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材料工学

東北大の超高純度鉄、生体になじむ性質を確認 医療用途に期待

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。
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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。

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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/続きを読む

廃タイヤから新素材「ゴム製エアロゲル」の作製に成功!超軽量で高耐久

1: しじみ ◆fbtBqopam767 しじみ ★ 2020/03/22(日) 13:38:17.74 ID:CAP_USER

→廃タイヤからゴム製のエアロゲルが世界で初めて作製される
→ゴム製エアロゲルは柔軟性に優れており、これまでのエアロゲルの「脆さ」という欠点を克服した
→高い断熱性、防音性に加えて、超軽量で発泡スチロールよりも硬い

便利な材料の開発は、科学技術を次の段階へと推し進めてくれるものです。ただし、環境問題を考慮することを忘れてはなりません。

超軽量で、耐久性が高く、断熱・防音性に優れた、尚且つ「環境にやさしい」という、まるで夢のような材料を作り出すことはできるでしょうか?

シンガポール国立大学(NUS:National University of Singapore)のナン・ファン・ティエン教授らの研究チームは、それらの機能すべてを備えた汎用性の高い材料の開発に成功しました。

世界中にある廃タイヤからゴム製のエアロゲルを作製したのです。これは世界初であり、費用対効果の点からも商業化が期待されています。

研究の詳細は科学誌「Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects」に掲載されています。

Advanced fabrication and multi-properties of rubber aerogels from car tire waste
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927775719305497

続きはソースで

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https://nazology.net/archives/54531



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1584851897/続きを読む

ひっぱると白色蛍光を発するゴム、北海道大学が開発

1: しじみ ★ 2019/05/08(水) 16:59:27.40 ID:CAP_USER

 北海道大学の相良剛光助教らの研究グループは、伸縮により白色蛍光のON/OFFを瞬時に可逆的に切り替えるゴム材料の開発に成功した。様々な材料が受けるダメージの可視化などへの応用が期待される。

 力(機械的刺激)を受けて、見た目の色や発光(蛍光)特性変化を示すような材料は、材料が受けるダメージや力を簡単に可視化・評価できるため、様々な活用が期待されている。特に最近、主に高分子化学の分野において、機械的刺激を受けて色変化を示す「メカノフォア」と呼ばれる分子骨格の研究が盛んだ。しかし既存のメカノフォアは共有結合を切断する必要があるため、可逆性に乏しい等の問題があった。

 研究グループは、超分子化学の分野で長年研究されてきた、インターロック分子(いくつかの部品が機械的に組み合わされた分子)の一つであるロタキサンに着目し、共有結合を切断する必要のない「超分子メカノフォア」の開発を行ってきた。今回、青色、緑色、橙色の蛍光団(蛍光を発する部分)を用いたロタキサン型超分子メカノフォアを開発し、さらにポリウレタンに導入することで、伸縮に応答して各蛍光色が瞬時、かつ可逆的に何回でも繰り返しON/OFFスイッチするゴム材料を開発した。これにより、蛍光団を変えても同じメカニズムで類似の機械的刺激に対する応答性を獲得できることを実証した。

 これまで白色発光を示す有機材料の報告例は多くあるが、機械的刺激で白色蛍光をON/OFFスイッチする材料は今回が初めて。このような材料は機械的刺激を可逆的かつ鋭敏に検出できるため、様々な材料におけるセンサーや、材料の受けるダメージの可視化・定量評価などへの応用が期待できるとしている。

論文情報:【ACS Central Science】Rotaxane-based Mechanophores Enable Polymers with Mechanically
Switchable White Photoluminescence
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.9b00173

https://univ-journal.jp/25793/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1557302367/続きを読む
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