岐阜県産技センター、微細な多孔質複合材を開発−骨・歯など補填材に応用へ

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  複合材料の外観、右から細孔の直径が１００㍃㍍、1㍃㍍、細孔なし（岐阜県産技センター提供）

岐阜県産業技術センター環境・化学部の浅倉秀一専門研究員らは、微細な木質繊維（パルプ）であるセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）をリン酸カルシウムに混合した複合材料を開発した。直径１マイクロ―１００マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）の孔を無数にあけられるため、細胞が浸入して定着できる可能性がある。骨や歯などの補填材料への応用に向けて研究開発を進める。

リン酸カルシウム中で、長さ数マイクロメートルのＣＮＦがネットワーク構造をつくり材料全体を補強する。ＣＮＦ表面の水酸基とリン酸カルシウムの酸素が水素結合する。リン酸カルシウムだけで多孔質材料をつくり圧力をかけると粉々に壊れてしまうが、ＣＮＦを加えて材料に粘りを持たせた。

リン酸カルシウムだけでつくった多孔質材料が約２メガパスカル（メガは１００万）の圧力で壊れたのに対し、ＣＮＦを５％加えると約１０メガパスカル、同２０％で４０メガパスカルに強度が向上した。従来は樹脂ビーズを混ぜ、ビーズを高温で熱分解して細孔を作っていた。ＣＮＦ複合材は粘りがあるため、混合液をそのまま乾燥させるだけで細孔ができる。

今後、歯科材料メーカーなどと生体適応性を調べ、５年程度での実用化を目指す。成果は９月７日に広島県東広島市で開かれる「日本セラミックス協会第２９回秋季シンポジウム」で発表する。