1: しじみ ◆fbtBqopam767 しじみ ★ 2020/05/29(金) 16:37:54.70 ID:CAP_USER

東北大学が開発した超高純度のさびない鉄が生体によくなじみ、インプラント(人工歯根)や血管を補強するステント(網状チューブ)などの医用材料として有望であることが実験で分かった、と同大などの研究グループが発表した。実用化すれば、周囲の細胞との接着性の低さや毒性など、従来の金属などが抱える課題を克服できそうだという。

研究グループは同大大学院生命科学研究科の東谷(ひがしたに)篤志教授と同大金属材料研究所の安彦(あびこ)兼次元客員教授らで構成。安彦元客員教授が開発した純度99.9996%の超高純度鉄「アビコアイアン」の表面にコーティングなどの処理をしないまま、マウスなど哺乳類由来の細胞を置き、変化を調べた。

その結果、細胞は鉄によく接着し順調に増殖。一方、比較のために使った合金ではほとんど増殖しなかった。骨などの元になる間葉系幹細胞や筋肉の元になる筋芽細胞の分化もできた。東谷教授は「間葉系幹細胞の分化は、培養実験で一般的に用いるプラスチック製のシャーレより好成績だった。他も、シャーレと同等の結果となった」と述べている。遺伝子発現の解析でも、毒性や重金属ストレス応答などの問題はみられなかった。
no title


生体に用いる医用材料としてこれまで、チタン合金、コバルトとモリブデンの合金などの金属やセラミックスが用いられてきた。東谷教授によると従来の金属は加工しやすく強度がある半面、毒性や金属アレルギー、周辺の細胞や組織とのなじみにくさなどの負の面がある。セラミックスは生体になじみやすいが柔軟性がなく、加工できる形状にも制約がある。こうした課題に対応するため、さまざまな材料で表面加工などの工夫が続いてきたという。

今回の実験により、アビコアイアンが表面処理をしなくても生体になじみ、安全性が高いことが判明した。インプラント、ステント、骨を固定するプレートやボルトなど、医用材料としての用途が見込めることが分かった。

アビコアイアンは市販の高純度鉄に比べ不純物が100分の1。さびないほか、塩酸に浸けてもほとんど溶けない、加工しやすく割れにくいなどの特徴がある。2011年にはドイツの「国際標準物質データベース」に登録されるなど世界的に認知されている。優れた品質の半面、1キロあたり100万米ドル程度とされるコストが大きな課題となり、実用化に至っていない。

no title


東谷教授は「原子炉や航空機ではなく医用材料ならば、使うのはごく少量で現実的な費用になるだろう。まず医療分野で普及してコストダウンが進むと、多彩な用途に拡大するのでは」と期待する。

この成果は医用材料学の国際専門誌「ジャーナル・オブ・ザ・メカニカル・ビヘービアー・オブ・バイオメディカル・マテリアルズ」の電子版に3月27日に公開され、同大が5月13日に発表した。

https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2020/05/20200525_01.html



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1590737874/
100: 名無しのひみつ 2020/05/31(日) 03:08:04.47 ID:NoByL88G

園芸で発芽や成長を促すメネデールっていう活力剤があるんだけど、
成分が鉄だと知って驚いた
鉄釘が落ちてると木が良く育つ、なんて話も昔からあるし

そんなわけで >>1 に納得感はある


110: 名無しのひみつ 2020/06/01(月) 17:17:53.43 ID:R+JQ3tgI

>>100
それは単に植物の必須栄養素である鉄分が不足してることが多いだけやで


4: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 19:13:26.81 ID:33XvFbnD

ウルバリンの骨格だな


28: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:24:46.14 ID:CTk23UcE

>>4
おー、そうきかた。
ターミネータかなと私は思ったよ。


5: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 19:20:51.21 ID:pxY+2vSV

加工できる形状にも制約がある

あるとは思えんのやけど・・・・どうやろ?


6: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 19:28:54.00 ID:JlZqvF4u

これ埋め込んだらMRIとれないじゃん


53: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 06:40:16.21 ID:OcUDcrP4

>>6
だよな

チタンのほうがいいのでは


7: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 19:35:14.94 ID:N6DB97RF

どんな組織構造なんだよ


9: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 19:48:09.87 ID:oUasNKvO

>「ジャーナル・オブ・ザ・メカニカル・ビヘービアー・オブ・バイオメディカル・マテリアルズ」

えらくニッチな雑誌やな。どうせマイナー。


11: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 20:14:51.00 ID:J6+mGBQ2

>>9
IF3.5ぐらいだとマイナーなの?


12: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 20:16:53.17 ID:rwQa4G6k

こりゃいいっすな
さすがです


14: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 20:36:41.99 ID:h1PObw3V

昔、鉄男って映画なかった?


