評価生体材料

项目摘要

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。

在磷酸钙基生物活性材料中，玻璃材料具有比晶体更快与活骨结合的特点。通过使这种玻璃部分结晶，粒径减小到微米甚至纳米尺寸，在晶界处生成玻璃，并通过形成由多相体系组成的结构而形成复合结构，这也有助于物理性能的提高。特性。它是磷酸钙基材料，为了具有生物活性，需要降低P含量，但这样的成分会发生结晶，不会形成玻璃。为了生产玻璃，需要引入二氧化硅等玻璃形成元素。然而，这些生物体中不存在的元素可能会洗脱到人体中并引起问题。因此，在本申请中，我们通过对成分接近共晶点的熔体进行超淬火，成功地使不含二氧化硅等玻璃形成元素的陶瓷玻璃化。由于晶界处纳米级的晶格排列被认为是决定材料性能的重要因素，因此我们使用高分辨率透射电子显微镜对所制造的材料的纳米结构进行了观察。此外，为了探索应用于人造骨等的可能性，使用模拟无机成分的模拟体液测试来评估生物相容性。然而，目前尚未实现足够的生物活性。因此，我们进行了紫外可见吸收分析，以检验本申请中提出的方法是否不仅可以应用于医疗材料，还可以应用于包括电子材料在内的各种高性能玻璃材料。