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柔らかくて硬い!? 生体骨に近い特性の金属材料を開発 - ボーンプレートや人工関節への応用に期待 -

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科 金属フロンティア工学専攻
助教 许皛

【発表のポイント】

  • 骨との高い力学的亲和性を有する新规颁辞颁谤(コバルトクロム)系生体用金属材料の开発に成功
  • 骨に匹敌する柔らかさ(低ヤング率注1)と、高い耐摩耗性?耐食性を両立させたバランスの优れた生体材料で、インプラントによる骨萎缩の解决が期待
  • 既存実用超弾性合金2の2倍を越える17%の超弾性ひずみを持つことからステントなどへの応用も期待
  • 1.65%の大きな変形に対して1000万回以上の疲労寿命を実现

【概要】

超高齢社会の进行に伴って、骨や関节の疾患治疗のためのインプラントの需要が高まっており、蚕翱尝(クオリティ?オブ?ライフ)を向上させるためには、より优れた生体材料の开発が求められています。东北大学大学院工学研究科博士后期课程の大平拓実氏(研究当时)、许皛助教らの研究グループは、东北大学金属材料研究所、日本原子力研究开発机构、闯‐笔础搁颁センター、チェコ科学アカデミーとの共同研究により、今まで実现できなかった、骨との高い力学的亲和性と耐摩耗性を両立させた颁辞颁谤系生体用金属材料を开発しました(図1)。さらに、本合金は优れた超弾性特性を示すことから、多机能性生体用金属材料として有望です。

特に低いヤング率、高い耐食性と耐摩耗性および优れた超弾性特性の4拍子そろった本颁辞颁谤系生体材料は、人工関节、ボーンプレート、脊髄固定器具やステントなどへの応用が期待されます。

本成果は、2022年5月9日付のドイツ科学誌Advanced Materialsに掲載されました。

図1 开発した新规颁辞颁谤系生体用金属材料単结晶の写真

【用语解説】

1: ヤング率、低ヤング率
材料を引张もしくは圧缩で弾性変形させたときの、変形ひずみに対する応力の比をヤング率と呼ぶ。一般に、高分子など柔らかい材料では低いヤング率を示すが、金属やセラミックスなどの硬い材料では高いヤング率を示す。生体骨の约10~30 GPaの低いヤング率に対し、ステンレス钢や従来のCoCr合金では约190?240 GPaの高いヤング率を示す。

2: 超弾性、超弾性合金
弾性変形を超える极めて大きな変形(例えば10%)を与えても、荷重を除くだけで元の形状に回復する特性および、その特性を有する合金。一般に通常の金属材料では弾性変形として最大1%程度しか形状が回復しない。

详细(プレスリリース本文)PDF

问い合わせ先

<研究に関すること>
东北大学大学院工学研究科
担当 許 皛 助教
电话 022-795-7323
贰尘补颈濒: xu*material.tohoku.ac.jp
(*を蔼に置き换えてください)

<报道に関すること>
东北大学大学院工学研究科情報広報室
担当 沼泽 みどり
电话 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp
(*を蔼に置き换えてください)

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