Prostate cancer (PCa) frequently metastasizes to the bone, generally inducing osteoblastic alterations that increase bone brittleness. Although there is growing interest in the management of the physical capability of patients with bone metastasis, the mechanism underlying the impairment of bone mechanical function remains unclear. The alignment of both collagen fibrils and biological apatite (BAp) c-axis, together with bone mineral density, is one of the strongest contributors to bone mechanical function. In this study, we analyzed the bone microstructure of the mouse femurs with and without PCa cell inoculation. Histological assessment revealed that the bone-forming pattern in the PCa-bearing bone was non-directional, resulting in a spongious structure, whereas that in the control bone was unidirectional and layer-by-layer, resulting in a compact lamellar structure. The degree of preferential alignment of collagen fibrils and BAp, which was evaluated by quantitative polarized microscopy and microbeam X-ray diffraction, respectively, were significantly lower in the PCa-bearing bone than in the control bone. Material parameters including Young's modulus and toughness, measured by the three-point bending test, were simultaneously decreased in the PCa-bearing bone. Specifically, there was a significant positive correlation between the degree of BAp c-axis orientation and Young's modulus. In conclusion, the impairment of mechanical function in the PCa-bearing bone is attributable to disruption of the anisotropic microstructure of bone in multiple phases. This is the first report demonstrating that cancer bone metastasis induces disruption of the collagen/BAp alignment in long bones, thereby impairing their mechanical function
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2019.2.7
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2019.2.4
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2019.2.1
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2019.2.1
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2019.1.25
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2018.2.26
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2018.2.14
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2018.2.5
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2018.2.3
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2018.1.30
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2018.1.30
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2018.1.26
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2018.1.23
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2018.1.17
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2018.1.17
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2018.1.12
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2018.1.10
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2017.4.12
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2017.2.24
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2017.2.17
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2017.2.15
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2016.6.8
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2016.5.29
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2016.5.24
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2016.3.23
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2016.3.22
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2016.3.9
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2016.3.7
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2016.3.5
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2016.3.3
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2016.3.3
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2016.3.3
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2016.3.1
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2016.2.23
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2016.2.19
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2016.2.18
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2016.2.17
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2016.2.10
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2016.2.8
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2016.1.22
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2016.1.18
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2015.5.27
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2015.5.18
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2015.4.26
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2015.4.25
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2015.4.25
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2015.4.11
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2015.4.10
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2015.4.10
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2015.4.9
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2015.4.6
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2015.4.6
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2015.4.2
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2015.4.1
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2015.3.27
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2015.3.19
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2015.3.18
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2015.3.4
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2015.2.28
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2015.2.23
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2015.2.20
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2015.2.20
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2015.2.16
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2015.2.13
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2015.2.3
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2015.1.31
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2015.1.28
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2015.1.23
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2015.1.21
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2015.1.16
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2014.6.20
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2014.6.16
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2014.6.13
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2014.6.4
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2014.6.3
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2014.6.2
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2014.5.29
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2014.5.26
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2014.5.25
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2014.5.24
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2014.5.20
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2014.5.16
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2014.5.3
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2014.5.1
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2014.5.1
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2014.4.27
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2014.4.25
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2014.4.24
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2014.4.14
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2014.4.10
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2014.4.10
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2014.4.4
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2014.4.3
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2014.4.2
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2014.4.1
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2014.3.28
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2014.3.26
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2014.3.26
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2014.3.25
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2014.3.22
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2014.3.22
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2014.3.19
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2014.3.7
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2014.2.17
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2014.2.7
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2012.2.22
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2011.1.28
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2026.6.27
【解説】ASM International発行のAdvanced Materials & Processesに解説記事が掲載されました。
Hideki Kanematsu, Akiko Ogawa, Akira Suzuki, Takayoshi Nakano:
HOW SILICONE-BASED INORGANIC COATINGS HELP PROTECT CULTURAL HERITAGE AND HISTORICAL MONUMENTS
-Case studies on historical structures exposed to the natural environment show how a novel coating helps create a protective film with ceramic-like stability while preserving the original appearance,
Advanced Materials & Processes, 184 [4], (2026), 32-34.
PDFはこちら -
2026.6.25
【書籍】中野先生と松垣先生が分担執筆した『骨の科学フロンティア』が2026年6月25日に発刊されました。
松垣あいら、中野貴由(分担執筆):
骨の科学フロンティア、医歯薬出版株式会社、2026年6月25日発刊、ISBN:978-4-263-45703-0、pp.305-310
PDFはこちら -
2026.6.23
【論文】AMで造形した316Lステンレス鋼の機械学習を用いた結晶粒径の解析に関する論文が、Materials & DesignにOA 論文として掲載されました。
Shiro Ihara*, Shunsuke Sato, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Mitsuhiro Murayama:
Machine learning-assisted grain boundary segmentation reveals nanoscale heat treatment behavior of additively manufactured 316L stainless steel,
Materials & Design, 268, (2026), 116450: 1-10.
DOI: Abstracthttps://doi.org/10.1016/j.matdes.2026.116450
論文はこちら
PDFはこちら
Additive manufacturing produces inhomogeneous and anisotropic microstructures that differ from those in conventionally processed materials. Heat treatment is a crucial process to regulate the microstructural properties. Although estimating the resultant microstructure is a challenging issue, visualizing grain boundaries (GBs) would provide fundamental understanding of the mechanism during heat treatment. In this study, we developed a visualization method using electron diffraction mapping in transmission electron microscopy combined with machine learning. By extracting the area where the feature of electron diffraction patterns varies in the mapping data, GB region was successfully visualized. The developed image processing was applied to ex-situ heating observation of an additively manufactured 316L stainless steel (316L SS), and the curvature variation of GB before and after heat treatment was discussed. It was shown that GB bulging was likely observed around existing sub-GBs, causing unevenness in GB migration.
keywords
Electron microscopy; Machine learning; Laser powder bed fusion; Heat treatment; Grain boundary
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2026.6.20
【受賞】第46回日本骨形態計測学会(@一橋講堂)にて中野研究室のD2 森さんが学術奨励賞を、M2竹下くんが若手研究者賞を受賞しました。
〇森陶子、松垣あいら、中野貴由
配列骨芽細胞および配向化骨基質は抗菌特性を発揮する
〇竹下恭平、中西陽平、松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
基質直交配向化が生体組織の微細構造形成に及ぼす影響骨形態計測学会理事長 福島大学の風間順一郎教授とともに
第46回学会長 東京大学の疋田温彦教授とともに
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2026.6.20
【学会】第46回日本骨形態計測学会 (@一橋講堂、2026年6月18~20日)に参加しました。
2026/06/19
シンポジウム1『空間情報・画像解析技術と整形外科医療の融合』第2会場(中会議場3+4(2F))
〇[S1-3] 金属3Dプリンタの基礎と整形外科分野への適用
中野貴由
一般演題3『骨質』第3会場(中会議場1+2(2F))
〇[O3-1] 基質直交配向化が生体組織の微細構造形成に及ぼす影響
竹下恭平、中西陽平、松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
〇[O3-2] 骨インプラント材料設計に向けた新規生体適合性指標の構築
松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
〇[O3-6] 薬剤性骨脆弱化に伴う骨基質配向性変化
齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由
〇[O3-7] 配列骨芽細胞および配向化骨基質は抗菌特性を発揮する
森陶子、松垣あいら、中野貴由
一般演題5『骨代謝基礎』第3会場(中会議場1+2(2F))
〇[O5-7] エラスターゼ誘導性肺気腫マウスではアパタイト配向性が低下する
塚本学、鍋島貴行、真野洋佑、荒川大亮、王克ヨン、小笹良輔、中野貴由、酒井昭典
2026/06/20
シンポジウム3『「骨質update」骨質の基礎から最先端の知見まで』第2会場(中会議場3+4(2F))
〇[S3-1] 骨質指標としての骨基質配向性の基礎と最先端
中野貴由
一般演題8『骨、軟骨評価』第3会場(中会議場1+2(2F))
〇[O8-1] 慢性炎症モデルにおける骨基質配向性変化
松垣あいら、渡邊稜太、中野貴由
集合写真(秋田大学宮腰尚久教授のグループの皆様、ナカシマヘルスフォース高橋さん、渡邊さんとともに)
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2026.6.19
【論文】六方晶系金属を、LPBFを用いて強い結晶集合組織をもつ単結晶様合金が形成可能であることを世界で初めて示した論文がオンラインで公開となりました。
Ryosuke Ozasa, Yuta Kizawa, Kakeru Okawa, Koji Hagihara, Kazuhisa Sato, Toshiharu Matsumoto, Toko Tokunaga, Naoko Ikeo, Viritpon Srimaneepong, Pan Wang, Dorte Juul Jensen, Takayoshi Nakano*:
Design of a novel scanning strategy for formation of extremely strong textures in hexagonal materials through laser powder bed fusion,
Materials & Design, (2026)
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2026.116307
Abstract
While crystallographic texture control in cubic metals via laser powder bed fusion (LPBF) has been demonstrated in recent years, achieving such control in hexagonal metals remains a significant challenge. In the present work we present a novel route for the development of a very strong texture in a hexagonal close-packed (hcp)-structured Mg alloy through LPBF. It was achieved by employing reciprocal scanning with a 120° rotation between layers, aligning with the symmetry of Mg's hcp crystal structure. This unique scanning strategy was designed through computational simulation of the heat flux in the melt pool and consideration of the six-fold rotational symmetry along the [0001] axis of the hcp structure. The texture formation was driven by preferential <11-20> crystal growth along a direction inclined at approximately 60° to each scanning direction (0°, 120°, and 240°). The LPBF-fabricated specimens showed an anisotropic stress-strain responses in compression test owing to the crystal orientation-dependent selection of operative slip systems, similar to the behavior in a Mg single crystal. These findings highlight the potential in optimizing the scanning strategy by reflecting the symmetry of the crystal structure. This is particularly crucial for LPBF manufacturing non-cubic metals with prominent textures.
Keywords: Laser powder bed fusion; Crystallographic texture; Magnesium; Hexagonal close-packed structure; Crystal growth
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2026.6.19
【新聞】六方晶系金属であるMg合金に対して、LPBFを用いることで強い結晶集合組織を持つ単結晶様合金が形成可能であることを世界で初めて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。
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2026.6.17
【論文】AMで造形した316Lステンレス鋼の機械学習を用いた結晶粒径の解析に関する論文が、Materials & Designに受理され、OA 論文として公開されます。
Shiro Ihara*, Shunsuke Sato, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Mitsuhiro Murayama:
Machine learning-assisted grain boundary segmentation reveals nanoscale heat treatment behavior of additively manufactured 316L stainless steel,
Materials & Design, (2026), in press. -
2026.6.16
【講演】中野先生がThe 8th International Workshop on Titanium Aluminides (IWTA2026)で招待講演をおこないました。
Takayoshi Nakano:
Control of Microstructure and Crystallographic Texture in Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Metals and Intermetallics
Session 15-3 Microstructure 1, Chairperson: Florian Pyczak, 14:00-14:30, 15, June (Mon.), 2026, The 8th International Workshop on Titanium Aluminides (IWTA2026) -
2026.6.15
【解説】先端加工技術(No. 129, 2026年6月号)に中野先生、松坂先生によるハイエントロピー合金に関する解説記事が掲載されました。
松坂匡晃、中野貴由:
技術紹介1: 次世代生体材料に向けたハイエントロピー合金の設計と高機能化
先端加工技術, 129, (2026), 4-6.
PDFはこちら -
2026.6.11
【論文】International Journal of Lightweight Materials and Manufacture(IF=4.6)に、電子ビーム粉末床溶融結合法(EB-PBF)で作製したTi-6Al-4V製ウェーブスプリングの設計・プロセス・特性評価について示した論文がオンラインで公開されました。
Niyonkuru Benjamin, Kashif Azher, Muhammad Rizwan ul Haq, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano, Aamer Nazir:
Design-process-property characterization of Ti-6Al-4V wave springs manufactured via the electron beam powder bed fusion process,
International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, (2026) Wave Springs (WSs); Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM); Quasi-static Compression; Geometric Accuracy; Surface Roughness; Material CharacterizationDOI: https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2026.05.004
Abstract
Wave springs (WSs) are compact, lightweight alternatives to helical springs; although additive manufacturing enables complex WS geometries, prior work has focused on polymers. Herein, we design and manufacture Ti-6Al-4V WSs via electron beam additive manufacturing (EBAM). Seven WSs were designed using SolidWorks, and the fabricated specimens were evaluated through geometrical accuracy, surface roughness, quasi-static compression testing, and material characterization techniques. EBAM produced near-net geometry compared with the CAD, showing only minor deviations, with the lowest being 0.04 mm (WS2) and the largest being a 2.7 mm reduction in the height of WS7. In contrast, WS7 exhibited the smoothest top surface, with arithmetic mean height (Sa) values of 0.007 μm, whereas the surface along the build orientation was considerably rougher, with Sa values ranging from 45.84 μm (WS5) to 463 μm (WS1). WS2 and WS3 showed the best compressive response, sustaining peak loads of 6.84 kN and 8.267 kN, with energy absorption of 74 J and 75 J, respectively. SEM revealed unfused powder sticking to the sidewalls, which is linked with the higher Sa values on build-direction faces, while XRD showed only α-Ti (HCP) peaks. This study enables EBAM WS manufacturability and explicitly links geometry, process, and performance.
keyword:
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2026.6.9
【訪問】防衛装備庁の伊藤秀人装備官(海将)らに3DPTec統合センターを訪問いただきました。
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2026.6.7
【シンポジウム】中野先生が日本学術会議生体医工学分科会副委員長として、仙台で開催された第65回日本生体医工学会大会に出席しました。
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2026.6.2
【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に受理されました。
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, (2026), in press. -
2026.5.29
【新聞】金属3Dプリンターを用いて、高品質なニッケル基超合金単結晶の獲得に成功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。
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2026.5.28
【講演】7月19日に東京・日本橋で行われる日本3Dプリンティング矯正歯科学会第5回学術大会にて、中野先生が教育講演を行います。テーマは「先端AM技術と独創的アイデアで拓く歯科医療革命」です。時間のある方はぜひご参加ください。
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2026.5.27
【論文】International Journal of Lightweight Materials and Manufacture(Elsevier)にトルコとの共同研究で、PBF-EBで作製したTi-64合金のスプリングのデザインと特性との関係に関する論文が受理されました。
Niyonkuru Benjamin, Kashif Azher, Muhammad Rizwan ul Haq, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano, Aamer Nazir*:
Design-process-property characterization of Ti-6Al-4V wave springs manufactured via the electron beam powder bed fusion process,
International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, (2026), in press. -
2026.5.27
【論文】六方晶系金属を、LPBFを用いて強い結晶集合組織をもつ単結晶様合金が形成可能であることを世界で初めて示した論文が、Materials & Designに受理されました。
Ryosuke Ozasa, Yuta Kizawa, Kakeru Okawa, Koji Hagihara, Kazuhisa Sato, Toshiharu Matsumoto, Toko Tokunaga, Naoko Ikeo, Viritpon Srimaneepong, Pan Wang, Dorte Juul Jensen, Takayoshi Nakano*:
Design of a novel scanning strategy for formation of extremely strong textures in hexagonal materials through laser powder bed fusion,
Materials & Design, (2026), in press. -
2026.5.23
【講演】中野先生が、第99回日本整形外科学会学術総会でシンポジウム招待講演を行いました。
中野貴由:
骨質医療を見据えたバイオマテリアル研究の進歩、
第99回日本整形外科学会学術総会、
シンポジウム47 『過去 100 年の進歩 ―基礎―』、
2026年5月23日(土) 8:00~9:20、第1会場(神戸ポートピアホテル 南館1F ポートピアホール) -
2026.5.22
【新聞】第10回ものづくり日本大賞で内閣総理大臣賞を受賞した、中野研で研究・開発された脊椎スペーサーを製造販売するナカシマヘルスフォースの記事が、5月22日の日刊工業新聞に掲載されました。
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2026.5.22
【新聞】阪大応援団の新団旗の「竿頭」を、3DPTec統合センターにて金属3D造形しました。学章をモチーフにした複雑かつ独自性の高いデザインと、空気抵抗を抑えた高い機能性の両立が実現されています。本日の日刊工業新聞に掲載されました。
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2026.5.13
【論文】PBF-LB/Mにより単結晶化度の高いIN738LCの作製に成功したことがMaterials & Design(Elsevier)に受理され、OA論文として掲載されました。
Masayuki Okugawa*, Kazufumi Nose, Sei Hirooka, Sukeharu Nomoto, Yuheng Liu, Makoto Watanabe, Yuichiro Koizumi*, Takayoshi Nakano:
Fully single-crystallization of IN738LC Ni-based superalloy fabricated by laser powder-bed fusion through optimal thermal annealing,
Materials & Design, 266, (2026), 116222: 1-11.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2026.116222
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Abstract
The application of additive manufacturing (AM) to Ni-based superalloys has attracted considerable attention because it enables the production of high-temperature parts that are lighter, integrally formed, and less expensive. However, single-crystal fabrication of precipitation-hardened Ni-based superalloys using AM remains challenging. This study demonstrates that a single crystal (SX) of the IN738LC Ni-based superalloy can be fabricated via laser powder bed fusion (PBF-LB) and the quality of the built SX part can be improved via optimal thermal annealing. The as-fabricated part exhibits inhomogeneities in crystal orientation: the central area is a single crystal, whereas the edges are polycrystalline. The crystal orientation of the single-crystal region is largely affected by gas flow during the build, which could be detected by the in-process melt pool monitoring system. Additionally, significant solute-element segregation is observed in the microstructure of the single-crystal region, consistent with the distribution predicted by the multi-phase-field simulation. Notably, we found that anomalous grain growth, induced by optimal annealing at 1200 °C, selectively expands the SX region while eliminating solute-element segregation, thereby improving the overall quality of the single-crystal part. These findings provide insight into the development of single-crystal fabrication via the PBF-LB process for aerospace and energy applications.
keywords: Additive manufacturing; Laser powder bed fusion; Ni-based superalloy; Single-crystal fabrication; µ-Helix scan
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2026.5.11
【HP】ヒット数が43万件を突破!
