チタン/セグメント化ポリウレタン複合材料の人工腱への応用

钛/分段聚氨酯复合材料在人工肌腱中的应用

基本信息

批准号：
07J08971
负责人：
坂本晴美
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

力学的強度および生体機能性に優れた材料を創出するために,シランカップリング剤(γ-MPS)を用いて金属と高分子材料とを複合化した.金属材料にはチタン(Ti)を高分子材料には血液適合性に優れるセグメント化ポリウレタン(SPU)を選択した.その際,界面の接合強度を支配する因子を網羅的に解明し,界面の接合強度および界面の耐久性を界面の構造レベルで制御することを目指した.因子の解明は,シランカップリング剤の膜厚,Ti表面水酸基,SPU架橋数に着目した.このとき,Ti表面水酸基量の制御は過酸化水素浸漬により,SPU架橋数はUV照射によって制御を試み,それぞれの因子を制御した複合材料の界面の接合強度をせん断試験により算出した.その結果、過酸化水素浸漬処理およびUV照射によってそれぞれTi表面水酸基量およびSPUの架橋数を制御することができた.さらに,シランカップリング剤の膜厚,Ti表面水酸基,SPU架橋数を増加させると,界面の接合強度が増加したことから,それぞれが界面の接合強度の支配因子であることが明らかになった.また,それぞれの支配因子を制御した複合材料は超純水浸漬に対する耐久性が向上することが明らかになった.さらに,複合材料の生体機能性の評価を行うために,血小板粘着試験を行ったところ,Tiでは多くの血小板が粘着したが,Ti-SPU複合材料では,血小板粘着がみられなかった.これは,SPU由来の血液適合性が複合材料にも付与されたと考えられる.以上から,生体機能性を有する金属-高分子複合材料を創出し,その界面の接合強度の界面の構造レベルで制御することができた.

为了创建具有出色机械强度和生物功能的材料，使用硅烷偶联剂（γ-MP）合并了金属和聚合物材料。钛（Ti）是金属材料，与血液高度兼容的分段聚氨酯（SPU）被选择为聚合物材料。在这种情况下，全面阐明了管理界面键合强度的因素，并且在界面的结构水平上控制了界面的粘结强度和界面的耐用性。为了阐明因素，我们专注于硅烷耦合剂Ti表面羟基和SPU交联数的膜厚度。目前，我们试图通过过氧化氢浸入来控制Ti表面上的羟基量，并通过紫外线辐射控制了SPU交联数的数量，并通过剪切测试来控制控制每个因子的复合材料界面的键合强度。结果，我们分别获得了过氧化氢浸入处理和紫外线辐射。可以控制表面羟基的量和SPU的交联数。此外，增加了硅烷偶联剂的厚度，Ti表面羟基和SPU的SPU交联增加了界面的粘结强度，这清楚地表明，它们都是界面粘结强度的主要因素。此外，据揭示了控制各自处理因子的复合材料的耐用性可改善针对超纯水浸入的耐用性。此外，为了评估复合材料的生物功能，进行了血小板粘附试验，尽管在Ti中粘附了许多血小板，但在Ti中未观察到血小板粘附。人们认为这也被赋予了复合材料。从上面，创建了具有生物功能的金属聚合物复合材料，并且可以在界面的结构水平上控制界面的键合强度。