天田財団_助成研究成果報告書2023_2
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− 50 −レーザプロセッシングAF-2020217-B2一般研究開発助成レーザ表面処理,医療デバイス,生体適合材料レーザーピーニング,疲労強度,CoCr合金aono.y.aa@m.titech.ac.jp東京工業大学 工学院 准教授青野 祐子レーザピーニング処理による脊柱固定ロッド材料の疲労強度向上脊柱側弯症や後弯症の整形外科治療法として,脊柱固定ロッドにより姿勢を矯正する整形外科術が選択される.しかし,ロッドの曲げ加工時の引張残留応力と生活の中で継続的に加えられる曲げモーメントの作用により,数年以内に体内で破断する症例が多く報告されている.そこで,本研究では,脊柱固定用ロッドの疲労強度向上を目的として,その代表的な生体適合材料であるCoCr合金に対しレーザピーニングによる表面処理の適用を提案し,残留応力,硬さ,耐摩耗性,疲労強度の観点から評価を実施した.レーザピーニングによる圧縮残留応力の付与と硬さの向上を確認し,これにより耐摩耗性と疲労強度の向上が図られた.さらに,脊柱固定用ロッドの実際の使用状況をモデル化した,湾曲ロッドに対するレーザピーニングと疲労強度評価を行い,未処理材の約2倍の疲労寿命を達成した.

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