中野研HPのヒット数が43万件を突破しました。
いつもご覧いただき、ありがとうございます。 -
2026.5.9
【行事】中野研究室恒例の新入生歓迎BBQを行いました。
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2026.5.8
【視察】3DPTec統合センターを、三菱重工(株)大宮名誉顧問殿(元 会長・社長)ご一行が視察されました。
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2026.4.30
【学会】中野研究室のメンバーが 2026 MRS Spring Meeting(@Honolulu, United States of America, 4月26日~5月1日)に参加しています。
2026/04/27
〇Creation of Materials by Super-Thermal Field in Additive Manufacturing--From Digital-Twin Science to the Future of Non-Equilibrium Materials Design
Yuichiro Koizumi, Masayuki Okugawa, Yoshitaka Adachi, Kohei Morishita, Kazuhisa Sato, Yoshiaki Toda, Takuya Ishimoto, Teiichi Kimura, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Control of Crystallographic Textures and Macroscopic Shapes via Metal Additive Manufacturing
Takayoshi Nakano
2026/04/28
Invited Speaker
〇Creep Deformation Mechanism of LPBFed Near α, and Near β - Ti Alloys
Yoko Yamabe-Mitarai, Yoshiaki Toda, Tetsuya Matsunaga, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Tsutomu Ito, Takayoshi Nakano
〇Control of Microstructure and Functionality of Metastable Beta-Type Titanium Alloy Through Laser Powder Bed Fusion
Keitaro Miyasawa, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano
〇Microstructural Design of β-Phase Ti Alloys with Low Young's Modulus
Masakazu Tane, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano
〇Guiding Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stromal Cells by Periodic Grooved Surfaces Fabricated via Metal Additive Manufacturing
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Microstructure Control of TiAl Alloys by Electron Beam Powder Bed Fusion
Hiroyuki Yasuda, Ken Cho, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano
〇Strengthening of IN718 by the Artificial Introduction of Interfaces Between Differently Oriented Crystallographic Regions in L-PBF
Taichi Kikukawa, Takuya Ishimoto, Tsuyoshi Mayama, Takayoshi Nakano
〇Neutron Diffraction Study of Internal Residual Stress Distribution in Stainless Steel Fabricated by Laser Powder Bed Fusion
Ken Cho, Koki Tanaka, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi and Hiroyuki Yasuda
2026/04/29
〇APB Superelasticity in Fe3Al Single Crystals Fabricated by Laser Powder Bed Fusion
Yuheng Liu, Tsubasa Sato, Masayuki Okugawa, Kazuhisa Sato, Yoshitaka Adachi, Jerome Adrien, Eric Maire, Hiroyuki Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi -
2026.4.30
【論文】Taylor & FrancisのTransactions of the IMFにバイオフィルムに関する論文が受理されました。
Hideyuki Kanematsu*, Akiko Ogawa, Ryoichi Ichino, Takayoshi Nakano:
International Standards for Evaluating Antibacterial, Antiviral, and Antibiofilm Properties of Surface-Finished Materials: A Critical Review
Transactions of the IMF, (2026), in press.
DOI: https://doi.org/10.1080/00202967.2026.2668841 -
2026.4.30
【論文】レーザー粉末床溶融法(L-PBF)の超急冷を用いて、結晶配向と高Sn含有準安定状態を実現したβ-Ti合金の機能性向上に関する論文がAdditive Manufacturing誌(IF=11.1)にオープンアクセスとして掲載されました。
Naoki Nohira*, Cheng Chen, Yilin Jin, Wan-Ting Chiu, Akira Umise, Takeshi Teramoto, Masaki Tahara*, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda:
Introducing a novel fabrication route for metastable β-type Ti-Cr-Sn alloys with ultra-high Sn content using pure elemental mixed powders via laser powder bed fusion,
Additive Manufacturing, (2026), 124, 105213; 1-12.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.addma.2026.105213
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Abstract
This study investigates the fabrication of ultra-high Sn-containing metastable β-type Ti-Cr-Sn alloys using Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). By utilizing the rapid solidification inherent to L-PBF, retention of an ultra-high Sn metastable β phase at room temperature was achieved in compositions that are difficult to obtain via conventional processing routes. To address a key challenge in L-PBF, the high material cost associated with pre-alloyed powders, a mixture of pure elemental powders was employed as a cost-effective alternative feedstock. The effects of laser power on the microstructure, phase constitution, crystallographic texture, and mechanical properties of the as-built specimens were systematically evaluated. The results demonstrate that L-PBF successfully produced a homogeneous ultra-high Sn β solid solution while effectively suppressing the formation of ω phase and Ti3Sn compounds. Under the highest laser power condition of 360 W, complete melting and the formation of a single β phase were achieved. The conventional unidirectional laser scanning strategy (X-scan), in which the scanning direction is kept constant between layers, resulted in <110>β alignment along the build direction and <100>β alignment along the scan direction. The specimen fabricated at 360 W exhibited the most homogeneous microstructure, together with appropriate strength, excellent ductility, and low Young's modulus. These findings demonstrate the feasibility of low-cost processing via L-PBF while achieving enhanced functional performance in high-Sn metastable β-Ti alloys.
keywords: Additive manufacturing; β-Ti alloys; Laser powder bed fusion; Metastable; Ti-Cr-Sn -
2026.4.26
【招待講演】中野先生が2026 MRS Spring Meetingで招待講演をしました。
Takayoshi Nakano:
Control of crystallographic textures and macroscopic shapes via metal additive manufacturing,
Creation of Materials by Super-Thermal Field in Additive Manufacturing--From Digital-Twin Science to the Future of Non-Equilibrium Materials Design,
2026 MRS Spring Meeting,
Honolulu, 27th April 2026, 1:45pm - 2:15pm, Makiki Room (2F), Prince Wikiki
招待講演の様子
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2026.4.25
【論文】Materials Transactionsに、電子ビーム積層造形法で作製した純チタン表面上のNiTiコーティングにおいて、熱処理による組織の均質化と耐摩耗性の向上を示した論文が掲載されました。
Lei Wang, Masayuki Okugawa*, Yuheng Liu, Ken Cho, Yuichiro Koizumi*, Hiroyuki Y. Yasuda and Takayoshi Nakano:
Microstructural Evolution and Wear Resistance Enhancement of Electron-Beam-Fabricated Nickel Titanium Coatings on Titanium by Heat Treatment,
Materials Transactions, 67 (2026) 771-782.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2025170
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Abstract
We previously proposed a novel method for fabricating NiTi coatings on pure Ti surfaces using electron-beam multi-track scanning to improve wear resistance. However, electron-beam scanning coatings exhibit spatial inhomogeneity in phase and elemental distributions, which is suggested to decrease wear resistance. In the present study, we investigated the effects of heat treatment on reducing inhomogeneity and improving the performance of the coatings. As a result, the homogeneity of the electron beam (EB) scanned coatings was significantly enhanced after annealing (900°C, 10 min), and then the Ni4Ti3 phase precipitated in the annealed EB-scanned coatings after aging (400°C, 60 min). The results of nanoindentation show that the hardness/indentation modulus (H/E) ratio and depth recovery ratio (ηd,h) of the Ti-rich EB-scanned coatings increased by 27% and 21%, respectively, after annealing and aging. The H/E ratio and ηd,h of the Ni-rich EB-scanned coating improved by 8% and 14%, respectively, after annealing and aging. The wear test results demonstrate that the wear rates of the two coatings decreased by 52% and 26% after annealing and aging, respectively, approaching the wear performance of bulk Nitinol.
keywords: commercially pure titanium; nickel titanium coating; heat treatment; mechanical properties; wear resistance -
2026.4.24
【AM委員会】中野先生が委員長を務めた、経済産業省での金属AMの普及拡大・活用促進に向けた検討会報告書が公開されました。
【公開先URL】
https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/mono/sokeizai/AM-WG.html
★報告書<概要版>はこちら
★報告書はこちら
★参考資料集はこちら -
2026.4.17
【行事】中野研究室の新B4歓迎会が行われました。
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2026.4.17
【論文】レーザを用いたチタン合金の表面改質に関する国際共同研究が、Optics & Laser Technology(IF=5.0)に掲載されました。
Ran Wang, Hitoshi Soyama, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi, Xiaowei Zhang, Deliang Zhang, Xiaoli Zhao*:
Enhancement of wear resistance in Ti-30Zr-5Mo implants via laser cavitation peening,
Optics & Laser Technology, 201 (2026) 115311: 1-13.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2026.115311
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Abstract
In this study, laser cavitation peening without coating (LCPwC) was employed to enhance the wear resistance of Ti-30Zr-5Mo alloy for implant applications by inducing a multiscale gradient surface structure through laser-water interaction and surface oxidation. LCPwC was performed at pulse densities of 10, 50, and 100 pulses/mm2, producing an oxide layer comprising TiO2, Ti2O3, and ZrO2. With increasing pulse density, the TiO2 fraction decreased from 76.8% to 56.9%, whereas the Ti2O3 and ZrO2 fractions increased from 6.7% to 20.9% and from 5.1% to 13.8%, respectively. The oxide layer exhibited a nanograined structure, and the average grain size decreased from 12.1 to 9.1 nm before increasing slightly to 9.5 nm, suggesting initial grain refinement followed by limited grain growth at higher pulse densities. The surface roughness increased from 0.4 μm for the untreated alloy to 1.5-4.0 μm after treatment, while the water contact angle increased from 64.9° to 121.2-130.1°, indicating increased surface hydrophobicity. The surface microhardness increased from 290 HV for the untreated alloy to 360, 392, and 403 HV after treatment, and the residual compressive stress increased in magnitude from −74 to −179 MPa. Wear testing showed that the specimen treated at 10 pulses/mm2 exhibited improved tribological performance, with a 26.2% reduction in wear volume, a 50% reduction in wear mass, and a decrease in the coefficient of friction from 0.56 to 0.12. These improvements were mainly attributed to the formation of a protective oxide layer and the increase in surface hardness induced by LCPwC. Overall, LCPwC is an effective strategy for improving the tribological performance of Ti-30Zr-5Mo alloy and represents a promising approach for implant surface modification.
Keywords
Laser cavitation peening without coating; Ti-30Zr-5Mo alloy; Tribological behavior; Surface oxidation; Phase transformation
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2026.4.17
【講演】Changwon National UniversityのProf. Jehyun Leeが訪問され、特別講演会を行いました。
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2026.4.15
【論文】レーザー粉末床溶融法(L-PBF)の超急冷を用いて、結晶配向と高Sn含有準安定状態を実現したβ-Ti合金の機能性向上に関する論文がAdditive Manufacturing誌(IF=11.1)に受理されました。
Naoki Nohira*, Cheng Chen, Yilin Jin, Wan-Ting Chiu, Akira Umise, Takeshi Teramoto, Masaki Tahara*, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda:
Introducing a novel fabrication route for metastable β-type Ti-Cr-Sn alloys with ultra-high Sn content using pure elemental mixed powders via laser powder bed fusion,
Additive Manufacturing, (2026), in press. -
2026.4.10
【新B4配属】中野研へ新B4として9名の配属が決定しました。
新B4
奥村 志真 君
角田 兼志郎 君
木村 結月 さん
佐々木 皓政 君
社領 勇司郎 君
疊開 敬志 君
中村 悠太郎 君
原田 竹蔵 君
細谷 周吾 君 -
2026.4.3
【行事】中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日、新M1歓迎会が行われました。内部進学者の中野研出身7名が配属になりました。さらには、新しい秘書の方も2名参加され、新たなスタートを迎えました。より一層賑やかな研究室にしていきます!4月10日には新B4が配属されます。
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2026.4.2
【論文】Journal of Materials Research and Technology(IF=6.6)にLPBFによるTiAlの層状組織の方向制御に関する論文がOA論文として掲載されました。
Sung-Hyun Park, Ozkan Gokcekaya, Kazuhisa Sato, Ji-Sung Park, Chae-Won Kim, Myung-Hoon Oh, Seong-Woong Kim*, Takayoshi Nakano*:
Formation of a bi-directional α₂/γ lamellar microstructure through crystallographic texture control in a γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion,
Journal of Materials Research and Technology, 42 (2026) 2625-2637.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2026.03.273
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Abstract
This study presents, for the first time, a bi-directional α₂/γ lamellar microstructure achieved in a γ-titanium aluminide (γ-TiAl) alloy via laser powder bed fusion (LPBF). In the as-built condition, the microstructure was predominantly composed of the α₂ phase, in which a crystallographic lamellar microstructure (CLM) consisting of two differently oriented crystallographically textured layers was established. In the major layer, the {0001} direction was oriented perpendicular to the building direction (BD), whereas in the minor layer, it was nearly aligned parallel to the BD. After heat treatment the previously formed CLM was preserved, thereby governing the orientation of the subsequently formed α₂/γ lamellae according to the Blackburn orientation relationship. Therefore, a bi-directional α2/γ lamellar microstructure was obtained, with lamellae oriented parallel (0°) and perpendicular (90°) to the BD in the major and minor layers, respectively. The individual nano-hardness measurements revealed values of 9.3 ± 0.4 GPa for the major layer and 10.4 ± 0.8 GPa for the minor layer, which are much higher than those of γ-TiAl alloys produced by other processing methods. This unique microstructural formation was primarily enabled by a peritectic reaction-based alloy design combined with process-induced crystallographic texture control, highlighting a new pathway for microstructural design of γ-TiAl alloys and potentially enabling improved mechanical performance.
Keywords
γ-titanium aluminide; Laser powder bed fusion; Crystallographic texture; Peritectic reaction; Directional lamellar microstructure -
2026.4.1
【論文】Journal of Materials Research and Technology(IF=6.6)にLPBFによるTiAlの層状組織の方向制御に関する論文が受理されました。
Sung-Hyun Park, Ozkan Gokcekaya, Kazuhisa Sato, Ji-Sung Park, Chae-Won Kim, Myung-Hoon Oh, Seong-Woong Kim*, Takayoshi Nakano*:
Formation of a bi-directional α₂/γ lamellar microstructure through crystallographic texture control in a γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion,
Journal of Materials Research and Technology, (2026), in press.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2026.03.273 -
2026.4.1
【解説】日本骨形態計測学会雑誌に2つの解説が掲載されました。
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2026.3.31
【新聞】4月1日から異方性カスタム設計・AM研究開発センターが3DPTec統合センターと名称変更され、益々パワーアップします。センター長は引き続き中野先生が務め、大阪大学=3DPとしてのブランディングに努めます。本日の日刊工業新聞の一面に掲載されました。
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2026.3.31
【論文】ACS Applied Energy Materials(IF=5.6)に、AM触媒に関する論文が掲載されました。
Naoyuki Hayashida, Hyo-Jin Kim, Kazuki Shun, Hideto Yoshida, Takayoshi Nakano, Kohsuke Mori*:
PdAg Nanoparticles Supported on Na₂Ti₃O₇ for CO₂ Hydrogenation into Formic Acid: Expanding Catalyst Design from Powder to a Metal 3D-Printed Self-Catalytic Reactor,
ACS Applied Energy Materials, (2026), 9, 4887−4896
DOI: https://doi.org/10.1021/acsaem.6c00086
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Abstract
Formic acid (FA: HCOOH) has emerged as a promising hydrogen storage material because of its high hydrogen storage density and ease of handling. Thus, a practical and rational heterogeneous catalyst for FA synthesis via liquid-phase CO2 hydrogenation is highly expected. In this study, we first prepared PdAg alloy nanoparticles (NPs) supported on Na2Ti3O7 via simple ion-exchange followed by chemical reduction. These powdered specimens promote the efficient selective hydrogenation of CO2 to give FA even under mild reaction conditions. The attack of the dissociated H atom on the HCO3- intermediate was found to be the rate-determining step, which is facilitated by PdAg alloy NPs with a low Pd/Ag ratio. The insights obtained from the powdered specimens were subsequently applied to the design of a self-catalytic reactor fabricated using metal three-dimensional (3D)-printing technology. Oxidation and hydrothermal treatment under alkaline conditions of cylindrical-shaped Ti-based catalytic reactors produced Na2Ti3O7 nanofibers on their surface, which further enabled the deposition of PdAg NPs via ion-exchange followed by chemical reduction, and facilitated the liquid-phase CO2 hydrogenation into FA. We also investigated the influence of 3D-printing scan strategies on the microstructure and catalytic performance by changing the laser scan direction.
Keywords
PdAg alloy nanoparticles; formic acid; Na₂Ti₃O₇; metal 3D-printing; catalytic reactor
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2026.3.27
【論文】AM触媒に関する論文がACS Applied Energy Materialsに受理されました。
Naoyuki Hayashida, Hyo-Jin KIM, Kazuki Shun, Hideto Yoshida, Takayoshi Nakano, Kohsuke Mori*:
PdAg Nanoparticles Supported on Na₂Ti₃O₇ for CO₂ Hydrogenation into Formic Acid: Expanding Catalyst Design from Powder to Metal 3D-printed Self-Catalytic Reactor,
ACS Applied Energy Materials, (2026), in press.
DOI: https://doi.org/10.1021/acsaem.6c00086 -
2026.3.25
【論文】Materials Transactionsに「Al-Si亜共晶合金の粉末床溶融結合における急速加熱・冷却条件を対象とした計算・実験統合解析」に関する論文が掲載されました。
Masayuki Okugawa, Yuya Furushiro, Seori Motoyama, Yuheng Liu, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi :
Integrated Computational and Experimental Study on Rapid Heating and Cooling Conditions in Powder-Bed Fusion of Al-Si Hypoeutectic Alloys, Vol. 67, No. 4 (2026) pp. 535 to 542
DOI: http://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2025132
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Abstract
Al alloy parts fabricated by powder-bed fusion (PBF) have garnered significant attention, and inoculant rare-earth elements are typically introduced to enhance their mechanical properties. However, extracting rare-earth elements raises powder costs and mining poses environmental risks. Therefore, a novel grain refinement method for the PBF process that does not rely on inoculation is needed. We previously proposed that the intrinsic heterogeneous nucleation caused by rapid heating during the PBF process is key to a novel grain refinement strategy. It is essential to understand the relationships between laser irradiation parameters, melting and solidification conditions, and the resulting microstructure to provide guidelines for microstructure control in the PBF process. In this study, we investigated melting and solidification conditions in the PBF process of Al-Si hypoeutectic alloy by computational thermal-fluid dynamics simulations. It was found that the heating rates in the PBF process are around 108 K/s and are 10 times higher than the cooling rates, and these rapid heating and cooling conditions are suggested to cause the intrinsic heterogeneous nucleation unique to the PBF of the Al-Si hypoeutectic alloy. Furthermore, the melting and solidification conditions vary significantly within the melt pool, and the experimental microstructural inhomogeneity at the melt pool boundary can be explained based on the distribution of melting and solidification conditions. In addition to the rapid solidification unique to the PBF process, the focus on rapid heating paves the way for a wider range of microstructure control.
