バイオインプラントのナノ表面加工におけるインプロセス表面改質技術の研究開発

生物植入物纳米表面加工过程中表面改性技术的研究与开发

基本信息

批准号：
15760086
负责人：
片平和俊
金额：
$ 2.43万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760086/
关键词：
研削加工表面改質バイオマテリアル酸化皮膜

项目摘要

本研究は生体内で使用する人工関節,インプラント,医療用マイクロ部品を構成するバイオマテリアルを,高精度に加工すると同時に所望の表面機能(耐食性,耐摩耗性)を付与し得る技術の開発を目的として行っている.具体的には本年度で下記のような成果が得られた.1.バイオマテリアルのためのナノ表面加工技術の開発:バイオマテリアルのナノレベルな加工技術確立のために,申請者らがこれまで進めてきた超精密鏡面研削技術をアップグレードさせ適用した.金属系ボンド材でダイヤモンド粒を固めた超微粒ダイヤモンド砥石を使用し,バイオマテリアルの幾何学的表面性状を数ナノメートルの高品位に仕上げることにほぼ成功している.2.バイオマテリアルのインプロセス表面改質加工法の開発:研削中にバイオマテリアル表面に強固な酸化皮膜を積極的かつ効率良く生成することを狙った.具体的には,研削液中に水酸化イオンを過飽和に発生させ,それをワーク表面(+電位)に電気泳動により安定な酸化皮膜として定着させた.本原理を研削加工中にインプロセスで実現することで,バイオマテリアルの表面改質が可能なプロセスおよび制御技術確立に向けた基礎データを十分に得た.3.バイオマテリアルのナノ表面改質加工面の機能評価:バイオマテリアルの使用寿命の長期化と安全性を確保するためには,本年度は,上記1,2のプロセスで創製したバイオマテリアルを,生体内を模擬した試験システム中に埋入させ,バイオマテリアルの表面局所領域の化学反応をシミュレートした耐食性評価試験等の実験的検証を行った.その結果,本技術で創製したバイオマテリアルは優れた生態適合性を有することが明らかとなった.これらの研究成果より得られた結果をフィードバックしつつ統合化を図り,バイオマテリアルのナノ表面改質加工技術,人に優しいバイオコンポーネントの生産技術の確立に向けた成果を狙う.

这项研究的目的是开发一种技术，可以高精度加工构成人工关节、植入物和体内使用的医疗微部件的生物材料，同时赋予所需的表面功能（耐腐蚀、耐磨性）。今年取得了以下成果： 1、生物材料纳米表面加工技术开发：为了建立生物材料纳米级加工技术，申请人开发的超精密镜面研磨技术使用金属基结合材料硬化金刚石颗粒的超细金刚石砂轮，我们几乎成功地将生物材料的几何表面纹理精加工到几纳米的高质量。 2.在线表面改性加工的发展。用于生物材料的方法：我们的目标是在研磨过程中主动有效地在生物材料表面生成坚固的氧化膜。具体来说，我们开发了研磨液中的羟基化作用并产生过饱和离子。通过电泳将其固定在工作表面（+电势）上。通过在研磨过程中实现这一原理，我们建立了可以对生物材料表面进行改性的工艺和控制技术。 3.纳米表面的功能评价。 -生物材料的表面改性：为了延长生物材料的使用寿命并确保其安全性，今年我们将重点关注上述1和2。通过此过程创建的生物材料在体内使用。我们通过将生物材料嵌入模拟测试系统并模拟生物材料表面局部区域的化学反应进行了耐腐蚀性评估测试等实验验证。结果表明，利用该技术创建的生物材料具有优异的生态相容性结果。这些研究将得到反馈和整合，以建立生物材料的纳米表面改性加工技术和人类友好的生物组件的生产技术，以达到预期的结果。