Nakano Laboratory

【受賞】日本バイオマテリアル学会関西ブロック第21回若手研究発表会(@同志社大学新町キャンパス臨光館)にて、M2竹下くんが優秀口頭発表賞を、M2磯谷くんが優秀ポスター発表賞を受賞しました。

2026-08-01T10:17:59Z

○[O-06] 特異な基質直交配向化の分子機構解明と異方性組織形成の制御
竹下恭平、中西陽平、松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由

○[P-17] 骨基質配向性制御に基づく骨粗鬆症治療
磯谷太一、松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由

【学会】日本バイオマテリアル学会関西ブロック第21回若手研究発表会(@同志社大学新町キャンパス臨光館、2026年8月1日)に参加しました。

2026-08-01T08:18:03Z

【展示】チタン合金製『3DPワニ博士』の紹介リーフレットを作成しました

2026-08-01T04:21:06Z

大阪大学の公式キャラクター「ワニ博士」を、金属3Dプリンティング（電子ビーム粉末床溶融結合法）で立体化した「3DPワニ博士」の紹介リーフレットを作成しました。

3DPワニ博士は、生体用チタン合金の粉末に電子ビームを照射し、一層ずつ積み上げて造形しています。力が集中しにくい六角形メッシュ構造の採用と、電子ビーム熱源による残留応力の低減により、落下にも強い設計となっています。また、金属3Dプリンティングならではの超急冷凝固によって高硬度・高強度化を実現しており、これは日本刀と同じ強化メカニズムです。

チタン合金製のため非常に軽く、小型サイズ（4.5 cm）は小さじ一杯の塩よりも軽い6 g以下、身長18 cmの特大サイズでも100 g以下です。生体用チタン合金を使用しているため、無毒で、体にも環境にも優しい素材でできています。

さらに、金属3Dプリントでは、閉じた空洞の中に別の立体を造形するといった複雑なデザインが可能です。3DPワニ博士のお腹の中にも「お宝」が入っています。振ってみると...？　よく見ると阪大ロゴや「Dr.Wani」の文字も隠れています。

ワニ博士のモデルは、1964年に本学豊中キャンパスで発見された日本初のワニ類化石「マチカネワニ」です。この化石は2025年に国の天然記念物に指定されました。

紹介リーフレットでは、3DPワニ博士の特徴に加えて、設計から成型・仕上げまでの造形プロセスもイラストで分かりやすく紹介しています。ぜひご覧ください。
★★★3DPワニ博士の紹介.pdf

【行事】M2の皆さんの就職内々定お祝い会を行いました。

2026-07-31T12:36:03Z

屋上BBQビアガーデン UMEDA大ホールにて、就職内々定のお祝い会を開催しました。
M2の皆さん、おめでとうございます！！

【論文】ElsevierのBone誌に、慢性閉塞性肺疾患（COPD）の骨折リスクの増大が骨基質配向性を含む骨質劣化によるものであることを解明した産業医大との共同研究がOA論文として掲載されました。

2026-07-31T01:37:45Z

Takayuki Nabeshima, Manabu Tsukamoto,* Ke-Yong Wang, Yosuke Mano, Daisuke Arakawa, Hitoshi Suzuki, Eiichiro Nakamura, Kazuhiro Yatera, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Akinori Sakai:
Bone quality deteriorates in mice with pulmonary emphysema despite preserved open-field-assessed spontaneous locomotor activity,
Bone, 212, (2026), 118035: 1-10.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bone.2026.118035

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Abstract
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is associated with an increased risk of fracture; however, the mechanisms underlying skeletal fragility in COPD remain incompletely understood. In particular, it is unclear whether bone deterioration is primarily attributable to physical inactivity or to intrinsic disease-related factors. In this study, we investigated the effects of emphysema on bone quality under conditions of comparable open-field-assessed spontaneous locomotor activity in an elastase-induced emphysema mouse model. Open-field-assessed spontaneous locomotor activity, feed intake, water intake, urine volume, and fecal volume did not differ between emphysema and control mice. In contrast, mice with emphysema exhibited impaired bone formation, deterioration of trabecular bone microstructure, and reduced bone material properties, including altered apatite c-axis orientation, the accumulation of advanced glycation end products, and increased bone brittleness. Exploratory cap analysis of gene expression sequencing of pooled bone marrow samples provided hypothesis-generating signals implicating mitochondrial and oxidative stress-related pathways. These results suggest that emphysema is associated with skeletal deterioration despite comparable open-field-assessed spontaneous locomotor activity and provide new insight into the mechanisms underlying fracture risk beyond bone mineral density in patients with chronic lung disease.

keywords: Chronic obstructive pulmonary disease; Bone quality; Bone microstructure; Oxidative stress; Mouse model