Keywords
additive manufacturing; laser powder-bed fusion; Al-Si hypoeutectic alloy; computational thermal-fluid dynamics -
2026.3.25
【受賞】第10回ものづくり大賞の受賞式(内閣総理大臣官邸大ホールにて)があり、中野研で研究・開発された脊椎スペーサーを製造販売するナカシマヘルスフォースが受賞。授賞式に出席し、高市総理大臣より表彰されました。
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2026.3.25
【卒業式】中野研の修士課程7名、学部4年生8名が無事、修了、卒業しました。おめでとうございます!修士課程の2名は引き続き中野研の博士後期課程へと進学します。
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2026.3.24
【講演】中野先生が、JPC関西講演会(〜「レーザーが切り拓く、ここまで来たAdditive Manufacturing」 航空宇宙から医療まで -- 最新AM動向と次世代材料・プロセス 〜)で基調講演をしました。
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【開催趣旨】
Additive Manufacturing(AM)は、試作技術の域を超え、いまや設計思想・生産プロセス・産業構造そのものを変革する中核技術へと進化しました。材料科学、加工プロセス、装置性能、さらにはデジタル技術との融合により、「作れなかったものが作れる」「作り方そのものを再定義する」段階に到達しています。本講演会では、「ここまで来た Additive Manufacturing」という視点のもと、AMが現在どこまで進展し、何が実用段階に入り、次に何が起ころうとしているのかを多角的に議論します。研究、設計、製造、デジタルの各領域が交差する現在、AMは単なる加工技術ではなく、競争力を生む戦略技術としての意味を持ち始めています。本講演会が、AMの「現在地」を正しく理解し、次の一手を考える機会となることを期待しています。
【シンポジウム概要】
日 時 : 2026年3月24日(火) 13:30〜16:45 その後情報交換会
会 場 : 産業創造館 会議室E (〒541-0053 大阪市中央区本町1-4-5)
アクセス https://shisetsu.sansokan.jp/access.html
主 催 : 特定非営利活動法人日本フォトニクス協議会JPC関西 協 賛 :(一社)レーザー学会、可視光半導体レーザー応用コンソーシアム(VLDAC)、株式会社 オプトロニクス社、(一社)日本Additive Manufacturing学会
【基調講演】13:35〜14:45(70分)
AMによる形状・材質制御とレーザAMによる医療デバイスへの応用 中野 貴由 教授(大阪大学 大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻) KW:AMによるモノづくり、レーザ粉末床溶融結合法、結晶方位制御、革新的設計手法、脊椎椎体間スペーサー -
2026.3.18
【論文】 Biomaterials(IF=12.9)に「金属インプラントの安全性予測が可能な新しい生体親和性(細胞適合性)指標『VITA Index』の開発」に関する論文がOA論文として掲載されました。
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano* :
A VITA Index for Predicting Cytocompatibility of Metallic Biomaterials Based on Ion Release and Toxicity, Biomaterials, 331, (2026), 124101
DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124101
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Abstract
Biocompatibility and cytocompatibility are critical early considerations in the development of metallic biomaterials for implantable devices; however, conventional in vitro cytotoxicity evaluations typically assess corrosion behavior or cytotoxicity independently and fail to account for their coupled effects on metal-ion release-driven cytocompatibility. Here, we present a novel Velocity-Ion Toxicity-Affinity (VITA) Index--a quantitative and mechanistically informed framework that integrates electrochemical dissolution (corrosion) behavior with ion-specific cytotoxicity to evaluate in vitro biocompatibility governed by metal-ion release. By combining corrosion profiling with cell-based cytocompatibility assays (using osteoblasts and fibroblasts as a representative model), the VITA Index demonstrates first-order accuracy, capturing robust correlations between ion-release kinetics and cell viability across both established biomedical alloys and emerging materials, including high-entropy alloys. The VITA Index enables rapid and mechanistically informed screening of candidate metallic biomaterials and provides a practical framework for in vitro biocompatibility assessment, cytotoxicity prediction, and data-driven alloy design for future implant applications.
Keywords
In vitro cytocompatibility; VITA Index (Velocity-Ion Toxicity-Affinity); Metal ion toxicity; Biomedical alloys design; Osteoblast response; Corrosion behavior -
2026.3.16
【受賞】中野研と共同開発したUNIOS PLスペーサーの製品化によって、ナカシマヘルスフォース(株)高橋氏、渡邉氏らを含む6名が第10回「ものづくり日本大賞」(内閣総理大臣賞)を受賞することになりました。高橋氏は中野研で博士(工学)を取得、渡邉氏は中野研で修士課程を修了後、中野研で博士(工学)を取得しています。おめでとうございます。
【本賞の趣旨】
内閣総理大臣表彰「ものづくり日本大賞」は、日本の産業・文化の発展を支え、豊かな国民生活の形成に大きく貢献してきたものづくりを着実に継承し、新たな事業環境の変化にも柔軟に対応しながらさらに発展させていくため、ものづくりの第一線で活躍する各世代のうち、特に優秀と認められる方々を表彰する制度です。候補者となる個人及びグループは、原則として現役の勤労者(製造・生産現場の中核を担っている中堅人材や、伝統的・文化的な「技」を支えてきた熟練人材、今後を担う若年人材など、ものづくりの第一線で活躍する各世代)です。特に、昨今我が国製造業が直面している様々な事業環境の変化に柔軟に対応し、新たな付加価値を提供する人材にスポットライトを当て、広く発信していくことが、ものづくりに携わる全ての方々の意欲向上につながると考えています。
【受賞者】
高橋 広幸 ナカシマヘルスフォース株式会社
佐藤 雄一 ナカシマヘルスフォース株式会社
藤田 圭生 ナカシマヘルスフォース株式会社
石井 力渡 ナカシマヘルスフォース株式会社
渡邊 稜太 ナカシマヘルスフォース株式会社
森野 未来 ナカシマヘルスフォース株式会社
【受賞題目】
第10回内閣総理大臣賞「世界初!金属3Dプリンターによる骨質を制御可能とする脊椎スペーサーの開発・製品化」
受賞については
➡https://www.monodzukuri.meti.go.jp/prizewinner/10/index.html
内容については
➡https://www.monodzukuri.meti.go.jp/prizewinner/10/01_02.html -
2026.3.16
【論文】Acta Materialia(IF=9.3)に欠陥を考慮したデータ選択型機械学習(DSML)を開発するとともに、AMで作製したAlSi10Mgに適用できることを示した論文が掲載されました。
Jeong Ah Lee, Yeon Woo Kim, Takayoshi Nakano, Hyomoon Joo, Jeong Min Park*, Hyoung Seop Kim*:
Data-Selective Machine Learning Framework (DSML) for Defect-Aware, Interpretable Yield-Strength Prediction for LPBF Fabricated AlSi10Mg Alloys, Acta Materialia, 309 (2026) 122101.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122101
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Abstract
The yield strength of laser powder bed fusion (LPBF) alloys remains challenging to predict owing to defect-driven variability that cannot be captured by conventional near-dense empirical equations. Here, we develop a data-selective machine learning (DSML) pipeline that integrates data-driven black-box modeling with physics-informed white-box modeling through symbolic regression to derive a defect-aware, interpretable closed-form equation. A dual-source dataset was constructed, including 44 fully labeled datasets (process parameters, microstructural features, and mechanical properties), and 111 process-only datasets containing porosity data. The DSML framework identifies critical descriptors and then embeds a porosity sub-model into a closed-form yield-strength equation, explicitly capturing the influence of process-induced defects. Validation was performed via AlSi10Mg fabricated using LPBF under six distinct conditions. The results revealed that the porosity-aware white-box model achieves a coefficient of determination of 0.90 and mean absolute error (MAE) of 9.51 MPa, outperforming both the black-box predictor and a widely used cell-size-based empirical relation (MAE = 41.98 MPa). The recovered terms align with known mechanisms (effective load-bearing reduction by pores and boundary-mediated strengthening) and preserve dimensional consistency, enabling the construction of process-design maps for defect-aware optimization. By internalizing defect effects in an interpretable equation and performing rigorous validation against independent experimental conditions, this work provides a reproducible, physics-consistent route to determining process-structure-property relationships for LPBF AlSi10Mg and a scalable foundation for incorporating additional strengthening mechanisms in next-generation LPBF materials.
Keywords
Laser powder bed fusion (LPBF); Al-Si-Mg alloy; Machine learning; Yield strength; Porosity; Symbolic regression -
2026.3.11
【学会】日本金属学会2026年(第178回)春期講演大会(@千葉工業大学、3月11日~3月13日)に参加しています。
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2026.3.11
【論文】Virtual and Physical Prototypingにレーザ粉末床溶融結合法によるハステロイXにおける等軸柱状遷移に関する論文が掲載されました。
Masayuki Okugawa, Haruki Yoshima, Yuheng Liu, Pan Wang, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Single-track investigation of rapid solidification conditions of Hastelloy-X Ni-based superalloy in laser powder-bed fusion and applicability of columnar equiaxed transition criteria, Virtual and Physical Prototyping, 21 (2026) e2639906.
DOI: https://doi.org/10.1080/17452759.2026.2639906
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ABSTRACT
To understand the applicability of the columnar-equiaxed transition (CET) criteria to the rapid cooling conditions unique to the powder-bed fusion (PBF) type additive manufacturing (AM) process, we investigated relationships between the microstructure and the solidification conditions of Hastelloy-X (HX) Ni-based superalloy. Experimental observation revealed columnar crystals are formed in the single-track melt region, and the corresponding computational thermal-fluid dynamics simulations suggest the solidification conditions are mostly out of the range of the solidification conditions conventionally considered for the microstructure controlling: temperature gradient G = 1.0 × 105-2.0 × 108 K m−1 and solidification rate R = 1.0 × 10−3-4.0 × 100 m s−1. Combining the experimental and computational data, the microstructural morphology of HX was within the range predicted to be columnar crystals in terms of the CET criterion and the parameters obtained by the experiment under conventional solidification conditions. This study sheds light on the applicability of the CET criteria to the PBF process and facilitates the microstructure control of PBF-fabricated structural alloys.
Keywords
Additive manufacturing; Hastelloy-X nickel-based superalloy; powder bed fusion; selective laser melting; computational thermal-fluid dynamics simulation -
2026.3.10
【受賞】第7回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会にて、M2の宮澤君が優秀講演賞を受賞しました。
○宮澤 啓太郎、小笹 良輔、中野 貴由、窒素雰囲気下での金属積層造形によるTi-42Nb合金の力学特性制御
優秀講演賞、長岡東京技術大学東京サテライトキャンパス、2026年3月10日 -
2026.3.10
【論文】Acta Materialia(IF=9.3)に欠陥を考慮したデータ選択型機械学習(DSML)を開発するとともに、AMで作製したAlSi10Mgに適用できることを示した論文が受理されました。
Jeong Ah Lee, Yeon Woo Kim, Takayoshi Nakano, Hyomoon Joo, Jeong Min Park*, Hyoung Seop Kim*:
Data-Selective Machine Learning Framework (DSML) for Defect-Aware, Interpretable Yield-Strength Prediction for LPBF Fabricated AlSi10Mg Alloys, Acta Materialia, in press (2026). -
2026.3.9
【受賞】M2菊川泰地君が、大阪大学工業会賞を受賞し、3月9日に授賞式が行われました。
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2026.3.9
【イベント】TCT Japan 2026において中野先生がパネルディスカッションに登壇しました。
2026年1月に東京ビッグサイトで開催された TCT Japan 2026 において、「付加価値生産性から考える、これからのAMと日本のものづくり」をテーマとしたパネルディスカッションが行われ、中野先生が登壇しました。デンソー株式会社、SOLIZE PARTNERS株式会社の登壇者とともに、アディティブ・マニュファクチャリング(AM)の今後の可能性や、日本のものづくりにおける役割について議論が行われました。
なお、本パネルディスカッションの様子は アペルザTV にて配信予定です。
配信日時:2026年3月26日(木)14:30〜
付加価値生産性から考える、これからのAMと日本のものづくり
https://tv.aperza.com/event/327?webinar=2323 -
2026.3.4
【論文・プレスリリース】 Biomaterials(IF=12.9)に「金属インプラントの安全性予測が可能な新しい生体親和性(細胞適合性)指標『VITA Index』の開発」に関する論文がOA論文として受理、オンライン公開されました。同時に、大阪大学から本論文掲載に関するプレスリリースを行いました。
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano* :
A VITA Index for Predicting Cytocompatibility of Metallic Biomaterials Based on Ion Release and Toxicity, Biomaterials, in press, (2026)
DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124101
プレスリリース原稿はこちら
論文はこちらAbstract
Biocompatibility and cytocompatibility are critical early considerations in the development of metallic biomaterials for implantable devices; however, conventional in vitro cytotoxicity evaluations typically assess corrosion behavior or cytotoxicity independently and fail to account for their coupled effects on metal-ion release-driven cytocompatibility. Here, we present a novel Velocity-Ion Toxicity-Affinity (VITA) Index--a quantitative and mechanistically informed framework that integrates electrochemical dissolution (corrosion) behavior with ion-specific cytotoxicity to evaluate in vitro biocompatibility governed by metal-ion release. By combining corrosion profiling with cell-based cytocompatibility assays (using osteoblasts and fibroblasts as a representative model), the VITA Index demonstrates first-order accuracy, capturing robust correlations between ion-release kinetics and cell viability across both established biomedical alloys and emerging materials, including high-entropy alloys. The VITA Index enables rapid and mechanistically informed screening of candidate metallic biomaterials and provides a practical framework for in vitro biocompatibility assessment, cytotoxicity prediction, and data-driven alloy design for future implant applications.
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2026.3.4
【新聞】金属インプラントの安全性予測が可能な新規生体親和性指標の開発に関する記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2026.3.1
【学会】 日本金属学会2026年(第178回)春期講演大会(@千葉工業大学、3月11日~13日)に参加します。
3月11日
〇BINTI MOHAMAD ZAIDI NUR ZULAIKHA、Ozkan Gokcekaya、Takayoshi Nakano:
[P74] レーザパウダーベッド熔融タンタルにおけるハッチ間隔が組織進化と熱蓄積に与える影響
〇劉甜、松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由:
[P79] 積層造形を用いた周期的溝構造を有するTi-6Al-4Vによる骨芽細胞配列化とそれに基づく抗菌制御
3月12日
〇小笹良輔、内芝旭祥、佐藤和久、中野貴由 :
[37] L-PBFを用いた急冷凝固によるTi基準結晶の創製
〇大川翔、小笹良輔、徳永透子、萩原幸司、松本敏治、中野貴由 :
[39] L-PBF造形したMg合金の微細組織と力学特性
〇宮澤啓太郎、小笹良輔、中野貴由 :
[40] L-PBFの窒素ガス濃度に依存したTi-42Nb合金の微細組織と力学特性
〇星野壮希、石本卓也、眞山剛、中野貴由 :
[41] L-PBF法を用いたマクロ一方向性孔と単結晶様結晶集合組織の相互作用によるIN718の塑性変形挙動
〇林田直之、金孝鎭、中野貴由、森浩亮 :
[189] AM技術を利用した触媒反応管の開発とギ酸合成
〇森浩亮、金孝鎭、中野貴由 :
[190] 低温でのCO2メタン化反応を駆動するRu担持触媒の開発と金属3D積層造形自己反応管への応用
3月13日
〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由 :
[50] 生体用金属材料設計に向けた新規生体適合性指標の構築
〇森陶子、松垣あいら、中野貴由 :
[53] チタントポロジー駆動の細胞・骨基質配向性形成がもたらす抗菌特性
〇山下葵平、趙研、眞山剛、中野貴由、安田弘行 :
[262] レーザビーム積層造形製Ni基超合金における特異な結晶学的ラメラ組織の変形挙動
〇奥川将行、澤泉克彦、佐藤和久、小泉雄一郎、中野貴由 :
[263]Ni基超合金IN718のレーザ粉末床溶融結合における溶質元素偏析 -
2026.3.1
MRM 2025 Poster Award
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2026.2.27
【論文】Virtual and Physical Prototypingにレーザ粉末床溶融結 合法によるハステロイXにおける等軸柱状遷移に関する論文が受理されました。
Masayuki Okugawa, Haruki Yoshima, Yuheng Liu, Pan Wang, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Single-track investigation of rapid solidification conditions of Hastelloy-X Ni-based superalloy in laser powder-bed fusion and applicability of columnar equiaxed transition criteria, Virtual and Physical Prototyping, (2026), in press. -
2026.2.26
【論文】Biomaterials(IF=12.9)に「金属インプラントの安全性予測が可能な新しい生体親和性(細胞適合性)指標『VITA Index』の開発」に関する論文がOA論文として受理されました。
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano* :
A VITA Index for Predicting Cytocompatibility of Metallic Biomaterials Based on Ion Release and Toxicity, Biomaterials, in press, (2026). -
2026.2.21
【卒業旅行】修士論文発表という大きな節目を終えたM2の皆さんが、卒業旅行に行きました。
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2026.2.21
【行事】毎年恒例の中野研の追いコンが開催されました。
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2026.2.20
【招待講演】中野先生が、第364 回塑性加工シンポジウム「積層造形技術の最新動向とモノづくりへの活用」で講演しました。
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2026.2.17
【論文】Materials Today Communicationsにおいて、バイオメディカル応用に向けた高抗菌性Ti-Mo-Cu合金の開発に関する研究成果がOA論文として掲載されました。
Yichun Zhu, Qiang Li, Hu Zhao, Xuyan Liu, Hao Wang, Masaaki Nakai, Kenta Yamanaka, Mitsuo Niinomi, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano:
Development of Ti-Mo-Cu alloys with enhanced antibacterial activity for biomedical application, Materials Today Communications, 51 (2026) 114868.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2026.114868
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Abstract
To advance the performance of Ti alloys for biomedical applications, Cu--a β-stabilizing element--was incorporated into a Ti-Mo alloy to synergistically achieve desirable mechanical properties and enhanced antibacterial activity. Ti-6Mo-(0, 1, 3, 5, 7)Cu ingots were fabricated via high-vacuum non-consumable arc melting, followed by homogenization treatment and hot rolling into sheets. Specimens for characterization and testing were cut from the sheets and subsequently solution-treated. Phase composition was analyzed using X-ray diffraction, and microstructure was observed by optical microscopy and transmission electron microscopy. Mechanical properties were determined via conventional tensile test, while superelasticity was evaluated through cyclic loading-unloading test. Corrosion resistance was assessed by potentiodynamic polarization measurement, and antibacterial activity was investigated using E. coli and S. aureus as the test strains, with commercially pure Ti serving as the control group. The results demonstrate that Cu addition enhances β-phase stability, inducing a phase composition shift from α'- and α''-phases to a dominant β-phase. Stress-induced martensitic transformation was observed in the Ti-6Mo-7Cu alloy, which exhibited a superelastic recovery rate of up to 2.4 %. All Ti-Mo-Cu alloys displayed self-passivation behavior, with a passivation current density below 12.00 µA·cm⁻². The released Cu²⁺ concentration was approximately 6.94 µg·L⁻¹ after 24 h of immersion in PBS, while it reached ∼23.44 µg·L⁻¹ after 168 h of immersion--meeting the biosafety requirements. Antibacterial efficiency was greatly improved with increasing Cu content. Specifically, the Ti-6Mo-7Cu alloy achieved antibacterial rates of 90.6 % and 79.8 % against E. coli and S. aureus, respectively, making it a promising candidate for biomedical applications.
Keywords
Ti-Mo-Cu alloys; Microstructure; Superelasticity; Corrosion resistance; Antibacterial activity -
2026.2.17
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
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2026.2.10
【論文】Materials Transactionsに電子ビーム積層法により作製した NiTi コーティングの組織進化および耐摩耗性向上に関する論文が受理されました。
Lei Wang, Masayuki Okugawa, Yuheng Liu, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi: Microstructural evolution and wear resistance enhancement of electron-beam-fabricated nickel titanium coatings on titanium by heat treatment, Materials Transactions, (2026), in press.
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2026.2.10
【卒論】卒業論文を皆完成させ提出しました。
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2026.2.9
【修論】修士論文発表会が行われました。
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2026.2.2
【修論】修士論文を皆完成させ提出しました。
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2026.1.31
【特別講演】中野先生が、第47回東北骨代謝・骨粗鬆症研究会(共催:旭化成ファーマ)にて特別講演を行いました。
中野貴由:骨質指標としての骨基質配向性と骨粗鬆症をはじめとする骨疾患による変化
2026年1月31日(土)17:45〜18:45、TKPガーデンシティPREMIUM仙台西口(8F)
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2026.1.28
TCTJAPANで中野先生がパネリストとして、AMの明るい未来を語るとともに、NTTザムさんのブースを訪問しました。
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2026.1.26
【論文】Trans Tech Publications発行の Materials Science Forum において、レーザ粉末床溶融結合法(LPBF)を用いた耐火系高エントロピー合金(Refractory HEA)の in situ 合金化に関する研究成果が掲載されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano:
In situ Alloyed Refractory High Entropy Alloy by Laser Powder Bed Fusion, Materials Science Forum, 1175 (2026) 105-110.
