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。

在基于磷酸钙的生物活性材料中，与晶体相比，玻璃材料的特征是与生物骨骼的早期结合。通过部分结晶该玻璃，将粒径还原为微型甚至纳米尺寸，并在晶界生成玻璃，并且通过形成多相系统形成复合结构的结构，这也有助于改善机械性能。基于磷酸钙的材料需要减少P含量才能实现生物学活性，但是随着这种组成，结晶发生并且玻璃不会形成。要产生玻璃，有必要引入玻璃生成元素，例如二氧化硅。但是，体内不存在的这些元素有时会导致人体中的问题出现。因此，在此应用中，我们通过超震动融化了融化的融化，在不包含玻璃生成元素（例如二氧化硅）的情况下取得了成功的玻璃化陶瓷。由于在纳米级在晶界处的晶格布置被认为是确定材料特性的重要因素，因此使用高分辨率透射电子显微镜进行观察以观察制造材料的纳米结构。此外，为了探索人造骨骼中应用的可能性，通过模拟无机成分的模拟体液测试评估了生物疗法。但是，目前尚未实现足够的生物活性。因此，进行了紫外线可见的光吸收分析，并且本应用中提出的方法不仅限于医疗材料，还可以应用于包括电子材料在内的各种高性能玻璃材料。