【学術会議シンポジウム】日本学術会議にて材料工学中長期研究戦略について、未来の学術振興構想のグランドビジョンを中心に議論されました。

2026-07-29T07:10:05Z

日本学術会議にて材料工学中長期研究戦略について、未来の学術振興構想のグランドビジョンを中心に議論されました。

【新聞】LPBFで造形したβ型Ti-42Nb合金がすぐれた強度―弾性率特性を示したことに関する記事が本日の日刊工業新聞に掲載されました。

2026-07-27T03:53:13Z

チタン合金「骨」に類似阪大など 3D造形で実現日刊工業新聞 2026年7月27日朝刊17面

【書籍】骨の科学--フロンティアが出版されました。硬組織研究の最先端を記載する定本であり10年ぶりに改訂され、中野先生や松垣先生も執筆者として加わりました。

2026-07-25T16:02:07Z

骨の科学
フロンティア
須田立雄・小澤英浩・高橋栄明　原著／田中栄・網塚憲生・宇田川信之・井上大輔・自見英治郎・仲村一郎　編著
定価 17,600円（本体 16,000円＋税10％）
総頁数：448頁 / 2色
出版社：医歯薬出版株式会社
判型：B5判
発行年月：2026年6月
ISBN978-4-263-45703-0
https://www.ishiyaku.co.jp/search/details?bookcode=457030

【論文】LPBFで造形したβ型Ti-42Nb合金がすぐれた強度―弾性率特性を示すことを示した論文がSmart Materials in Manufacturing（IF＝13.3）にOAとして掲載されました。

2026-07-25T05:24:15Z

Keitaro Miyasawa, Ryosuke Ozasa*, Daisuke Egusa, Eiji Abe, Masakazu Tane, Kazuhisa Sato, Pan Wang, Takayoshi Nakano*:
Excellent yield strength-to-Young's modulus ratio in crystallographic texture-controlled β-type Ti-42Nb alloy developed by laser powder bed fusion,
Smart Materials in Manufacturing, 5, (2027), 100148: 1-19.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.smmf.2026.100148

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Abstract
This study developed a crystallographic texture-controlled Ti-42Nb alloy via laser powder bed fusion (L-PBF), characterized its microstructures, and evaluated their contributions to mechanical properties through numerical calculations. By employing different scanning strategies in L-PBF, three types of strong textures with <001>, <011>, and <111> orientations along the building direction were successfully developed. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy analyses revealed the formation of columnar dendrites with slight elemental segregation and the absence of dislocation cells. Moreover, this study clarified the formation of small amounts of nanosized precipitates comprising ω and α″ phases. The texture-controlled specimens exhibited pronounced anisotropy in Young's modulus depending on crystal orientation, similar to that observed in single crystals, with a 2.1-fold difference between the <001>- and <111>-oriented specimens. Notably, the results clarified the contribution of the nanosized ω phase to a significant increase in yield strength without affecting Young's modulus. The <001>-oriented specimen exhibited reasonable yield strength (635.3 MPa) and plastic elongation (13.6%) while maintaining a low Young's modulus (40.9 GPa), demonstrating that the combination of texture control and nanosized ω phase formation is crucial for regulating the mechanical properties of metastable β-type Ti alloys. The yield strength-to-Young's modulus ratio of this alloy (15.5 × 10⁻³) is one of the highest values among Ti alloys. These findings provide valuable insights into microstructural control using L-PBF and highlight the impact of microstructures on both elastic and plastic mechanical behavior.

keywords: Laser powder bed fusion; Metastable β-type Ti alloy; Crystallographic texture; Microstructure; Mechanical property

【論文】等軸-柱状遷移に関するAMによるステンレス鋼の研究に関してISIJ Internationalに掲載されました。

2026-07-20T06:36:07Z

Kishin Fukushima, Masayuki Okugawa*, Yuichiro Miyata, Rei Miyawaki, Yuheng Liu, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Systematic study of rapid solidification in laser powder-bed fusion of stainless steels to verify applicability of columnar equiaxed Transition,
ISIJ International, 66 [8], (2026), 915-924.
DOI: https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2026-038

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Abstract
In recent years, microstructural control in powder-bed fusion (PBF)-type metal additive manufacturing
(AM) has attracted considerable attention. The solidification microstructure is generally described by the columnar-equiaxed transition (CET) criterion. However, we previously reported that austenitic stainless steels (SSs) melted by beam irradiation for PBF exhibit an opposite trend to the CET criteria. It is essential to systematically understand the microstructural formation behavior under the rapid cooling and highvelocity flow conditions unique to the PBF process to obtain guidelines for microstructural control of SSs. In this study, we systematically investigated the solidification behavior in laser-melted regions of austenitic, ferritic, and martensitic SSs to elucidate the dominant factors governing microstructural formation. The liquidus-solidus temperature difference (ΔT0), which varies among the SSs, was examined as a key parameter characterizing the alloy-dependent solidification behavior. Based on the digital twin analysis, we proposed that the CET criteria serve as a guideline for ferritic and martensitic SSs in the PBF process, whereas they cannot be used for austenitic SSs, which exhibit the opposite trend to the CET criteria. Additionally, the machine-learning analysis, i.e., random forest, indicated that concentrations of Si, Mn, and C particularly affect microstructural formation.

Keywords: additive manufacturing; laser powder-bed fusion; stainless steel; computational thermal-fluid dynamics; random forest.