DOI: 10.4028/p-0OnKo3
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Abstract
Pre-alloyed powders, which are mainly used in laser powder bed fusion (LPBF), have the disadvantage of being time-consuming and costly to manufacture. To overcome these disadvantages, in-situ alloying, which mixes pure element powders and performs alloying in real time during the LPBF process, has been attracting attention. In particular, it is quite challenging to manufacture high entropy alloy (HEA) containing high melting point refractory elements by in-situ alloying. In this study, we designed a single-phase BCC refractory HEA with a mix of Ti, Nb, Mo, Ta, and W through thermodynamic calculations and fabricated the designed composition by LPBF by mixing powders of each element and performing in-situ alloying. High energy density and remelting effectively suppressed segregation of constituent elements, which caused a decrease in residual stress and increased relative density. Our study represents a pioneering attempt to manufacture in-situ alloyed HEA by LPBF and demonstrates the effectiveness of in-situ alloying using mixed powders. -
2026.1.25
【論文】Trans Tech Publications発行の Materials Science Forum において、積層造形(AM)で作製した IN718 ニッケル基超合金の階層的組織構造が力学特性に及ぼす影響に関する研究成果が掲載されました。
Kippei Yamashita, Ken Cho, Takuma Saito, Taisuke Sasaki, Katsuhiko Sawaizumi, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Hiroyuki Y. Yasuda:
Influence of Hierarchical Structure on Mechanical Properties of Additive Manufactured IN718 Alloys, Materials Science Forum, 1175 (2026) 129-134.
DOI: https://doi.org/10.4028/p-1D1HhB
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Selective laser melting (SLM) can produce Ni-based superalloys with a unique hierarchical structure consisting of micrometer-scale crystallographic lamellar microstructure and nanometer scale cellular structure under optimized process parameters. This work investigated the effects of input energy density on the morphology of the cells and its influence on the tensile properties of Ni based superalloy prepared by SLM. We found that the cell spacing decreases with decreasing input energy density. Further investigation of the cells clarified that the boundary of cells is a low angle grain boundary with dislocation cell wall and segregation of certain elements such as Nb and Ti. Moreover, it was demonstrated that the boundary of cells performs as a significant barrier to the griding dislocation. Thus, the cell boundary leads to strong strengthening through the Hall-Petch law. -
2026.1.25
【論文】Trans Tech Publications発行の Materials Science Forum において、Ti-Zr-Nb-Ta-Mo 系バイオ高エントロピー合金(bio-HEA)の微細組織とヤング率の関係に関する研究成果が掲載されました。
Mitsuharu Todai, Nagi Takahashi, Neiro Tanaka, Daisuke Tanaka, Takeshi Nagase, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano:
Microstructure and Young's Modulus of (TiZr)₂₋ₓ(NbTaMo)ₓ Bio-High Entropy Alloys, Materials Science Forum, 1175 (2026) 85-90.
DOI: 10.4028/p-ZmAnP4
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Abstract
In recent years, high-entropy alloys (HEAs) have attracted significant attention owing to their remarkable physical properties such as high strength. It has also been reported that HEAs have a high potential as biomaterials. Bcc-type bio-HEAs possess high strength and biocompatibility equivalent to those of pure titanium. Bio-metallic materials require a low Young's modulus, similar to that of natural bone, but the Young's modulus of bio-high entropy alloys has not yet been clarified. Therefore, this study elucidates the relationship between microstructure control and Young's modulus in titanium-based bio-HEAs. The TiNbTaZrMo-based bio-HEAs were composed of two bcc phases. These two phases correspond to dendrite and interdendrite structures, respectively. In this study, it was found that by varying the volume fractions of these two phases, it is possible to control the Young's modulus. -
2026.1.15
【記事】Science Portal および Yahoo!ニュースに、「高さ25.36センチの東京スカイツリー 3Dプリンターで内部の柱まで再現 阪大」の記事が1月15日に掲載されました。
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2026.1.14
【報告書】JST-CRDSから「研究開発の俯瞰報告書・ナノテクノロジー・材料分野~領域別動向編~(2026年)| 社会インフラ・モビリティ応用」が本日公開されました。
「研究開発の俯瞰報告書 ナノテクノロジー・材料分野」はこちらから
→https://www.jst.go.jp/crds/report/CRDS-FR-N.html
構造材料はこちら -
2026.1.13
【受賞】M2清水佑太さんが、一般社団法人スマートプロセス学会学術奨励賞の受賞が決定しました。表彰式は次回学術講演会です。
清水佑太:L-PBFによる微細組織制御を介したインバー合金の低熱膨張化、(一社)スマートプロセス学会・学術奨励賞、(2026).
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2026.1.10
【PJ】JST-Crestナノ力学中野チームの研究推進会議を1月9日、10日の2日間、KKRホテル名古屋で行いました。
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2026.1.7
【動画配信】中野研を中心に開発したUNIOS PLスペーサーに関する記事と動画が掲載されました。
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2026.1.5
【解説】自動車技術(Vol. 80, 2026年1月号)に中野先生、石本先生による金属AMに関する解説が掲載されました。
中野貴由、石本卓也:自動車産業に向けた金属AMにおける形状・金属組織を活用した力学機能設計、 自動車技術(Journal of Society of Automotive Engineers of Japan)、Vol.80, (2026), 106-112.
PDFはこちら -
2026.1.1
明けましておめでとうございます。本年も大きな飛躍の年とすべく、中野研究室一同一丸となって教育・研究活動に邁進してまいります。引き続きご指導のほど、何卒よろしくお願い申し上げます。
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2025.6.30
【学会】中野研究室のメンバーが THERMEC2025(@University of Tours, France, 6月30日~7月4日)に参加します。
2025/6/30
Invited Speaker
〇Design of high entropy alloy with suppressed elemental segregation for laser powder bed fusion process
Ozkan Gokcekaya, Yong Seong Kim, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Electron Microscopy Studies on Orientation-Controlled 316L Austenitic Stainless Steel
Produced by Laser Powder Bed Fusion
Kazuhisa Sato, Shunya Takagi, Satoshi Ichikawa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano
2025/7/1
Keynote Speaker
〇Innovative design of crystallographic textures and macroscopic shapes via metal additive manufacturing
Takayoshi Nakano
Poster presentation
〇Unique Hierarchical Structural Features Introduced by Laser Powder Bed Fusion and Their Contribution to Mechanical Function in IN718
Taichi Kikukawa, Takuya Ishimoto, Tsuyoshi Mayama, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano
Poster presentation
〇Microstructural Control of Unstable Beta-Type Titanium Alloy Through Powder Bed Fusion Using a Laser-Beam of Metals
Keitaro Miyasawa, Ryosuke Ozasa, Daisuke Egusa, Eiji Abe, Masakazu Tane, Takayoshi NakanoInvited Speaker
〇Elastic properties of laser powder bed fusion processed β-phase Ti alloys
Masakazu Tane, Shota Higashino, Eisuke Miyoshi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Microstructure control of TiAl alloys using peculiar thermal history of additive manufacturing
Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano
〇Novel cellular structure with phase-separation induced dislocation-network in Ti-Zr-Nb-Ta-Zr high entropy alloy fabricated by laser powder bed fusion
Daisuke Egusa, Han Chen, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Taisuke Sasaki, Takuya Ishimoto, Koizumi Yuichiro, Takayashi Nakano, Eiji Abe
Poster presentation
〇Spinodal Decomposition and Magnetic Properties of Single-Crystal-Like Fe-Cr-Co Alloy Fabricated by Laser-Powder Bed Fusion Type Additive Manufacturing
Takato Saito, Yuheng Liu, Masayuki Okugawa, Kazuhisa Sato, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi
2025/7/2
Invited Speaker
〇A Novel Strategy for the Control of Crystallographic Texture of Metals with Non-Cubic Crystal System via Powder Bed Fusion using a Laser-Beam of Metals
Ryosuke Ozasa, Koji Hagihara, Takayoshi Nakano
〇Discovery of nano-scaled promising strengthening factor in 316L stainless steel fabricated by laser
powder bed fusion
Fei Sun, Yoshitaka Adachi, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi
〇Nano-scaled solidification microstructure characteristics in additively manufactured 316L stainless steel
Fei Sun, Yoshitaka Adachi, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi
〇Influence of hierarchical structure on mechanical properties of additive manufactured IN718 alloys
Kippei Yamashita, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Takuma Saito, Taisuke Sasaki, Sawaizumi Katsuhiko, Masayuki Okugawa, Koizumi Yuichiro, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Growth of Antiphase Domain in Laser-Irradiated Region and Superelasticity of Single-Crystal Like Fe3Al Fabricated by Laser Powder Bed Fusion Process
Yuheng Liu, Tsubasa Sato, Masayuki Okugawa, Kazuhisa Sato, Hiroyuki Y. Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi
2025/7/3
Invited Speaker
〇Additive Manufacturing of Cell-Based 3D Bone-Mimetic Collagen/Apatite Structures
Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano
Invited Speaker
〇Control of Bone Microstructure Formation: Role of Soluble Proteins Secreted by Osteocytes
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano -
2025.6.28
【研究費】中野先生を代表とする、2025年度JSPS科学研究費補助金・挑戦的研究(開拓)が採択されました。
中野貴由:『聴こえる』を制御する骨基質ナノ構造の新奇機能開拓、科学研究費補助金・挑戦的研究(開拓)、2025年度~2027年度、直接経費2000万円(間接経費600万円)
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2025.6.28
【学会】第45回日本骨形態計測学会(2025年6月26日~6月28日:埼玉)の表彰式に出席しました。
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2025.6.26
【学会】第45回日本骨形態計測学会(2025年6月26日~6月28日:埼玉)に参加しています。
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2025.6.25
【新聞】金属3Dプリンターを用いたナノ構造の形成と高強度化に関する記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2025.6.25
【新聞】日本経済新聞電子版に3Dプリンティングに関する記事が掲載されました。
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2025.6.24
【論文】【プレスリリース】Materials Research Letters誌に菊川君らが解明した3DプリンティングにおけるInconel 718における強力なセル強化に関する論文がOA論文として掲載されました。同時にプレスリリースし、6月24日14:00に報道解禁になりました。
Taichi Kikukawa, Takuya Ishimoto*, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Remarkable Strengthening Effects of Cells in Laser Powder Bed Fusion Processed Inconel 718,
Materials Research Letters, (2025).
DOI: https://doi.org/10.1080/21663831.2025.2522801
プレリリースはこちら
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Abstract
Alloys fabricated via laser powder bed fusion (LPBF) exhibit superior strength. This study investigates the individual strengthening effects of the nanometre-sized cellular and micrometre-sized crystallographic lamellar structures in the LPBF-fabricated Inconel 718 alloy by selectively eliminating these structures through heat treatment and a novel laser scanning strategy, respectively. While cellular structures increased the yield strength by approximately 38%, lamellar structures contributed to only a marginal 2% increase. This finding demonstrates the remarkable strengthening effect of cells on LPBF products. This study highlights that cells are not merely microstructures but are critical features governing the exceptional strength of LPBF products.
Keywords
Laser powder bed fusion; cellular microstructures; lamellar structure; single crystal; strengthening -
2025.6.21
【論文】チタン上へのNiTi被膜の電子ビーム造形による耐摩耗性の改善に関する論文がSurfaces and InterfacesにOA論文として公開されました。
Lei Wang, Masayuki Okugawa, Yuheng Liu , Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*:
NiTi coating formation on Ti for enhanced wear resistance utilizing electron-beam additive manufacturing technique,
Surfaces and Interfaces, 72, (2025), 107024; 1-14.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.107024
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Abstract
Titanium and its alloys are extensively utilized in various industries owing to their high corrosion resistance and excellent strength-to-weight ratio. However, their poor wear resistance limits further applications. The present study developed a novel method to fabricate wear-resistant NiTi coatings on commercially pure titanium (CP-Ti) substrates to overcome this limitation. The process comprises electroplating a pure Ni layer followed by fusion with the CP-Ti substrate by electron beam (EB) scanning. The surface roughness and composition of the coating can be fine-tuned by adjusting the EB irradiation conditions. For example, the average roughness of continuously scanned (CS) coatings is Ra 8.9, while the average roughness of intermittently scanned (IS) coatings is reduced by 60% compared to CS-coatings. Additionally, the Ni concentration in the IS-coatings can be finely adjusted from 45 at.% to 55 at.% by adjusting EB power. X-ray diffractometry (XRD) revealed that IS-coatings are partially composed of superelastic B2-NiTi phases. Nanoindentation and sliding wear tests demonstrated that the hardness-to-modulus (H/E) ratio and depth recovery ratio (ηd,h) of the IS-coating increased by a factor of 4.7 and 2.9 compared to those of CP-Ti, respectively. Additionally, the specific wear rate (Ws) of the IS-coating was reduced by 80% compared to CP-Ti. The mechanical properties of the IS-coating were comparable to those of superelastic NiTi alloy. This newly developed method offers potential applications beyond NiTi coatings, enabling the development of various functional coatings for enhanced wear resistance.
Keywords
Commercially pure Ti; NiTi; Coating; Shape-memory alloy; Mechanial properties; Superelasticity; Wear resistance -
2025.6.20
【論文】チタン上へのNiTi被膜の電子ビーム造形による耐摩耗性の改善に関する論文がSurfaces and Interfacesに受理されました。
Lei Wang, Masayuki Okugawa*, Yuheng Liu , Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*
NiTi coating formation on Ti for enhanced wear resistance utilizing electron-beam additive manufacturing technique,
Surfaces and Interfaces, (2025), in press. -
2025.6.19
【論文】Materials Today Communicationsにレーザと電子線で作製したTi合金の力学的・電気化学的特性の異方性に関する論文が掲載されました。
Parinaz Mofazali, Masoud Atapour*, Ozkan Gokcekaya, Sung-Hyun. Park, Batur Ercan, Takayoshi Nakano: Comparison and Evolution of Ti6Al4V Bioalloy Fabricated by Laser and Electron beam Additive Manufacturing: Mechanical Features and Anisotropic Electrochemical Properties,
Materials Today Communications, (2025), 113124: 1-14.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.113124
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Abstract
With current technology, most biomedical implants are made using metal-based alloys, with a growing preference for metal additive manufacturing (AM) to achieve customized properties. Therefore, this study investigated Ti-6Al-4V (Ti64) alloys produced using two common AM techniques: electron beam melting (EBM) and selective laser melting (SLM). The aim is to compare the microstructure, mechanical properties, and anisotropy electrochemical corrosion behavior of Ti64 samples scanned with SLM-XX, SLM-XY, and EBM-XX strategies. Surface roughness, microstructure, and microhardness tests were conducted to establish correlations with the manufacturing process and surface characteristics. Optical and scanning electron microscopy microstructural analysis revealed notable variations influencing mechanical performance. Moreover, anisotropy-assessing electrochemical corrosion evaluations showed that SLM samples exhibited superior corrosion resistance compared to EBM samples. Notably, the (YZ) planes in the SLM-XY sample demonstrated the highest corrosion resistance (Rct ⁓ 4.45 ×106 Ω.cm2), attributed to reduced dislocation density and enhanced passivation. Furthermore, results showed that the method of fabrication affected the wettability of Ti64 alloys. The SLM-XY samples exhibited the lowest water contact angle (84.45°), whereas the EBM samples showed the highest (99.87°). Finally, bioactivity assessments after 21 days in simulated body fluid (SBF) revealed no cracking or surface damage in any of the tested samples. The formation of calcium- and phosphorus-rich deposits indicates their potential suitability for orthopedic applications.
Keywords
Ti6Al4V; SLM; EBM; Anisotropy; Corrosion; Biomedical -
2025.6.17
【論文】Materials Today Communicationsにレーザと電子線で作製したTi合金の力学的・電気化学的特性の異方性に関する論文が受理されました。
Parinaz Mofazali, Masoud Atapour*, Ozkan Gokcekaya, Sung-Hyun. Park, Batur Ercan, Takayoshi Nakano: Comparison and Evolution of Ti6Al4V Bioalloy Fabricated by Laser and Electron beam Additive Manufacturing: Mechanical Features and Anisotropic Electrochemical Properties, Materials Today Communications, (2025), in press.
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2025.6.16
【論文】Materials Research Letters誌に菊川君らが解明した3DプリンティングにおけるInconel 718における強力なセル強化に関する論文が受理され、OA論文として掲載されます。
Taichi Kikukawa, Takuya Ishimoto*, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Remarkable Strengthening Effects of Cells in Laser Powder Bed Fusion Processed Inconel 718 Materials Research Letters, (2025), in press. -
2025.6.13
【論文】Postecとの共同研究の析出と格子ひずみの競合を利用した高強度・高延性ミドルハイエントロピー合金の国際共同研究が"Materials Science and Engineering A"に掲載されました。
Jae Heung Lee, Hyeonseok Kwon*, Gang Hee Gu, Ji Yeong Lee, Sang Guk Jeong, Emad Maawad, Changwan Ha, Jaemin Wang, Byeong-Joo Lee, Sangbong Yi*, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Harnessing competitive interplay between precipitation and lattice distortion for strong and ductile medium-entropy alloy,
Materials Science and Engineering A, 942, (2025) 148642: 1-11.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2025.148642
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Abstract
In Co-Cr-Fe-Ni-Mo-C ferrous medium-entropy alloys (FeMEAs), precipitation-driven alteration of matrix composition affects both the kinetics of deformation-induced martensitic transformation (DIMT) and the degree of lattice distortion. While DIMT has been well studied, the role of lattice distortion remains explored. In this study, we simultaneously enhance the strength and ductility in Co18Cr13Fe57.5Ni7.5Mo3C1 (at%) FeMEA by harnessing the competitive interplay between precipitation and lattice distortion. Two annealed samples with similar grain sizes but different precipitate characteristics were prepared. The sample with suppressed precipitation exhibits improved ductility while maintaining comparable strength. The two specimens exhibited similar yield strengths due to a trade-off between precipitation strengthening and solid solution strengthening. However, the sample with higher lattice distortion and reduced precipitation demonstrates superior strain-hardening behavior owing to the lattice distortion-induced back stress, acting as an effective strain-hardening mechanism, and delayed DIMT, serving as a ductilizing mechanism. This work offers a strategy to modulate strengthening and deformation mechanisms in Co-Cr-Fe-Ni-Mo-C FeMEAs via precipitation control.
Keywords
Ferrous medium-entropy alloy; Precipitation; Deformation mechanism; Strengthening mechanismIn-situ synchrotron X-ray diffraction -
2025.6.12
【論文】バイオフィルムに関する研究が、Transactions of the IMF (YTIM)に受理されました。
Hideyuki Kanematsu*, Shochiku Kure, Risa Kawai, Hidekazu Miura, Takayoshi Nakano: Antibiofilm Potential of Graphene-Dispersed Alkoxysilane Coatings: A Materials Science Perspective Transactions of the IMF (YTIM), (2025), in press.
