【本学研究者情報】

〇大学院工学研究科　金属フロンティア工学専攻
助教　許皛
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 骨との高い力学的親和性を有する新規CoCr（コバルトクロム）系生体用金属材料の開発に成功
• 骨に匹敵する柔らかさ（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優れた生体材料で、インプラントによる骨萎縮の解決が期待
• 既存実用超弾性合金^注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現

【概要】

超高齢社会の進行に伴って、骨や関節の疾患治療のためのインプラントの需要が高まっており、QOL（クオリティ・オブ・ライフ）を向上させるためには、より優れた生体材料の開発が求められています。東北大学大学院工学研究科博士後期課程の大平拓実氏（研究当時）、許皛助教らの研究グループは、東北大学金属材料研究所、日本原子力研究開発機構、J‐PARCセンター、チェコ科学アカデミーとの共同研究により、今まで実現できなかった、骨との高い力学的親和性と耐摩耗性を両立させたCoCr系生体用金属材料を開発しました（図1）。さらに、本合金は優れた超弾性特性を示すことから、多機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優れた超弾性特性の4拍子そろった本CoCr系生体材料は、人工関節、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。

【用語解説】

注1： ヤング率、低ヤング率
材料を引張もしくは圧縮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。生体骨の約10~30 GPaの低いヤング率に対し、ステンレス鋼や従来のCoCr合金では約190〜240 GPaの高いヤング率を示す。

注2: 超弾性、超弾性合金
弾性変形を超える極めて大きな変形（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。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

＜研究に関すること＞
東北大学大学院工学研究科
担当　許 皛　助教
電話　022-795-7323
Email:　xu*material.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

＜報道に関すること＞
東北大学大学院工学研究科情報広報室
担当　沼澤　みどり
電話　022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）