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骨結合性を大幅に向上させた金属系バイオマテリアルの開発に成功 〜人工関節や歯科用インプラントへの幅広い活用に期待〜

本研究の【概要詳細

1.現状
 生体用のチタンは、人工関節や歯科用インプラントとして使用されています。しかし、チタンには直接骨と結合する性質である生体活性能(注1)がありません。従来、生体活性能を付与するために、空気中でチタンを熱処理する方法が行われておりますが、生体活性能が十分では無く、感染症のリスクも存在します。そのため、早期に骨と結合する生体活性能の高い金属系バイオマテリアルが望まれております。


2.本研究の成果
 ファインセラミックスセンターの橋本研究員らは名古屋大学・東北大学と共同で、チタンを極微量の酸素を含む窒素雰囲気中で熱処理する簡便な方法で、極めて生体活性能が高く、さらに生体内での安全性も高い金属系バイオマテリアルの開発に成功しました(下図参照)。この技術を適用することによって材料の表面に水酸化アパタイト(HAp)(注2)が形成され、骨芽細胞(注3)の活性が未処理品と比べて約2倍向上し、早期に骨と結合することが可能となりました。感染症のリスクが低減し、長期安定性も向上いたします。


3.今後の展開
 本成果を基にし、生体用チタン合金への生体活性付与に関する研究を進めていきます。チタンより、骨と近い強度や弾性率を有するチタン合金に生体活性能を付与できれば、現在、骨移植の大部分を占める自家骨の使用を置き換えることも可能になると考えられます(そのような人工材料は、世の中に存在しません)。また、支援・介護の原因となる歩行障害を防止し、健康寿命延伸、生活の質(QOL)維持・改善になり、結果的に国民の健康向上、医療費の削減、労働力の確保に繋がると期待されます。


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研究担当者
材料技術研究所 高信頼性材料グループ 橋本雅美

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