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2025.6.10
【受賞】中野研究室D1の齊藤光郁さん、森陶子さんが第45回日本骨形態計測学会 若手研究者賞の受賞に内定しました。
齊藤光郁、「抗血液凝固薬投与はオステオカルシンの翻訳後修飾を介して骨基質配向性を変化させる」、2025年6月28日
森陶子、「チタン細線による骨基質配向性制御を介した早期脊椎再建」、2025年6月28日 -
2025.6.10
【学会】中野研究室のメンバーが日本骨形態計測学会(第45回)(@大宮ソニックシティ、6月27日~6月28日)に参加します。
イブニングセミナー
〇中野貴由、骨質指標としての骨基質配向性の基礎と応用、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月27日
シンポジウム
〇松垣あいら、基質配向性から見た骨質研究の最前線、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月27日
〇中野貴由、骨基質配向性を考慮した積層造形による脊椎間スペーサの開発と製品化、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月27日
一般公演
〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由、応力刺激に基づく骨基質配向性の制御を介した機能適応、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月27日
〇松垣あいら、中野貴由、骨基質構造に基づく骨機能再建のための細胞制御マテリアル設計と開発、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月28日
〇森陶子、松垣あいら、文勝徹、海渡貴司、岡田誠司、中野貴由、チタン細線による骨基質配向性制御を介した早期脊椎再建、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月28日
〇齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由、抗血液凝固薬投与はオステオカルシンの翻訳語就職を介して骨基質配向性を変化させる、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月28日〇小笹良輔、中野貴由、妊娠および授乳関連性骨粗鬆症における骨配向性とヤング率の変化、第45回日本骨形態計測学会、大宮ソニックシティ、2025年6月28日
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2025.6.9
2025年6月9日 【講演】デンマーク工科大学(DIU)のDorte Juul Jensen教授が訪問し、講演を行っていただきました。最新のμAMプロジェクトの研究に対して議論が盛り上がりました。
デンマーク工科大学(DIU)のDorte Juul Jensen教授が訪問し、講演を行っていただきました。最新のμAMプロジェクトの研究に対して議論が盛り上がりました。



R4 building 2F Seminar Room, Suita Campus, Osaka University
・Microstructural Characterization of Metals in 2D, 3D and 4D
・Microstructural Engineering of Additively Manufactured Metals
Prof. Dr. Dorte Juul Jensen
Technical University of Denmark -
2025.6.5
2025年6月5日【訪問】Northeastern UniversityのProf. Xiaoli Zhao先生が中野研を訪問くださいました。
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2025.6.5
【論文】Postecとの共同研究の析出と格子ひずみの競合を利用した高強度・高延性ミドルハイエントロピー合金の国際共同研究が"Materials Science and Engineering A"に受理されました。
Jae Heung Lee, Hyeonseok Kwon*, Gang Hee Gu, Ji Yeong Lee, Sang Guk Jeong, Emad Maawad, Changwan Ha, Jaemin Wang, Byeong-Joo Lee, Sangbong Yi*, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Harnessing competitive interplay between precipitation and lattice distortion for strong and ductile medium-entropy alloy,
Materials Science and Engineering A, (2025), in press. -
2025.6.1
2025年6月1日・2日 【研究会】いよいよ5年目に入ったJST-Crestのチーム内(大阪大・東京大・熊本大・名古屋大)対面会議を行いました。
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2025.6.1
【学会】日本材料学会第74期学術講演会(@日本大学工学部、5月30日~6月1日)に参加し、以下の発表を行いました。
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2025.5.28
【受賞】松垣先生、小笹先生、Gokcekaya先生が粉体粉末冶金協会 2024年度研究進歩賞を受賞しました。 京都大学 宇治キャンパスで授賞式が行われました。
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2025.5.20
2025年5月20日 【学会】中野先生が会長を務める(一社)日本Additive Manufacturing学会(日本AM学会)の第一回セミナーが東京で開催されました。
中野先生が会長を務める(一社)日本Additive Manufacturing学会(日本AM学会)の第一回セミナーが東京で開催されました。 現地は定員一杯の約150名の参加、さらにWEBでの150名以上の参加(合計300名以上)があり、大変好評でした。すでに69社の企業賛助会員、約700名の入会となっております。 本セミナーでは、「AM×最先端技術(宇宙・自動車・医療)」を趣旨とし、産学官から多彩な講師陣が登壇し、最新の技術動向や事例紹介、今後の課題などが議論されました。 さらに、参加者同士のネットワーキングの場も設けられ、異分野間の連携促進や技術交流の機会となりました。
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2025.5.5
【依頼論文】デンタルインプラントの荷重と骨質に関する論文が、日本補綴歯科学会誌に掲載されました。
黒嶋伸一郎, 中野貴由, 澤瀬 隆:
荷重がインプラント周囲の骨質に与える影響を科学する,
日本補綴歯科学会誌, 17 [2], (2025), 69-76.
https://doi.org/10.2186/ajps.17.69
抄録
本依頼論文は,研究から得られた科学的情報に基づいて,骨質の概念と力に対する骨組織の応答性を正しく理解することであり,著者らが行ってきた骨質に関する一連の基礎的研究と非臨床試験について検討した.その結果,動物種(部位特異性はある)によらず,インプラントに荷重を付与すると,オッセオインテグレーション,骨量,骨密度,骨質が大きく変化した.また,骨質を変化(向上)させるデンタルインプラントの存在が確認できた.したがって,骨質は骨密度とは独立した概念で,同義でもなく類似もしておらず,荷重環境下ではインプラントデザインによりインプラント周囲の骨質が大きく変化することがわかった. -
2025.5.1
【受賞】中野貴由教授が、箕面商店(町田商店)の『完まくランキング』にて、他の追随を許さない"4倍超"の大差で第1位を獲得しました。
この快挙の裏側には、中野研究室のメンバーが自然と生み出した連帯感があります。
同じ目標に向かい、同じ空気を共有した瞬間、中野研の団結力がひとつの"圧倒的結果"となって表れました。 -
2025.5.1
【解説】まてりあの5月号が発行され、中野先生の本多記念講演の内容の解説記事が掲載されています。
中野貴由:
異方性材料デザインにより材料を主役に~耐熱性金属間化合物から,骨組織,金属3Dプリンティングによる生体材料まで、
まてりあ, 64 [5], (2025), pp. 317-330. (第70回本多記念講演)
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/a51e100a9d882a8debb79a21ae0abdb9dce8996a.pdf -
2025.4.28
【行事】中野研究室恒例の新入生歓迎BBQを行いました。
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2025.4.23
【受賞】齊藤さん、森さんが大阪大学女子大学院生優秀研究賞を受賞しました。
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2025.4.17
【受賞記事】日本バイオマテリアル学会誌に大河内賞受賞に関する記事が掲載されました。
第71回(令和6年度)大河内記念技術賞、バイオマテリアルー生体材料―、43 [2], (2025), 176.
PDFはこちら -
2025.4.14
【関西大阪万博(Expo)】石黒先生のパビリオンで中野研の技術が紹介されています。
当パビリオン(石黒パビリオン)について→
https://expo2025future-of-life.com/about/50年後の世界を実現する「近未来の」技術(未来技術シーズ)→
https://expo2025future-of-life.com/about/future-technology-seeds/医療技術→
https://expo2025future-of-life.com/about/future-technology-seeds/
★再生初期から強固な骨を誘導できる夢の骨医療デバイス
(中野研の技術)
骨などの生体組織の「方向によって特性が異なる性質」(異方性)の仕組みを原子レベルで解明する研究を進め、その知見を材料開発に応用。金属3Dプリンタで形状や原子配列を制御することで、個人ごとや部位ごとにフィットした再生初期から強固で健康な骨を作り出す世界初・日本発の骨医療デバイスの開発に成功した。医療現場での実用化を実現し、患者さんの早期の社会復帰を可能にしている。大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻 中野貴由研究室
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/research/
https://www.eng.osaka-u.ac.jp/prospective/introduction-research/869/ -
2025.4.11
【新聞】AM触媒に関するNature Communicationsの論文が科学新聞で紹介されました。
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2025.4.11
【新聞】大阪大学山下・森研と中野研の共同研究による金属3Dプリンターを用いた低温メタネーション触媒に関する記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2025.4.11
【論文】Metallurgical and Materials Transactions A誌にTi合金のクリープ特性の向上に関する論文が掲載されました。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tsutomu Ito, Yoko Yamabe-Mitarai:*
On the enhanced creep performance in Ti6246 achieved through Laser Powder Bed Fusion (LPBF) processing,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2025).
DOI: https://doi.org/10.1007/s11661-025-07759-8
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Abstract
The high susceptibility of the Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo wt pct (Ti6246) alloy to microstructural changes stands as a challenge when processed by the laser powder bed fusion (LPBF) technology. However, leveraging the capabilities of the LPBF process to successfully control the microstructure (and/or crystallographic texture) of the Ti6246 could improve mechanical properties, particularly at elevated temperatures. In this study, the creep performance (at 500 °C) of Ti6246 fabricated from three different LPBF processing conditions and heat-treated (HT) at 885 °C were investigated. In the as-built state, all the LPBFed-Ti6246 exhibited columnar microstructures with crystallographic lamellar-like microstructure (CLM), a near-single crystal-like microstructure (SCM), and polycrystalline microstructure (PCM) textures, respectively. At low applied stresses (100-300 MPa), diffusional creep was the dominant deformation mechanism and its resistance depended on grain size. The reference β-forged-HT Ti6246, characterized by large equiaxed grains, exhibited the lowest strain rate compared to the columnar microstructure of SX1 (CLM)-HT, SX2 (SCM)-HT, and SX3 (PCM)-HT. Conversely, dislocation slip governed deformation at high applied stresses (400-580 MPa) and its efficacy depended on the α/β interfaces in the microstructures. Disjointed columnar grains in SX1 (CLM)-HT and the deformation of the polycrystalline grains in SX3 (PCM)-HT indicated that the melt pool boundaries were unstable in the LPBFed-Ti6246. SX2 (SCM)-HT exhibited the longest creep life due to the relatively stable melt pool boundaries and the near < 001 > SCM crystallographic texture parallel to the applied stresses. Shallow ductile dimples and tears and the observation of laser scan tracks characterized the fracture surfaces of the LPBFed-Ti6246. These indicated that failure occurred by intergranular ductile fracture resulting from the formation of microvoids at the melt pool boundaries. -
2025.4.10
【新B4配属】4年生が8名(太田君、小倉君、柴田君、永野君、西岡君、溝上君、横山君、渡邊君)配属され、新入生歓迎会を行いました!
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2025.4.8
Journal of Biomaterials Applications誌にDCPDコーティングβ-TCPから低結晶性β-TCP多孔質スキャフォールドへの新しい2段階変換に関する論文が掲載されました。
Ahmed Hafedh Mohammed Mohammed, Khairul Shariff, Mohamad Hafizi Abu Bakar, Ali Salman, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Intan Nirwana, alexander patera nugraha:
A novel two-step conversion from DCPD-coated β-TCP to low crystallinity β-TCP porous scaffolds via combination between dry heating and hydrothermal methods: Effects on pre-osteoblast cell responses,
Journal of Biomaterials Applications, (2025), in press.
DOI: https://doi.org/10.1177/08853282251333231
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Abstract
This study presents a novel two-step process to fabricate low crystallinity (LC) β-tricalcium phosphate (β-TCP) porous scaffolds and evaluates their implications for pre-osteoblast cell responses. The novelty of this study lies in the two-step conversion of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) -coated β-TCP porous scaffold into LC β-TCP porous scaffolds through a combination of dry heating and hydrothermal conditions at 200°C. The obtained LC β-TCP porous scaffolds were characterised using a Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared (FTIR), porosity, and compressive strength analysis confirmed the successful fabrication of LC β-TCP scaffolds. Besides, in vitro tests using pre-osteoblast MC3T3-E1 cells were conducted to investigate the cell responses toward LC β-TCP porous scaffolds. The results revealed that the LC β-TCP porous scaffolds were successfully fabricated by converting the DCPD-coated β-TCP into the dicalcium phosphate anhydrous (DCPA) coated β-TCP, followed by a hydrothermal process in a 0.1 mol/L calcium chloride (CaCl2) aqueous solution at 200°C for 24 hours to obtain LC of pure β-TCP scaffold. Moreover, in vitro cell study indicated that the cell density and proliferation surrounding the surface of the LC β-TCP porous scaffold were greater than DCPD-coated β-TCP porous scaffolds. The findings from this study are expected to significantly impact bioceramic technology by enhancing cell responses. -
2025.4.3
【行事】中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日、新M1歓迎会が行われました。内部進学者の中野研出身6名と英語コースで1名の合計7名が配属になりました。今年度から中野研の一員となった閻さんも加わり、より一層賑やかな研究室がスタートします。4月9日には新B4が配属されます。
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2025.4.2
【論文&プレスリリース】大阪大学山下・森研と中野研の共同研究によるAM触媒に関する研究がプレスリリースされるとともに、Nature Communicationsに掲載されました。
【温室効果ガスを都市ガスに変換!金属3Dプリンターで低温メタネーション自己触媒反応器を開発~炭素循環社会に貢献するCO₂リサイクル技術~】
大阪大学大学院工学研究科KIM Hyojin特任助教、森浩亮教授、中野貴由教授、山下弘巳名誉教授、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターの市川聡特任教授(常勤)らの研究グループは、レーザー金属3Dプリンティング技術と表面改質処理を組み合わせることで、ほぼ100%の選択性で、温室効果ガスの二酸化炭素(CO₂)を都市ガスの主成分であるメタン(CH₄)に変換できる金属製自己触媒反応器の作製に成功しました。
Hyo-Jin Kim, Kohsuke Mori*, Satoshi Ichikawa, Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita:
Layered Na₂Ti₃O₇-supported Ru catalyst for ambient CO₂ methanation,
Nature Communications, 16, (2025), 2697; 1-9.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-57954-9
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The methanation of CO₂ offers a practical solution for storing renewable energy and mitigating global climate risks. However, the primary challenge lies in achieving efficient CH4 production at lower temperatures. Here, we report a layered Na₂Ti₃O₇-supported Ru catalyst as a stabilizer of low-valence Ru that enables CO2 activation at low temperatures. This catalyst leads to a CH₄ production rate of 33.6 and 139.1 mmol gcat⁻¹h⁻¹ at 140 and 180 °C, respectively, with a gas hourly space velocity of 24,000 mL g⁻¹ h⁻¹ at ambient pressure (1 bar), significantly surpassing state-of-the-art catalysts performance. Moreover, the catalyst demonstrates robustness to on-off intermittency and 220-hour long-term stability tests, indicating its reliability under challenging conditions. The catalyst is also successfully synthesized at the gram scale and on a 3D-printed metal self-catalytic reactor by a facile ion-exchange method, confirming its excellent scalability. This study marks a significant step forward in the design of catalysts for the low temperature CO₂ hydrogenation. -
2025.3.27
【論文】Metallurgical and Materials Transactions Aに東京大学御手洗教授との共同研究としての積層造形Ti合金の高温クリープに関する研究成果が受理されました。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tsutomu Ito, Yoko Yamabe-Mitarai:*
On the enhanced creep performance in Ti6246 achieved through Laser Powder Bed Fusion (LPBF) processing,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2025), in press. -
2025.3.26
【記事】"医療や航空宇宙分野など、特殊な環境下での使用を可能とする次世代の材料開発"に関する記事が日経クロステックに掲載されました。
3Dプリンターでハイエントロピー合金、強さの理由はセル界面構造
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2025.3.25
【受賞】帝人ナカシマメディカルと中野研で共同開発したUNIOS PLスペーサーが大河 内記念技術賞を受賞しました。日本工業倶楽部で贈賞式が行われました。
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2025.3.22
【シンポジウム講演】中野先生が再生医療学会学術総会でシンポジウム講演を行いました。
中野貴由:骨基質配向性からみた骨再生と3Dプリンターによる脊椎スペーサーの臨床応用、
シンポジウム34 骨の再生、再生医療学会総会、第7会場 パシフィコ横浜 ノース 4F G402、
2025年3月22日 (土) 8:30~10:30 -
2025.3.21
【論文】Journal of Biomaterials Applicationsにリン酸カルシウムに関する研究が受理され、OA論文として掲載される予定です。
Ahmed Hafedh Mohammed Mohammed, Khairul Shariff, Mohamad Hafizi Abu Bakar, Ali Salman, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Intan Nirwana, alexander patera nugraha:
A novel two-step conversion from DCPD-coated β-TCP to low crystallinity β-TCP porous scaffolds via combination between dry heating and hydrothermal methods: Effects on pre-osteoblast cell responses,
Journal of Biomaterials Applications, (2025), in press. -
2025.3.19
【プレスリリース】金属3Dプリンター用いた高強度のハイエントロピー合金の作製に関する記事が日経クロステックに掲載されました。
阪大、金属3Dプリンター使い高強度のハイエントロピー合金を1工程で作製
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2025.3.18
【新聞】JST-Crestの成果として、ハイエントロピー合金の強度を増す金属3Dプリンター特有のセル界面構造を発見したことが日刊工業新聞に掲載されました。
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2025.3.18
【国際会議論文】AMの計算機シミュレーションに関する研究がJournal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgyに掲載されました。
Shuhei Mino, Masayuki Okugawa, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Raking and Fusing Behaviors during Fabrication of Multiple-layers in Powder Bed Fusion: An integrated discrete Element and computational thermal fluid Dynamics Study
Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, 72, (2025), 16P-T6-11; S1465-S1469.
https://doi.org/10.2497/jjspm.16P-T6-11
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Abstract
In the powder bed fusion (PBF) type additive manufacturing (AM), understanding the relationship between the quality of the powder bed and the powder spreading process is crucial to avoiding defect formation. In this study, we investigated the powder-raking behavior during the multiple-layer fabrication process by discrete element method (DEM) and computational thermal-fluid dynamics (CtFD) simulations. The integrated PBF process simulation revealed that the gap height between the powder spreading blade and the build platform increases nonlinearly with the number of stacking layers, and accordingly, the powder-covered area ratio increases in the formed powder beds and affects the melt pool shapes. The powder raking behavior and melting and solidification behavior are related to each other, and both the powder raking and the irradiation conditions need to be optimized to obtain a high-quality part in the PBF process.Keywords
additive manufacturing; powder bed fusion; discrete element method; computational thermal-fluid dynamics -
2025.3.17
【プレスリリース】東京大学と大阪大学、JSTは、"医療や航空宇宙分野など、特殊な環境下での使用を可能とする次世代の材料開発"に関する研究成果を共同でプレスリリースしました。
ハイエントロピー合金をより強化する
新たなセル界面構造の発見
ー3Dプリンティング材料設計の新展開ー
PDFはこちらから→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/26fbd8ddfa0f4531cc28f227ceb141c0ca38da48.pdf
JSTプレスリリースはこちらから→
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20250317/index.html
日本経済新聞電子版はこちらから→
https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP688410_X10C25A3000000/ -
2025.3.15
【論文】Additive Manufacturing誌(IF=10.3)にTi合金のヤング率予測に関する論文がOA論文として掲載されました。
Shota Higashino, Daisuke Miyashita , Takuya Ishimoto, Eisuke Miyoshi, Takayoshi Nakano, Masakazu Tane*:
Low Young's modulus in laser powder bed fusion processed Ti-15Mo-5Zr-3Al alloys achieved by the control of crystallographic texture combined with the retention of low-stability bcc structure,
Additive Manufacturing, 102 (2025), 104720; 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104720
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Abstract
Metastable β (body-centered cubic)-phase Ti alloys, quenched from a high-temperature β-phase field, have attracted great interest as biomedical implants, owing to their low Young's modulus. Recently, the application of additive manufacturing (AM) to β-phase Ti alloys has gathered much attention, because the AM process can form anisotropic crystallographic texture in which an elastically soft direction is preferentially oriented, resulting in low Young's modulus in a specific direction. However, the effects of anisotropic texture and microstructure formed by the AM process on anisotropic elastic properties have not been clarified in detail. In the present study, we measured all the independent elastic stiffness components of β-phase Ti-15Mo-5Zr-3Al (mass%) alloys, prepared by bidirectional scanning with (XY-scan) and without (X-scan) an interlayer rotation of 90° in laser powder bed fusion (LPBF), one of the AM processes, using resonant ultrasound spectroscopy. The measurements revealed that the LPBF-processed Ti alloys exhibited strong elastic anisotropy and a low Young's modulus (below 60 GPa) in the <100>-oriented direction of the alloy prepared by the XY-scan. Furthermore, micromechanics calculations based on Eshelby's inclusion theory revealed that the single crystal constituting the alloys prepared by LPBF had almost the same elastic stiffness as that of a single crystal prepared by the floating zone melting, which indicated that the metastable β phase was retained by suppressing an easily occurring β- to ω-phase transformation during LPBF. These results indicate that texture control combined with retention of the metastable β phase by LPBF achieves biocompatible low Young's modulus.