89: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 17:51:57.06 ID:8woxaKlZ

>>14
『鉄男』(てつお)は、1989年に公開された塚本晋也監督による映画作品。
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E9%84%E7%B7


20: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 21:28:58.17 ID:shsG0CU5

99.9999%なら「シックスナイン」って言えるのに。
その方が認知度が高いと・・・。


23: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:00:18.50 ID:gfOMfBv7

MRI出来ないのが欠点だけど
超高価なら用途は医療用か軍事用ぐらいだよな

科学が進んでて独裁国家ならこれで一部外骨格作って
昆虫のようなアーマーソルジャー作るかもw


86: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 17:04:52.20 ID:F42oifP2

>>23
MRIが出来ないって致命的な気がするけど、何か解はあるのかな?


117: 名無しのひみつ 2020/06/03(水) 00:24:37.60 ID:MRzOO8z9

>>86
微粒子化して体内に残置するものの表面に薄くコーティングするとかならばいいんじゃね?鉄でも何でも磁性体はサイズが小さくなるほど磁石の性質は弱くなるし
最終的には馴染んだ結果として体内に取り込まれるのが理想かな、難しいと思うけど


24: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:04:54.16 ID:gfOMfBv7

脊髄辺りの骨格に埋め込んで冷却フィン出せば
夏涼しくなる事ね
恐竜の背中みたいだけどさ


26: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:22:42.02 ID:dN+W1mwK

>>24
むしろそんなんで炎天下出たら死ぬぞ


87: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 17:09:33.90 ID:15kD/w3C

>>24 熱帯夜に寝返りも打てない


27: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:24:17.38 ID:gfOMfBv7

錆びない鉄って用途は幾らでもあるけど
1キロ1億円とか製造コストが高杉じゃそうそう使えないよね
さらなる技術革新待ちか


29: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:28:31.12 ID:u+xZoyDl

鉄の純度が高くなると錆びないって少し驚きだな
鉄はさびる、だから生体に使えないものと思ってたのに
普通の鉄ってFe,C以外に何を含んでいるから錆びるんだろ・・


88: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 17:46:52.92 ID:cWa2pUlH

>>29
超純水が電気通さないようなもんか


31: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 22:45:27.73 ID:gfOMfBv7

これできてから10年ほどか
これほどのものキロ単位で作れるのは日本だけみたいだね
特性は表面銀色、柔らかく割れにくい
原子力発電の燃料棒用という用途は既に提案されてたみたいだけど
原子力も斜陽だし高過ぎなんだろうな
コストが1キロ1億円程度というかもっと高いみたいだね


35: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:06:27.44 ID:gfOMfBv7

微量の他元素や炭素など不純物を含むから、
融点の違いでそれらが成分(や電気的性質)の異なる
複数の組成の小さな結晶が入り混じった鉄となるため
その境界では電流が発生しとても錆びやすい

それが純粋鉄だと金並みに錆びにくいと
ググったら出てた


42: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 00:21:06.81 ID:zhzZc69C

>>35
へぇ、鉄が錆びるのも鉄自体より不純物のせいだったのか…

面白いもんだな


64: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 09:12:21.95 ID:x0WRgkZF

>>35
これが新しい金になったりするのかな
電気伝導率はどうなんだろう


36: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:08:08.45 ID:CKv4V93y

1kgあたり1億円とは。
純金やプラチナよりも遙かに高い。


58: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 07:56:57.95 ID:QoP9DJvb

>>36
金1キロ5000万円強だから、この鉄は倍ぐらいの値段だと思うとそう高いとも思えん


94: 58 2020/05/30(土) 18:35:37.82 ID:BZSoyxhc


すまん、金1キロ500万超ぐらいだな。
この鉄はもう一桁安くならんと厳しいな


37: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:10:24.33 ID:gfOMfBv7

純粋な鉄は表面に均一で強固な酸化皮膜ができるため
錆びるのはごく表面で内部には錆びが進まない
とも出てた


85: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 16:59:20.61 ID:NzRdD0PA

>>37
純粋な鉄じゃなくてもいわゆる黒錆を作ってやることで酸化皮膜を作って赤錆を防げる
昔からごく一般的に行われてきた赤錆防止方法
ウチの鉄瓶も15年くらい使ってるけどこれのおかげで赤錆なし


95: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 19:07:03.90 ID:jjsHKvzn

>>85
生体の中だと鉄は過酸化水素とフェントン反応をおこして酸化還元をくりかえすから、
サビ(酸化物)じゃ保護できないと思うんだけどね
しかもフリーラジカル大量生産…それがまた過酸化水素つくって……

フェントン試薬
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%95%E3%A7%E3%B3%E3%88%E3%B3%E8%A9%A6%E8%AC

ちゃんと読んだら書いてあるのかもしれんが謎じゃ〜


38: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:14:31.19 ID:ddLuqzct

不純物があると、その箇所に電子やホールの局在がおきて、
化学反応の活性中心になり、そこが弱点になる。


40: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:47:52.63 ID:yQ1/GSdu

体内には塩分も酸素も有る
錆びないか?


