2016年度

JFCC研究成果集

新たな価値を創出する革新材料開発と先端解析技術

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R-28
2016

骨修復用高生体活性酸化チタン粒子の開発

技術のポイント

酸素を僅かに含む窒素中での熱処理により生成される酸化チタン粒子は、高い水酸化アパタイト形成能を発現
基礎研究


背景
骨セメント(アクリル系高分子重合型医療用接着剤)に混合する骨材としての酸化チタン粒子には、高い生体活性能が望まれる

目的
酸化チタン粒子自体の表面機能を積極的に制御するという視点から、生体活性能を向上させることを検討する

成果
(1) TiO2前駆体を極微量の酸素を含む窒素中(PO2＝10-13 Pa)で熱処理して得られたルチル型TiO2粒子は、水酸化アパタイト(HAp)形成に対して優れた活性を有する
(2) TiO2粒子のTi4+がTi3+に還元し、さらに酸素空孔が生成するために、粒子表面が負に帯電することが、HAp形成能向上に寄与していると考えられる


(1)TiO2前駆体：TiCl4 + 4NH4OH → TiO2 + 4NH4Cl + 2H2O　(2)造粒：スプレードライで数μmに造粒　
(3)熱処理：ロータリーキルン炉1073 K, 窒素雰囲気（PO2 = 10-13 と104 Pa）, 1073 K×6 h
TiO2粒子上でのHAp被覆率と
擬似体液7日間浸漬後の断面SEM-EDS
TiO21)およびTi粒子2)のゼロ電荷点とHAp形成機構



期待される適応分野
生体活性骨セメント（人工膝関節・股関節・椎体等）、骨補填材

参考文献 ： (1) M. Hashimoto, S. Kitaoka and H. Kanetaka, submitted.
(2) M. Hashimoto, S. Kitaoka, S. Muto, K. Tatsumi et al., J. Mat. Res. 31 (2016) 1004.
謝辞 ： 本研究は、JSPS科研費25420767の助成を受けたものである



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