Keywords
Laser powder bed fusion; Elastic properties; Titanium alloys; Crystallographic texture; ω phase transformation -
2025.3.15
【論文】金属3Dプリンタによる合金化・組織制御・形状制御のワンプロセス実現についてMaterials & Designに掲載されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya*, Kazuhisa Sato, Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
In-situ alloying of nonequiatomic TiNbMoTaW refractory bio-high entropy alloy via laser powder bed fusion: Achieving suppressed microsegregation and texture formation,
Materials & Design, 252, (2025), 113824; 1-18.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2025.113824
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Abstract
High-entropy alloys (HEAs) have attracted considerable attention owing to their excellent properties. However, the severe segregation of the constituent elements remains a common challenge in refractory HEAs. Recently, an approach to suppress segregation was proposed using laser powder bed fusion (LPBF) owing to the ultra-high cooling rates during solidification. Despite the advantages of LPBF, the persistent microsegregation between the dendritic and interdendritic regions of refractory HEAs and costly gas atomization process hinder the further development. To address these challenges, a novel nonequiatomic TiNbMoTaW refractory HEA was designed to minimize the difference between the liquidus and solidus temperatures to prevent segregation and phase separation for a better biological performance. In-situ alloying was implemented instead of costly and time-consuming gas atomization process. The segregation of constituent elements was suppressed by remelting, resulted in epitaxial growth and development of crystallographic texture, consequently reducing residual stress. The mechanical properties were improved due to the increase of solid solution strengthening and densification. It showed superior mechanical strength and equivalent biocompatibility compared to conventional biomaterials, indicating its superiority as a biomaterial. This study represents the first successful control of crystallographic texture through in-situ alloying of BioHEAs for next-generation biomaterials.
Keywords
High entropy alloys; Additive manufacturing; In-situ alloying; Crystallographic texture; Segregation -
2025.3.14
純金属粉末から作製 ハイエントロピー合金 3Dプリンター利用、日刊工業新聞、2025年3月13日朝刊、25面
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2025.3.14
【論文】東京大学阿部研とのAMに関する共同研究の成果がAdditive Manufacturing誌(IF=10.3)に掲載されました。
Han Chen, Daisuke Egusa*, Zehao Li, Taisuke Sasaki, Ryosuke Ozasa , Takuya Ishimoto, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Eiji Abe*
Phase-separation induced dislocation-network cellular structures in Ti-Zr-Nb-Mo-Ta high-entropy alloy processed by laser powder bed fusion,
Additive manufacturing, 102, (2025), 104737; 1-14.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104737論文はこちら
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Abstract
Hierarchical structures, such as cellular structures, elemental segregations, and dislocation-network, are often proposed to enhance the mechanical properties of high-entropy alloys (HEAs) fabricated via additive manufacturing (AM). The formation of cellular structures is often attributed to elemental segregation during the solidification process or thermal strain resulting from the AM process. Here, we present a novel cellular structure where phase-separation and dislocation-network coupled in Ti-Zr-Nb-Mo-Ta HEA processed by laser powder bed fusion (L-PBF). Electron microscopy observations and X-ray diffraction (XRD) analyses show that this unique cellular structure consists of Zr-rich and Ta-rich body-center cubic (BCC) phases as the cell-wall and the cell-core, respectively, with their lattice constant difference of about 1 %. Moreover, a higher density of dislocations forming distinct networks is detected within this cellular structure, whose density reached 8 × 10 14 m 2 . Ma chine learning analysis reveals that the dislocations preferentially occur on the Zr-rich BCC side, thus accom modating the strains significant around the boundaries between the two BCC phases. With the aid of thermodynamic simulations, we propose a formation mechanism of the present cellular structure, which is governed by the elemental partitioning behavior of Zr and Ta during a solid-state phase separation under rapid cooling. Boundaries with this phase separation are introduced as semi-coherent interfaces with misfit disloca tions, introducing a high-density dislocation in the present material. This novel cellular structure can signifi cantly enhance the strength of AM HEAs, providing valuable insights for developing high-performance AM metals through the design of hierarchical microstructures.Keywords
High-entropy alloy; Laser powder bed fusion; Cellular structure; Phase separation; Dislocation-network; Electron microscopy; Machine learning -
2025.3.14
【プレスリリース】JSTと大阪大学は、中野JST-CRESTの成果として、"合金化と組織制御を同時に実現可能な新たな材料創製法"に関する研究成果を共同でプレスリリースしました。
金属3Dプリンタが切り拓くモノづくりの新時代!
純金属混合粉末×金属3Dプリンタでハイエントロピー合金を実現
―ワンプロセスで合金製造する新手法―
PDFはこちらから→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/617b0457e17024a6ff1bfe687d5c7aa67edf2180.pdf
JSTプレスリリースはこちらから→
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20250312/index.html
日本経済新聞電子版はこちらから→
https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP688227_S5A310C2000000/
OPTORONICS ONLINEはこちらから→
https://optronics-media.com/news/20250313/98450/ -
2025.3.13
【記事】シグネチャーパビリオン「いのちの未来」HPがリニューアルオープンし、「未来の技術」シーズのページに中野研に関する記事が掲載されました。
再生初期から強固な骨を誘導できる夢の骨医療デバイス
トップページはこちらから→
https://expo2025future-of-life.com/
未来の技術シーズトップページはこちらから→
https://expo2025future-of-life.com/about/future-technology-seeds/
「ロボット・AT技術」「医療技術」「環境・エネルギー技術」それぞれのボタンを切り替えてご覧ください。 -
2025.3.10
【学会】日本金属学会2025年(第176回)春期講演大会(@東京都立大学、3月8日~3月10日)に参加しています。
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2025.3.9
【論文】東京大学阿部研とのAMに関する共同研究の成果がAdditive Manufacturing誌(IF=10.3)に受理されました。
Han Chen, Daisuke Egusa*, Zehao Li, Taisuke Sasaki, Ryosuke Ozasa , Takuya Ishimoto, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Eiji Abe*
Phase-separation induced dislocation-network cellular structures in Ti-Zr-Nb-Mo-Ta high-entropy alloy processed by laser powder bed fusion,
Additive manufacturing, in press (2025). -
2025.3.8
【受賞】日本金属学会2025年春期講演大会にて中野研関連の3件が、第72回日本金属学会論文賞を受賞しました。
●第72回日本金属学会論文賞
【組織部門】
Fei Sun, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi, Kazuhisa Sato, Shunya Takagi, Goro Miyamoto, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi: Modulated Structure Formation in Dislocation Cells in 316L Stainless Steel Fabricated by Laser Powder Bed Fusion (Materials Transactions 64巻 6号)
【力学特性部門】
Koji Hagihara, Toko Tokunaga, Kazuki Yamamoto, Michiaki Yamasaki, Tsuyoshi Mayama, Takumi Shioyama, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano: Unified Understanding of Strengthening Mechanisms Acting in Mg/LPSO Two-Phase Extruded Alloys with Varying LPSO Phase Volume Fraction (Materials Transactions 64巻 4号)
【材料プロセシング部門】
Yuheng Liu, Kazufumi Nose, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano: Fabrication and Process Monitoring of 316L Stainless Steel by Laser Powder Bed Fusion with μ-Helix Scanning Strategy and Narrow Scanning Line Intervals (Materials Transactions 64巻 6号) -
2025.3.8
【受賞】日本金属学会2025年(第176回)春期講演大会ポスターセッションにて、M1の菊川君、B4の磯谷君、大川君が優秀ポスター賞を受賞しました。
PBF-LB/M を利用した人工界面の形成と高強度化の機序解明
○菊川泰地、石本卓也、眞山剛、小笹良輔、中野貴由
優秀ポスター賞、東京都立大学、2025年3月8日
骨粗鬆症による骨基質配向性への影響
○磯谷太一、松垣あいら、中野貴由
優秀ポスター賞、東京都立大学、2025年3月8日
L-PBFにより造形したLPSO型Mg合金の力学特性
○大川翔、小笹良輔、萩原幸司、松本敏治、中野貴由
優秀ポスター賞、東京都立大学、2025年3月8日 -
2025.3.8
【論文】金属3Dプリンタにより合金化・組織制御・形状制御をワンプロセス実現についてMaterials & Designに受理されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya*, Kazuhisa Sato, Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
In-situ alloyed nonequiatomic TiNbMoTaW bio-high entropy alloy (BioHEA) by laser powder bed fusion: Suppressed microsegregation and crystallographic texture formation,
Materials & Design, (2025) in press. -
2025.3.8
【講演】中野先生が第70回本多記念講演を行いました。
中野貴由: 異方性材料デザインにより材料を主役に
~耐熱性金属間化合物から、骨組織、金属3Dプリンティングによる生体材料まで~、
東京都立大学(日本金属学会2025年春期(第176回)講演大会)、2025年3月8日、10:50~11:45
講演資料はこちらから→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/62217808eb12335b58aed3d13297eda27d9570a8.pdf

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2025.3.6
【論文】AM触媒に関する論文が、Nature Communicationsに受理されました。
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2025.3.4
【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2025年(第176回)春期講演大会(@東京都立大学、3月8日~3月10日)に参加します。
本多記念講演
〇中野貴由:
[K1.7] [基調講演]異方性材料デザインにより材料を主役に
~耐熱性金属間化合物から、骨組織、金属3Dプリンティングによる生体材料まで~
〇小笹良輔、中野貴由:
[K2.8] [基調講演] 高強度低弾性の実現に向けたバイオハイエントロピー合金の開発
3月8日
〇菊川泰地、石本卓也、眞山剛、小笹良輔、中野貴由:
[P44] PBF-LB/M を利用した人工界面の形成と高強度化の機序解明
〇磯谷太一、松垣あいら、中野貴由:
[P117] 骨粗鬆症による骨基質配向性への影響
〇大川翔、小笹良輔、萩原幸司、松本敏治、中野貴由:
[P120] L-PBFにより造形したLPSO型Mg合金の力学特性
〇長者亮佑、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
[P125] 付加製造用電子ビーム照射で形成される共晶セラミックスの急冷凝固組織
3月9日
〇松垣あいら、中野貴由:
302 骨―免疫相互作用に基づく骨材料機能制御機構
〇齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由:
303 薬剤投与による骨タンパク質活性化に基づく骨基質配向化制御機構
〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由:
304 ひずみ速度に応じた流体加速度感受に基づく骨微細構造制御機構の解明
〇森陶子、松垣あいら、中野貴由:
306 チタン細線により配列制御した骨芽細胞の抗菌特性発現
〇元山誓織、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
169 Al-Si 合金の粉末床溶融結合での溶融・凝固条件の数値熱流体力学解析
3月10日
〇佐藤和久、高木空、市川聡、石本卓也、中野貴由:
106 SUS316L鋼LPBF材の微細組織と溶質偏析に及ぼすレーザ走査速度の影響
〇奥川将行、瀬戸口博俊、小泉雄一郎、中野貴由:
288 粉末床溶融結合Al-Si共晶合金材の階層的組織を活用した多階層性ポーラスSiの作製
〇柳玉恒、佐藤翼、奥川将行、佐藤和久、安田弘行、中野貴由、小泉雄一郎:
289 レーザー粉末床溶融結合法によって作製したFe3Al単結晶様材の力学特性
〇孫飛、足立吉隆、佐藤和久、石本卓也、中野貴由、小泉雄一郎:
291 Discovery of nano-scaled promising strengthening factor in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion
〇熊谷祥希、小柳禎彦、小笹良輔、中野貴由:
292 金属粉末レーザ積層造形法における熱間ダイス鋼の積層造形性に及ぼす雰囲気ガスの影響
〇當代光陽、髙橋凪、田中大介、永瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由:
318 hcp型TiZrHfAlx Bio MEAの合金設計と開発
〇星野壮希、石本卓也、Gokcekaya Ozkan、多根正和、眞山剛、中野貴由:
326 PBF-LB/Mを用いた形状・結晶集合組織制御によるIN718の力学機能設計
〇宮澤啓太郎、小笹良輔、菊川泰地、石本卓也、中野貴由:
327 L-PBF 法で作製したNi基超合金の低サイクル疲労挙動 -
2025.2.28
【新聞】JST-Crestの成果として、機械学習に基づき単結晶の弾性率を高精度で解析することに成功したことが日刊工業新聞に掲載されました。 多根先生との共同研究の成果です。
弾性率 ミクロレベル解析
日刊工業新聞 2025年2月28日 朝刊 31面
URLはこちらから→https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00741443 -
2025.2.27
【プレスリリース】JSTと大阪大学は、中野JST-CRESTの成果として、"インプラント設計に不可欠な力学物性の解析"に関する研究成果を共同でプレスリリースしました。
金属3Dプリンティングによる高機能な生体用インプラント材開発を加速
3DP造形物設計のためのキーパラメータの高精度解析を可能に
―弾性場の逆解析モデル構築で実現―
PDFはこちら→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/93d1319b2c81bfdcaa7b93ff1ea2ec58338bb451.pdf
JSTプレスリリースはこちら→
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20250227-2/index.html
日本経済新聞電子版はこちらから→
https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP687549_X20C25A2000000/ -
2025.2.22
【論文】Additive Manufacturing誌(IF=10.3)にTi合金のヤング率予測に関する論文が受理され、OA論文として掲載される予定です。
Shota Higashino, Daisuke Miyashita , Takuya Ishimoto, Eisuke Miyoshi, Takayoshi Nakano, Masakazu Tane*:
Low Young's modulus in laser powder bed fusion processed Ti-15Mo-5Zr-3Al alloys achieved by the control of crystallographic texture combined with the retention of low-stability bcc structure, Additive Manufacturing, accepted, (2025). -
2025.2.22
【記事】中野研が取り上げられたJSTニュースの1月号が中国語で翻訳され、掲載されました。
・日本語サイト
JSTニュース1月号
https://www.jst.go.jp/pr/jst-news/backnumber/2024/202501/index.html
・簡体字サイト
> 科学研究 > 机械/机器人 > 【特集】利用金属3D打印机开发椎间融合器,提升骨骼强度,精密制作微细结构(上)
https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_robot/pt20250218000013.html
> 科学研究 > 机械/机器人 > 【特集】利用金属3D打印机开发椎间融合器,提升骨骼强度,精密制作微细结构(下)
https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_robot/pt20250219000014.html
・繁体字サイト
> 科學研究 > 機械/機器人 > 【特集】利用金屬3D列印機開發椎間融合器,提升骨骼強度,精密製作細結構(上)
https://tc.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_robot/pt20250218000013.html
> 科學研究 > 機械/機器人 > 【特集】利用金屬3D列印機開發椎間融合器,提升骨骼強度,精密製作細結構(下)
https://tc.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_robot/pt20250219000014.html -
2025.2.20
【行事】毎年恒例の中野研の追いコンが開催されました。
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2025.2.19
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
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2025.2.18
【HP】ヒット数が40万件を突破!
中野研HPのヒット数が40万件を突破しました。
いつもご覧いただき、ありがとうございます。 -
2025.2.18
【受賞】帝人ナカシマメディカルと中野研で共同開発したUNIOS PLスペーサーが大河内記念技術賞を受賞します。授賞式は、2025年3月25日です。
大河内記念技術賞:高強度配向骨の誘導による積層造形整形外科デバイスの付加価値向上と製品化
高橋 広幸 帝人ナカシマメディカル株式会社 研究部 副部長 博士(工学)
中島 義雄 帝人ナカシマメディカル株式会社 取締役会長
加藤 直之 帝人ナカシマメディカル株式会社 代表取締役社長
小林 貴史 帝人ナカシマメディカル株式会社 代表取締役副社長
中野 貴由 大阪大学 大学院工学研究科 栄誉教授 博士(工学) -
2025.2.13
【修論】修士論文発表会が行われました。
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2025.2.12
【卒論】卒業論文を皆完成させ提出しました。
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2025.2.10
【新聞】大阪大学が3Dプリンターをブランド化しようと考えている記事が読売新聞朝刊に掲載されました。阪大工AMセンターも、貢献できるように頑張りたいと思います。4月発足の日本AM学会も紹介されています。
3Dプリンター 阪大から世界へ、読売新聞、2025年2月9日、朝刊19面(関西版)
記事はこちらから→
https://www.yomiuri.co.jp/local/kansai/feature/CO049294/20250206-OYTAT50028/ -
2025.2.7
【論文】レーザー・電子ビーム積層造形時の後処理の微細構造の影響に関する論文がCIRP Journal of Manufacturing Science and Technology(IF=4.6)に掲載されました。
Jibin Boban*, Afzaal Ahmed, Ozkan Gokcekaya , Takayoshi Nakano:
Ultra-precision surface treatment of beta-Titanium alloy printed using laser and electron beam melting sources,
CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 58, (2025), 01.006; 1-19.