39: 名無しのひみつ 2020/05/29(金) 23:46:24.12 ID:DRzU50fs

オリハルコンが復活したのか。


44: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 00:36:37.56 ID:8/Ve561F

インプラントに使えるって見ておっ!って思ったら
金額も高いしエビデンスもあるチタンに勝ってるとこないやん…


45: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 01:03:20.48 ID:x+3i0ImY

>>44
チタンだってアルミだって、出た最初は「金」より高かったんだぞ
チタンは
1910年に高純度化に成功して
1940年代くらいに工業利用を検討される段階になった。

2010年と2040年とすれば、あと20年くらいで工業利用初期段階に入るかもしれない。


49: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 01:24:57.22 ID:FOROQ3zK

>>45
それじゃ遅いんよ…
再生医療の方に期待するわ


47: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 01:13:57.90 ID:YYmVBt4a

スゴイ触媒とかバッテリーの電極とかに使えないのかな


48: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 01:19:45.17 ID:x+3i0ImY

かなり伸びやすいんだな
「折れない」ので、変形してもいきなりぶっ壊れたりしないので
そこが折れたら死んじゃうような重要部分につかうらしい。

曲がるだけなら、点検まで持てばいいし
(クロモリとか強いんだが、かなり折れやすいので逆に重要箇所じゃ危険
点検でもわからないし=ある日突然いきなり折れてしまう)

新素材はチタン以降あまりないので、期待だな
新素材のカーボンは用途が違うんだよな。CFRPはプラスチックだから1000度の耐熱性はないし


52: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 06:32:20.12 ID:EwYs04FQ

鉄イオンは身体に悪さするから
赤血球の袋に詰めてるって話を
聞いたことがあるが大丈夫かね?


54: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 06:52:13.06 ID:ydzGJqvo

濃い鉄分


62: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 08:47:25.79 ID:BQeYhlZH

中性子とか防げないかな


65: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 12:28:03.88 ID:zrY59H9s

数年前にメーカーズフェアで純鉄の塊見せてもらった
錆びないと聞いて仰天した記憶がある


67: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 12:49:52.60 ID:xATnCOOV

純鉄は柔らかくて延びやすい。
たとえば小刀で純鉄の小片を堅いバターのように切れるのだという。
常温でも金槌で叩いて伸ばせるらしいし。
ただ、加工を加えると、転移などが溜まり、硬くなるだろうな。
焼きなましてから叩いて延ばしをすればいいかも。


69: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 13:04:15.26 ID:q7urk6Hk

体内でも酸化していくだろ?長期間の使用には耐えられないんじゃね?


75: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 15:10:09.92 ID:veQ2SGjX

 
値段がプラチナより高かったら意味ない罠


 


83: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 16:51:15.71 ID:UHpf/5L/

>>75
とはいえプラチナには無い優れた物性があるしなあ。


76: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 15:11:49.79 ID:JiMKGBo0

高純度金(Au)とかもっとすさまじい性能なんだろうな


77: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 15:14:35.14 ID:xATnCOOV

多分、白金触媒などは、むしろ不純物を含んでいる方が性能が出るだろうよ。


90: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 18:10:49.38 ID:EwYs04FQ

金は絶対量が少ないが
純金にするのは比較的楽。


97: 名無しのひみつ 2020/05/30(土) 19:55:30.32 ID:xATnCOOV

金属の不動態化
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/surface_treatment_technology/st01/c1884.html

鉄-硝酸の化学振動
http://hokkaido.csj.jp/prize/28syoureisyou/asahikawahigasi.pdf

鉄の不働態について*On the Passivity of Iron
K.F.Bonhoeffer**
Corrosion,Vol.11,No.7,pp.304~308 (1955)July
www.jstage.jst.go.jp/article/jcorr1954/5/3/5_3_124/_pdf


104: 名無しのひみつ 2020/05/31(日) 15:10:07.25 ID:nEGvD0X+

>>97
こういうグラフを見せつけられると、
バッテリー駆動が究極と考えているオーディオマニアとかも
考え方が変わっていく感じがするw


105: 名無しのひみつ 2020/05/31(日) 15:15:06.76 ID:Xgq9UqmF

>>104
いやいや
あれは宗教なので


103: 名無しのひみつ 2020/05/31(日) 12:37:27.12 ID:7HjLxQeE

微量の元素を添加することで鉄は性質が大幅に変わる。

たとえばリンを含むと、低温で脆くなる。

通常の鋼鉄は炭素を少し含んでいて堅い。
鋳鉄はさらに炭素の含有量が多くて鋼鉄よりも堅いが脆い、融点が低い。
チタンを僅かに含む鋼鉄は、砂鉄から作られた玉鋼の強度の秘密だ。
銅を僅かに含むと、中性子を照射したときに、脆性破壊し易くなる。

クロムモリブデン鋼は、クロム、モリブデン、マンガンを少しずつ添加した
もので、浸炭により表面を非常に堅くできる。

などなど。


107: 名無しのひみつ 2020/05/31(日) 19:24:57.72 ID:GLJ1uB3R

鉄分摂取(ダイレクト)