https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2025.01.006
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Abstract
Additive Manufacturing (AM) is a near net shape fabrication technology offering exceptional design freedom for complex part production. However, the inadequate surface quality and poorly generated micro-features adversely affect the functional performance of metal AM parts thereby restricting the direct adoption in biomedical implantation applications. Ultra-precision diamond turning (UPDT) can be regarded as a possible solution to overcome the aforementioned challenges in metal AM. However, the machinability of metal AM parts at ultra-precision level is highly sensitive to the material specific attributes and microstructure generated by the thermal characteristics of the process. In light of this, the present study follows a novel direction by investigating the dependence of distinct material characteristics imparted by two different AM powder melting sources on the ultra-precision post-treatment performance. Experiments were conducted on laser and electron beam printed beta-Ti alloy (Ti-15Mo-5Zr-3Al) which has potential importance in biomedical applications. The results demonstrate that the microstructural variations in respective samples affect the process performance and final surface integrity. The samples printed using laser powder bed fusion (LPBF) achieved a final surface finish (Sa) of ~66.3 nm after UPDT relative to the electron beam powder bed fusion (EPBF) samples (~104.3 nm). The cutting forces tends to exhibit sharp dip in forces in case of LPBF samples when micro-cutting was done perpendicular to the beam scanning direction. The chip morphology analysis corresponding to the LPBF and EPBF samples sub stantiates the generation of chips with segmentation/serrations on the free chip surface and parent material adhesion on the tool-chip contact surface. Further, precise microfeature generation was successfully accom plished on both the samples with minimal dimensional deviations on LPBF sample. Thus, the outcomes of the study establish the potential of UPDT in elevating the bioimplant surface standards of beta-Ti alloy with superior performance in LPBF samples.Keywords
Additive manufacturing; Powder bed fusion; Diamond turning; Titanium; Microstructure -
2025.2.4
【修論】修士論文を皆完成させ提出しました。
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2025.1.26
【新聞】鉄鋼新聞に中野研に関する記事が掲載されました。
阪大とJST/金属3Dプリンティング/結晶配向性の制御法確立/低強度から高強度まで単一材で力学機能設計可能に:鉄鋼新聞 電子版、2025年1月26日
URLはこちらから→https://www.nikkinonline.com/premium/trendslist/245286 -
2025.1.22
【記事】「ShareLab」にて、中野 貴由 教授、石本 卓也 特任教授をはじめとする研究グループが、金属3Dプリンターによって結晶配向方位の制御に成功したことが、記事として掲載されました。
世界初!大阪大学研究チームが金属3Dプリンティングで3種の結晶配向(原子配列方向)を実現
URLはこちらから→https://news.sharelab.jp/cases/medical/jst-osaka-u-250122/ -
2025.1.17
【論文】レーザー・電子ビーム積層造形時の後処理の微細構造の影響に関する論文がCIRP Journal of Manufacturing Science and Technology(IF=4.6)に受理されました。
Jibin Boban*, Afzaal Ahmed, Ozkan Gokcekaya , Takayoshi Nakano:
Ultra-precision surface treatment of beta-Titanium alloy printed using laser and electron beam melting sources,
CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, (2025), in press. -
2025.1.15
【論文】メチルグリオキサールが骨芽細胞分化を通じて骨折治療を阻害することを解明した山口大学医学部との共同研究がBiochemical and Biophysical Research Communications誌に掲載されました。
Tetsuya Seto, Kiminori Yukata, Shunya Tsuji*, Yusuke Takeshima, Takeshi Honda, Akihiko Sakamoto, Kenji Takemoto, Hiroki Sakai, Mayu Matsuo, Yurika Sasaki, Mizuki Kaneda, Mikako Yoshimura, Atsushi Mihara, Kazuya Uehara, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Koji Harada, Yoshiro Tahara, Keiko Iwaisako, Ryoji Yanai, Norihiko Takeda, Takashi Sakai, Masataka Asagiri*:
Methylglyoxal compromises callus mineralization and impairs fracture healing through suppression of osteoblast terminal differentiation,
Biochemical and Biophysical Research Communications, 747, (2025), 151312; 1-8.
https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2025.151312
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Abstract
Impaired fracture healing in diabetic patients leads to prolonged morbidity and increased healthcare costs. Methylglyoxal (MG), a reactive metabolite elevated in diabetes, is implicated in various complications, but its direct impact on bone healing remains unclear. Here, using a non-diabetic murine tibial fracture model, we demonstrate that MG directly impairs fracture healing. Micro-computed tomography revealed decreased volumetric bone mineral density in the callus, while callus volume remained unchanged, resulting in a brittle bone structure. This was accompanied by reduced expression of osteocalcin and bone sialoprotein, both critical for mineralization. Biomechanical analysis indicated that MG reduced the mechanical resilience of the fracture site without altering its elastic strength, suggesting that the impairment was not primarily due to the accumulation of advanced glycation end-products in the bone extracellular matrix. In vitro studies confirmed that non-cytotoxic concentrations of MG inhibited osteoblast maturation and mineralization. Transcriptomic analysis identified downregulation of Osterix, a key transcription factor for osteoblast maturation, without altering Runx2 levels, leading to decreased expression of key mineralization-related factors like osteocalcin. These findings align with clinical observations of reduced circulating osteocalcin levels in diabetic patients, suggesting that the detrimental effects of MG on osteoblasts may extend beyond bone metabolism. Our study highlights MG and MG-sensitive pathways as potential therapeutic targets for improving bone repair in individuals with diabetes and other conditions characterized by elevated MG levels.Keywords
Fracture healing; Osteoblasts; Diabetes; Methylglyoxal -
2025.1.14
【論文】Acta Biomaterialia(IF=9.4)にMPCポリマーでのゼブラコーティングによる骨配向化誘導に関する論文が掲載されました。
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki*, Kazuhiko Ishihara, Takayoshi Nakano*:
Osteogenic tailoring of oriented bone matrix organization using on/off micropatterning for osteoblast adhesion on titanium surfaces, Acta Biomaterialia, 192, (2025), 39644943; 487-500.
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.12.017Abstract
Titanium (Ti) implants are well known for their mechanical reliability and chemical stability, crucial for suc cessful bone regeneration. Various shape control and surface modification techniques to enhance biological activity have been developed. Despite the crucial importance of the collagen/apatite bone microstructure for mechanical function, antimicrobial properties, and biocompatibility, precise and versatile pattern control for regenerating the microstructure remains challenging. Here, we developed a novel osteogenic tailoring stripe- micropatterned MPC-Ti substrate that induces genetic-level control of oriented bone matrix organization. This biomaterial was created by micropatterning 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) polymer onto a titanium (Ti) surface through a selective photoreaction. The stripe-micropatterned MPC-Ti substrate establishes a distinct interface for cell adhesion, robustly inducing osteoblast cytoskeleton alignment through actin cyto skeletal alignment, and facilitating the formation of a bone-mimicking-oriented collagen/apatite tissue. More over, our study revealed that this bone alignment process is promoted through the activation of the Wnt/ β-catenin signaling pathway, which is triggered by nuclear deformation induced by strong cellular alignment guidance. This innovative material is essential for personalized next-generation medical devices, offering high customizability and active restoration of the bone microstructure.
Keywords
Photoreactive; MPC polymer; Stripe-micropatterned titanium substrate; Osteoblast orientation; Apatite/collagen orientation; Bone regeneration -
2025.1.11
【会議】JST-Crestナノ力学の中野チームの研究会を阿蘇で開催しました。活発で有意義な議論ができました。ご準備いただいた眞山教授に御礼申し上げます。
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2025.1.9
【新聞】日刊工業新聞朝刊に「阪大、金属の結晶配向性制御 力学機能設計可能に」が掲載されました。
金属の結晶配向性制御 阪大、力学機能設計可能に3Dプリンター利用
日刊工業新聞、2025年1月9日朝刊、科学技術・大学(23面) -
2025.1.9
【論文】メチルグリオキサールが骨芽細胞分化を通じて骨折治療を阻害することを解明した山口大学医学部との共同研究がBiochemical and Biophysical Research Communications誌に受理されました。
Tetsuya Seto, Kiminori Yukata, Shunya Tsuji*, Yusuke Takeshima, Takeshi Honda, Akihiko Sakamoto, Kenji Takemoto, Hiroki Sakai, Mayu Matsuo, Yurika Sasaki, Mizuki Kaneda, Mikako Yoshimura, Atsushi Mihara, Kazuya Uehara, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Koji Harada, Yoshiro Tahara, Keiko Iwaisako, Ryoji Yanai, Norihiko Takeda, Takashi Sakai, Masataka Asagiri*: Methylglyoxal compromises callus mineralization and impairs fracture healing through suppression of osteoblast terminal differentiation, Biochemical and Biophysical Research Communications, (2025), in press. -
2025.1.8
【論文】Acta Materialia誌(Elsevier, IF=8.3)に、JST-Crestの成果である、"AMによる「材質(結晶配向性)」と「形状」の重畳による力学機能発現"に関する論文が受理されました。AMの世界を大きく変える研究結果で、OA論文として掲載されました。
Takuya Ishimoto, Naotaka Morita, Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Ozkan Gokcekaya, Shota Higashino, Masakazu Tane, Tsuyoshi Mayama, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Masato Yoshiya, Daisuke Egusa, Taisuke Sasaki, Eiji Abe, Hajime Kimizuka, Naoko Ikeo, Takayoshi Nakano*:
Superimpositional design of crystallographic textures and macroscopic shapes via metal additive manufacturing--Game-change in component design, Acta Materialia, 286, (2025), 120709; 1-12.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2025.120709
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Abstract
This study demonstrates the control of the crystalline orientation through metal additive manufacturing, enabling the development of component design guidelines that incorporate the inherent anisotropy of the me chanical properties (e.g., Young's modulus) in crystalline materials. We, for the first time, successfully fabricated a <111>//build direction (BD)-oriented single-crystalline-like texture in an alloy with a cubic crystal structure via laser powder bed fusion (LPBF) and completed a series of three single-crystalline-like microstructures with <001>, <011>, and <111>//BD orientations in a single material. The <001>and <111>directions exhibited the lowest and highest Young's moduli, respectively, demonstrating a wide range of control over the anisotropy of the mechanical properties of the product. To achieve a <111>//BD-oriented single-crystalline-like texture, a novel three-layer cyclic strategy of "uni"directional laser scanning at 120◦ angular intervals was developed by considering the easy growth direction and crystal symmetry. To the best of our knowledge, no previous study has reported this unique strategy. By superimposing the realized <111>orientation and shape-based anisotropy, products exhibiting high Young's modulus anisotropy, which cannot be expressed by shape and texture alone, were obtained via the LPBF single process. This achievement holds promise for the realization of a new component design guideline that integrates texture (mechanical properties) design for each internal location--modifiable through scanning strategies--with traditional shape optimization techniques typically used in computer-aided design. This approach enables tailored mechanical performance through optimized design strategies.Keywords
Laser powder bed fusion; Shape anisotropy; Crystallographic orientation; Superimposition; 3D puzzle; Young's modulus -
2025.1.8
【新聞】日本経済新聞電子版に当研究室から出版されたActa Materialia論文が「阪大、金属3Dプリンティングで3種の結晶配向(原子配列方向)を実現」として紹介されました。
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2025.1.8
【プレスリリース】JSTと大阪大学は、中野JST-CRESTの成果として、"AMによる「材質(結晶配向性)」と「形状」の重畳による力学機能発現"に関する研究成果を共同でプレスリリースしました。同時にActa Materialia誌(Elsevier, IF=8.3, Top3%ジャーナル)に掲載されました。
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2025.1.6
【解説】JSTニュース1月号に、中野先生と中島帝人ナカシマ会長が取材を受けたUNIOS PLスペーサーの記事が掲載されました。
中野貴由、中島義雄:
金属3Dプリンターで椎間スペーサー開発骨の強度を高め、微細構造を精緻に作製、
JSTnews (ISSN 1349-6085)、(2025)、8-11.
JSTニュースはこちらから→
https://www.jst.go.jp/pr/jst-news/
1月号はこちらから→
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.jst.go.jp/pr/jst-news/backnumber/2024/202501/pdf/2025_01.pdf
本件記事のみのPDFはこちらから→
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.jst.go.jp/pr/jst-news/backnumber/2024/202501/pdf/2025_01_p8-11.pdf
抜粋版はこちらから→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/883dad95bf70bb2a22e8a8749706efc4f60658a6.pdf -
2025.1.1
【論文】Acta Materialia誌(Elsevier, IF=8.3)に、JST-Crestの成果である、"AMによる「材質(結晶配向性)」と「形状」の重畳による力学機能発現"に関する論文が受理されました。AMの世界を大きく変える研究結果で、OA論文として出版される予定です。
Takuya Ishimoto, Naotaka Morita, Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Ozkan Gokcekaya, Shota Higashino, Masakazu Tane, Tsuyoshi Mayama, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Masato Yoshiya, Daisuke Egusa, Taisuke Sasaki, Eiji Abe, Hajime Kimizuka, Naoko Ikeo, Takayoshi Nakano*:
Superimpositional design of crystallographic textures and macroscopic shapes via metal additive manufacturing--Game-change in component design, Acta Materialia, (2025), in press. -
2025.1.1
新年あけましておめでとうございます。旧年中は皆様からのご指導をいただきありがとうございました。今年も中野研究室一同一丸となって教育・研究に邁進する所存でございます。引き続きご指導のほどよろしくお願い申し上げます。
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2024.6.30
【記事】令和 5 年度熱技術振興賞の受賞者随想が、谷川熱技術振興基金事業報告書Vol.42に掲載されました。
中野貴由
高温耐熱材料の塑性変形機構の解明と金属3Dプリンティングによる新展開,
谷川熱技術振興基金事業報告書Vol.42, (2024), pp.8-9.
記事はこちらから→
https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/7265488f8fb4e1d7676965b33a5fc18c4d66ec4a.pdf -
2024.6.29
【論文】Journal of Materials Research and Technology(IF=6.2)に韓国POSTECHとの共同研究のAlZnCu MEAに関する論文がOA論文として掲載されました。
Sujung Son, Taek-Soo Kim, Soon-Jik Hong, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Tensile deformation behavior of a lightweight AlZnCu medium-entropy alloy,
Journal of Materials Research and Technology, 31, (2024), 2116-2125.
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.06.204
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Abstract
Applying the medium-entropy alloy (MEA) concept to Al alloys is considered a promising approach to enhance their strength. However, achieving deformable Al-based MEA under tensile stress has not been reported due to the presence of a substantial amount of intermetallic compounds. Herein, we designed a novel AlZnCu MEA system and tailored its microstructure using high-pressure torsion, resulting in a meaningful tensile ductility of ∼4.3% coupled with considerable tensile strength of ∼462.5 MPa. The well-balanced tensile properties of the AlZnCu MEA stem from the nano-lamellar structure arising from phase separation and dispersion of discontinuous intermetallic compounds induced by the high-pressure torsion process.
Keywords
Aluminum alloys; Medium-entropy alloys; Nanocrystalline structure; Mechanical properties; Severe plastic deformation process -
2024.6.27
【論文】Journal of Materials Research and Technology(IF=6.2)に韓国POSTECHとの共同研究のAlZnCu MEAに関する論文が受理されました。
Sujung Son, Taek-Soo Kim, Soon-Jik Hong, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Tensile deformation behavior of a lightweight AlZnCu medium-entropy alloy,
Journal of Materials Research and Technology, (2024), in press. -
2024.6.22
【受賞】D3松坂君が日本骨形態計測学会にて、第44回日本骨形態計測学会若手研究者賞を受賞しました。
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2024.6.22
【学会】研究室メンバーが第44回日本骨形態計測学会@コラッセふくしまに参加し、以下の発表を行いました。
2024/06/22
チタン表面構造による間葉系幹細胞の骨文化・機能制御
松垣あいら、中野貴由骨基質配向性は骨に加わるひずみ速度に応じて変化する
松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由 -
2024.6.21
【論文】Materials Characterization(IF=4.7)に当研究室のレーザAMによるβTiAlの論文が受理され、OA論文として掲載されました。
Sung-Hyun Park, Ozkan Gokcekaya, Myung-Hoon Oh, Takayoshi Nakano:
Effects of hatch spacing on densification, microstructural and mechanical properties of β solidifying γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion,
Materials Characterization, 214, (2024), 114077, 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.114077
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Abstract
β-solidifying γ‑titanium aluminide (γ-TiAl) alloys, which typically contain β-phase stabilizers such as Nb and Cr, hold great promise for the aerospace industry and can potentially be processed through additive manufacturing to realize performance unachievable using conventional methods. However, the effects of laser powder bed fusion (L-PBF) parameters on the characteristics of the thus obtained samples remain underexplored. To address this gap, we herein examined the effects of hatch spacing on the densification, microstructural, and mechanical properties of L-PBF-fabricated Ti-44Al-6Nb-1.2Cr (at.%) alloy samples, revealing that the strong influence on thermal history induced the variation in densification and formation of two microstructure types. 0.01 mm hatch spacing resulted in repetitive slow cooling and sufficiently remelting, thus suppressing crack formation, promoting high densification, and inducing a complex phase transformation involving the formation of a basket-weave-structured α2 phase and the 〈001〉 alignment of the β phase along the build direction. 0.06 mm hatch spacing resulted in rapid cooling and insufficient heat accumulation, favoring the massive phase transformation, a jagged morphology α2 phase with a randomly distributed crystallographic texture. Hardness was mainly correlated with phase constitution and volume fraction, whereas compressive properties were jointly determined by additional effects of multiple factors such as grain size and crystallographic texture. This work provides the fundamental insights required to suppress defect formation in β-solidifying γ-TiAl alloys and tailor their microstructure for mechanical property enhancement.
Keywords
γ-TiAl alloy; Hatch spacing; Microstructure evolution; Densification; Laser powder bed fusion; Mechanical properties -
2024.6.21
【論文】Materials Transactions (IF = 0.7) にTi-Zr-Hf-Ag-V多成分合金の論文が受理されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Satoshi Ichikawa, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano:
Alloy design and solidification microstructure of Ti-Zr-Hf-Ag-V multi-component alloys with a dual bcc structure,
Materials Transactions, (2024), in press. -
2024.6.14
【論文】Journal of Materials Research (JMRS) にマレーシアUniversiti Sains Malaysiaとの共同研究の内容が掲載されました。
Shariff, Khairul Anuar ; Mohammed, Ahmed Hafedh Mohammed; Bakar, Mohamad Hafizi Abu; Mohamad, Hasmaliza; Matsugaki, Aira; Nakano, Takayoshi:
Macro-alignment responses of preosteoblast MC3T3-E1 cells on DCPD-coated β -TCP porous scaffolds: Effect of liquid volume/mass ratio and granular sizes,
Journal of Materials Research, (2024).
https://doi.org/10.1557/s43578-024-01364-y
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Abstract
Extensive assessment of bone-like cell responses towards porous β-tricalcium phosphate scaffolds has shown promising osteoconductivity and biocompatibility. However, the activity of bone-like cells is inhibited due to the formation of dense granule structures and the high formation of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) between dense granules during the setting reaction of macroporous α-TCP or β-TCP granule cement. Hence, this study was carried out to investigate the macro-alignment responses of preosteoblast MC3T3-E1 cells on DCPD-coated β-TCP porous scaffolds by evaluating the effect of acidic volume-to-granular mass ratios (AV/GR) and β-TCP granule sizes (GS) on the scaffolds via a setting reaction. The fabricated porous scaffolds were first characterised using Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared (FTIR), porosity, and compressive strength. Then, in vitro tests using preosteoblast MC3T3-E1 cells were performed to determine the macro-alignment of cell responses towards scaffolds. The results imply that the GS and pore size formation inside the DCPD-coated β-TCP porous scaffolds affected the macro-alignment of preosteoblast MC3T3-E1 surrounding the surface of the fabricated porous scaffold specimens. It was expected that the findings in this study will be a game changer that expedites cell responses in coating-on-ceramic technology.
Keywords
Bioceramic; β-TCP scaffold; Ceramic coating; Dicalcium phosphate dihydrate; Bone remodelling; Osteoblast cells -
2024.6.14
【解説】粉体粉末冶金協会誌への解説が受理されました。
中野貴由:
金属三次元積層造形をはじめとする粉体粉末冶金学を基軸にした異方性材料組織制御に関する研究開発、
粉体および粉末冶金、(2024), in press. -
2024.6.11
【論文】Materials Characterization(IF=4.7)に当研究室のレーザAMによるβTiAlの論文が受理され、OA論文として掲載される予定です。
Sung-Hyun Park, Ozkan Gokcekaya, Myung-Hoon Oh, Takayoshi Nakano:
Effects of hatch spacing on densification, microstructural and mechanical properties of β solidifying γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion,
Materials Characterization, (2024), in press. -
2024.6.8
【会議】2024年6月7日・8日と東京大学阿部教授のグループにお世話になり、Crestナノ力学会議を本郷で行いました。
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2024.6.7
【新聞】科学新聞に第49回井上春成賞に関する記事が掲載されました。
「第49回井上春成賞 決定 茂呂東大特任教授、中野阪大栄誉教授らに」科学新聞、2024年6月7日2面

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2024.6.1
【論文】多孔性ハイドロキシアパタイト剥離性固体接着剤としての効果を見出した論文がAdvanced Healthcare Materials(IF=10.0)にOAとして掲載されました。
M. Okada, S. C. Xie, Y. Kobayashi, H. Yanagimoto, D. Tsugawa, M. Tanaka, T. Nakano, T. Fukumoto, T. Matsumoto:
Water-mediated on-demand detachable solid-state adhesive of porous hydroxyapatite plate for internal organ retractions,
Advanced Healthcare Materials, (2024), 2304616, 1-9.
https://doi.org/10.1002/adhm.202304616
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Abstract
Novel adhesives for biological tissues offer an advanced surgical approach. Here, the authors report the development and application of solid-state adhesives consisting of porous hydroxyapatite (HAp) biocompatible ceramics as novel internal organ retractors. The operational principles of the porous solid-state adhesives are experimentally established in terms of water migration from biological soft tissues into the pores of the adhesives, and their performance is evaluated on several soft tissues with different hydration states. As an example of practical medical utility, HAp adhesive devices demonstrate the holding ability of porcine livers and on-demand detachability in vivo, showing great potential as internal organ retractors in laparoscopic surgery. -
2024.5.31
【編集】中野先生が、Bioactive Materials(Elsevier: IF=18.9 (2022))のAssociate Editorに就任しました。
HPはこちら→
https://www.keaipublishing.com/en/journals/bioactive-materials/editorial-board/ElsevierのHPはこちら→
https://www.sciencedirect.com/journal/bioactive-materials
Aims and scope
Bioactive Materials is an international, peer-reviewed research publication covering all aspects of bioactive materials. The journal welcomes the submission of research papers, reviews and rapid communications that are concerned with the science and engineering of next-generation biomaterials that come into contact with cells, tissues or organs across all living species. Bioactive materials will feature adaptiveness to the biological environment, being designed to stimulate and/or direct appropriate cellular and tissue responses, or control interactions with microbiological species.
The journal publishes research on the entire range of bioactive materials that have been specifically and functionally engineered or designed in term of either their physical form (e.g. particulate, fibre, etc.), topology (e.g. porosity, surface roughness, etc.) or dimensions (i.e. macro to nano-scales). The journal invites contributions from the following categories of bioactive materials : (i) bioactive metals and alloys, (ii) bioactive inorganics: ceramics, glasses and carbon-based materials, (iii) bioactive polymers and gels, (iv) bioactive materials sourced from nature and (v) bioactive composites, for use in human or veterinary medicine as implants, tissue engineering scaffolds, cell/drug/gene carriers, imaging and sensing devices.
Peer review
This journal operates a double blind review process. All contributions will be initially assessed by the editor for suitability for the journal. Papers deemed suitable are then sent to a minimum of two independent expert reviewers to assess the scientific quality of the paper. The Editor is responsible for the final decision regarding acceptance or rejection of articles. The Editor's decision is final
Peer review under the responsibility of KeAi Communications Co., Ltd. -
2024.5.31
【受賞】第49回井上春成(いのうえはるしげ)賞・受賞者決定についてのプレスリリースがJSTよりなされ中野先生と帝人ナカシマメディカル株式会社(取締役会長 中島 義雄)との共同で受賞しました。
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受賞技術の名称
「強固な配向骨を誘導する積層造形椎間スペーサー」
研究者:中野 貴由(ナカノ タカヨシ)
大阪大学 大学院工学研究科 栄誉教授
企 業:帝人ナカシマメディカル株式会社(取締役会長 中島 義雄)
<受賞理由>
従来、脊椎疾患治療の手術で用いられる椎間スペーサーは、自家骨の移植が必要である
だけでなく、骨癒合(こつゆごう)の強度不足によりスペーサーが移動・脱転するなどの
課題があった。
本技術では、骨癒合強度に深く関係する骨基質配向性を誘導可能なハニカムツリーとい
う独自の構造をスペーサーに採用した。また、素材には自家骨移植が不要なチタン合金を
用い、最先端の金属3Dプリンター技術を駆使した精密加工技術により、特殊な微細構造
を有する椎間スペーサーを開発した。これにより、骨との初期固定力が約5倍に高まり、
従来では1年も要する椎体間固定が2ヵ月に短縮可能となった。
本技術は、骨基質配向性の原理と3Dプリンター技術を融合した産学連携による成果で
あり、高齢化社会において高齢者の多くに見られる脊椎疾患の治療に資するものである。
プレスリリースはこちらから→
https://www.jst.go.jp/pr/info/info1695/index.html
井上春成賞委員会(委員長 橋本 和仁)は、第49回井上春成賞の受賞者を決定しま
した。
「井上春成賞」は、科学技術振興機構の前身の1つである新技術開発事業団の初代理
事長であり、工業技術庁初代長官でもあった井上 春成 氏が日本の科学技術の発展に
寄与した功績に鑑み、新技術開発事業団の創立15周年を記念して創設された賞です。
本賞は、大学や研究機関などの独創的な研究成果を基にして企業が開発、実用化した
技術のうち、日本の科学技術の進展や経済の発展に寄与し、福祉の向上に貢献した、優
れた研究開発(技術)を表彰するものです。
今年度の表彰技術は、自薦を含む推薦方式により令和5年12月1日から令和6年2
月29日までの期間に募集し、その中から2件を井上春成賞選考委員会(別紙2)で選
考し、この結果に基づき井上春成賞委員会(別紙3)で決定されました。
表彰は、表彰技術ごとに研究者1名および企業代表者1名を対象とし、井上春成賞委
員会委員長名による賞状および賞牌を贈呈いたします。
また、新技術振興渡辺記念会より副賞として、研究者に対して研究奨励金100万円
が贈呈されます。
主催:井上春成賞委員会
共催:科学技術振興機構
後援:新技術振興渡辺記念会 -
2024.5.30
【学会】研究室メンバーがWBC2024に参加し、以下の発表を行いました。
2024/05/30
Keynote Speaker
Development of novel spinal fusion spacer fabricated by metal additive manufacturing focusing on the orientation of bone tissue architecture
Takayoshi Nakano2024/05/28
Alloy design and fabrication of bio-high entropy alloys (BioHEAs) developed by laser powder bed fusion
Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto Ishimoto, Gokcekaya Ozkan, Aira Matsugaki, Takayoshi NakanoArtificial control of cell-based 3D bone-mimetic ordered collagen/apatite structure using additive manufacturing
Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano2024/05/29
Regulatory mechanisms for the orientation of bone matrix controlled by osteocyte mechanoresponses using a novel anisotropic mechano-coculture device
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi NakanoDevelopment of a novel titanium intervertebral device for guiding oriented collagen/apatite bone matrix
Toko Mori, Aira Matsugaki, Takayoshi NakanoArtificial control of osteoblast orientation using mRNA delivery for activation of intercellular crosstalk with osteoclast
Mitsuka Saito, Aira Matsugaki, Keiji Itaka, Takayoshi Nakano -
2024.5.29
【論文】Journal of Materials Research (JMRS) にマレーシアUniversiti Sains Malaysiaとの共同研究の内容が受理されました。
Shariff, Khairul Anuar ; Mohammed, Ahmed Hafedh Mohammed; Bakar, Mohamad Hafizi Abu; Mohamad, Hasmaliza; Matsugaki, Aira; Nakano, Takayoshi:
Macro-alignment responses of preosteoblast MC3T3-E1 cells on DCPD-coated β -TCP porous scaffolds: Effect of liquid volume/mass ratio and granular sizes,
Journal of Materials Research, (2024), accepted. -
2024.5.25
【受賞】令和5年度日本材料学会 技術賞 の授賞式が開催され、賞状と盾が贈られました。
出島メッセで開催された材料学会第73期通常総会において、UNIOS PL スペーサーの開発に関して、以下の賞を受賞しました。
授賞式には、帝人ナカシマメディカル㈱から 高橋氏、渡邊氏、加藤社長、大阪大学/富山大学から石本先生が参席しました。高橋広幸、井上貴之、渡邊稜太、松垣あいら、中島義雄、石本卓也、加藤直之、中野貴由:
骨基質配向化誘導を実現する金属3Dプリンティングチタン合金製脊椎固定用医療デバイスの新技術開発
令和5年度日本材料学会 技術賞、公益財団法人 日本材料学会、2024年5月25日受賞式後に記念撮影(左から 石本先生、渡邊氏、加藤社長、高橋氏)

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2024.5.25
【講演】松垣先生が、第97回日本整形外科学会学術総会で講演を行いました。
未来創造シンポジウム1[整形外科への応用が期待される注目のバイオマテリアル]
松垣あいら、中野貴由
「生物学的機序に基づく骨基質配向化誘導のためのバイオマテリアル研究」
第97回日本整形外科学会学術総会 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡A館・B館, 2024年5月25日(招待講演) -
2024.5.24
【論文】International Journal of Implant Dentistry(IF=2.7)に東京歯科大との共同研究の内容がOA論文として掲載されました。
Hiroaki Yorioka, Yuto Otsu, Ryu Suzuki, Satoru Matsunaga, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Hodaka Sasaki:
The influence of immediate occlusal loading on micro/nano-structure of peri-implant jaw bone in rats,
International Journal of Implant Dentistry, 10 [24], (2024), 1-11.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40729-024-00538-x論文はこちら
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Abstract
Purpose The objective of the present study was to ascertain the effect of immediate occlusal loading after implant placement on osseointegration and the micro/nanostructure of the surrounding bone. Methods After extraction of a rat maxillary right second molar, an implant was placed immediately with initial fixation (2 N< ). The implants were placed to avoid occlusal loading due to mastication, and in the loaded group, a superstructure was fabricated and subjected to occlusal loading. Bone morphometry, collagen fiber anisotropy, and biological apatite (BAp) crystallite alignment were quantitatively evaluated in both groups after extraction and fixation of the jaw bone at Days 7 and 21 after surgery. Results Osseointegration was observed in both groups. Bone morphometry showed significant differences in bone volume, trabecular number, trabecular thickness and bone mineral density (BMD) at Days 21 postoperatively (P < 0.05). A significant difference was also found in the trabecular separation at Days 7 postoperatively (P < 0.05). In the evaluation of collagen fiber anisotropy, collagen fiber bundles running differently from the existing bone were observed in both groups. In terms of BAp crystallite alignment, a specific structure was observed in the reconstructed new bone after implantation, and preferential orientation of BAp crystallite alignment was observed in the longitudinal direction of the implants in the Day 21 postoperative loaded group. Conclusion When sufficient initial fixation is achieved at the time of dental implant placement, then the applied masticatory load may contribute to rapidly achieving not only bone volume, but also adequate bone quality after implant placement.Keywords
Immediate loading, Bone quality, Biological apatite orientation, Collagen fiber bundle anisotropy -
2024.5.9
【講演】中野先生が第11回 METAL JAPAN[大阪]セミナー(インテックス大阪)で講演を行いました。
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2024.5.1
【3DP拠点】テクノアリーナ最先端研究拠点部門(学術ピーク拠点)「中野革新的3DP連携拠点」の拠点長として中野先生にプレートが授与されました。同時に4月1日付で工学研究科主幹教授(Distinguished Professor)の称号が5年間授与されました。
<最先端研究拠点部門(学術ピーク拠点)>
中野 貴由 教授(マテリアル生産科学専攻)「中野革新的3DP連携拠点」
工学研究科でのニュース→
https://www.eng.osaka-u.ac.jp/ja/topics/news/20352/
テクノアリーナの説明→
https://www.cfi.eng.osaka-u.ac.jp/arena/edge/
この革新的3DP拠点(連携)は、『欲しいモノを欲しい時に欲しい場所』で入手可能なゼロ距離社会、さらには近未来型超カスタム社会の実現に向けて、阪大3DPTec統合拠点構築を通じて、工学研究科全体、さらには部局の3DP分野横断型教育・研究に横串を通すことを最大のミッションとしています。
3DPの"P"は、Prospect(3D展望)、Printer(3D造形)、Product(3D製品)に基づくモノづくりの高付加価値化を意味し、空間を超えた『ゼロ距離』にて、『欲しいモノ』を即座に入手可能な『夢の社会の実現』のための、基盤構築から社会実装までを担います。
工学研究科では、ナノの世界である「原子・分子」からマクロの世界での「大型構造物」まで、多彩な3DP技術の可能性を持つ「医療用デバイス」、「未来食・人工臓器」、「航空・宇宙部品」、「大型洋上風車」など、3DP革命のための世界的シーズをすでに数多く保有しています。例えば、2014年に設置の工学研究科附属金属AM(3DP)センターでは、世界初の骨質骨(原子レベルまで健全な骨)誘導型3Dデバイスの臨床応用に成功しており、3DPが単なる複雑形状創製のための新たなモノづくり手法に留まることなく、原子配列をも自在に操り、新規機能デザイン可能とする最先端工学であることを実証しています。
こうした工学研究科の持つ最先端シーズを結集し、協調領域を科学することで、卓越3DPTec学(3DPサイエンス・3DPテクノロジー・3DPビジネス・3DPアート)ともいうべく学理構築を礎に、『3DP=大阪大学』の国際ブランディング化を目指します。 -
2024.5.1
【論文】Advanced Healthcare Materials(IF=10.0)に多孔性ハイドロキシアパタイト剥離性固体接着剤としての効果を見出した論文が受理されました。
M. Okada, S. C. Xie, Y. Kobayashi, H. Yanagimoto, D. Tsugawa, M. Tanaka, T. Nakano, T. Fukumoto, T. Matsumoto:
Water-mediated on-demand detachable solid-state adhesive of porous hydroxyapatite plate for internal organ retractions,
Advanced Healthcare Materials, (2024), accepted. -
2024.4.29
【論文】レーザ金属積層造形による純Crのき裂形成と配向組織形成に関する走査速度の効果に関する論文がMaterials(IF=3.4)にOAとして掲載されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya*, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Effect of Laser Scan Speed on Defects and Texture Development of Pure Chromium Metal Fabricated via Powder Bed Fusion-Laser Beam Materials, 17, (2024), 2097: 1-13.
https://doi.org/10.3390/ma17092097
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Abstract
Chromium (Cr) metal has garnered significant attention in alloy systems owing to its exceptional properties, such as a high melting point, low density, and superior oxidation and corrosion resistance. However, its processing capabilities are hindered by its high ductile-brittle transition temperature (DBTT). Recently, powder bed fusion-laser beam for metals (PBF-LB/M) has emerged as a promising technique, offering the fabrication of net shapes and precise control over crystallographic texture. Nevertheless, research investigating the mechanism underlying crystallographic texture development in pure Cr via PBF-LB/M still needs to be conducted. This study explored the impact of scan speed on relative density and crystallographic texture. At the optimal scan speed, an increase in grain size attributed to epitaxial growth was observed, resulting in the formation of a <100> cubic texture. Consequently, a reduction in high-angle grain boundaries (HAGB) was achieved, suppressing defects such as cracks and enhancing relative density up to 98.1%. Furthermore, with increasing densification, Vickers hardness also exhibited a corresponding increase. These findings underscore the efficacy of PBF-LB/M for processing metals with high DBTT properties.Keywords
chromium; powder bed fusion-laser beam; densification; texture; cracking -
2024.4.28
【論文】レーザ金属積層造形による純Crのき裂形成と配向組織形成に関する走査速度の効果に関する論文がMaterials(IF=3.4)に受理されました。
Yong Seong Kim, Ozkan Gokcekaya*, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Effect of Laser Scan Speed on the Defects and Texture Development of Pure Chromium Metal Fabricated by Powder Bed Fusion-Laser Beam, Materials, (2024), in press. -
2024.4.27
【行事】中野研恒例のBBQを行いました。
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2024.4.26
【基調講演】中野先生がAM World 技術セミナーで基調講演を行いま した。
中野貴由:
AM で初めて可能となるモノづくり技術と機能発現~アカデミアの立場から~、
AM World 技術セミナー「アカデミアの提案と先端技術」、
2024年 4月26日(金) 13:00-13:35 【基調講演】
(インテックス大阪 1 号館 AM WORLD セミナー会場) -
2024.4.23
【論文】Journal of the Australian Ceramic Society(IF=1.9)にマレーシアのUniversiti Sains Malaysia (USM)との共同研究の成果が受理されました。
Ahmed Hafedh Mohammed Mohammed, Khairul bin Shariff*, Mohamad Hafizi Abu Bakar, Hasmaliza Mohamad, Kunio Ishikawa, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano:
Pore Size Influence in Fabricating DCPD-Coated Porous β-TCP Granules: Compositional, Morphological, and Functional Group Perspective, Journal of the Australian Ceramic Society, (2024), in press. -
2024.4.19
【講演】中野先生が日本脊椎脊髄病学会にてランチョンセミナーを行いました。
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2024.4.18
【講演】中野先生がAM World技術セミナー(2024国際ウエルディングショー)にて基調講演を行います。
中野貴由:
AMで初めて可能となるモノづくり技術と機能性発現~アカデミアの立場から~、
AM World技術セミナー、インテックス大阪1号館 AM World セミナー会場、2024年4月26日(金)13:00~13:35(基調講演)AM World技術セミナーのプログラムはこちら
当日のご参加をお待ちしています。 -
2024.4.17
【論文】名古屋大学との共同研究のAMで造形されたオーステナイトステンレス鋼内に形成される転位セル構造に関する論文がMaterials(IF=3.4)に掲載されました。
Fei Sun*, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Delineating the ultra-low misorientation between the dislocation cellular structures in additively manufactured 316L stainless steel,
Materials, 17, (2024), 1851; 1-14.
https://doi.org/10.3390/ma17081851
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Abstract
Sub-micro dislocation cellular structures formed during rapid solidification break the strength-ductility trade-off in laser powder bed fusion (LPBF)-processed 316L stainless steel through high-density dislocations and segregated elements or precipitates at the cellular boundaries. The high-density dislocation entangled at the cellular boundary accommodates solidification strains among the cellular structures and cooling stresses through elastoplastic deformation. Columnar grains with cellular structures typically form along the direction of thermal flux. However, the ultra-low misorientations between the adjacent cellular structures and their interactions with the cellular boundary formation remain unclear. In this study, we revealed the ultra-low misorientations between the cellular structures in LPBF-processed 316L stainless steel using conventional electron backscatter diffraction (EBSD), transmission Kikuchi diffraction (TKD), and transmission electron microscopy (TEM). The conventional EBSD and TKD analysis results could provide misorientation angles smaller than 2°, while the resolution mainly depends on the specimen quality and scanning step size, and so on. A TEM technique with higher spatial resolution provides accurate information between adjacent dislocation cells with misorientation angles smaller than 1°. This study presents evidence that the TEM method is the better and more precise analytical method for the misorientation measurement of the cellular structures and provides insights into measuring the small misorientation angles between adjacent dislocation cells and nanograins in nanostructured metals and alloys with ultrafine-grained microstructures.
Keywords
additive manufacturing; cellular structure; misorientation; transmission electron microscopy; transmission Kikuchi diffraction; electron backscatter diffraction -
2024.4.17
【受賞】松垣先生が令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞を受賞しました。
松垣先生が令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞を受賞しました。
松垣あいら「骨系細胞制御機構の解明に基づく骨基質配向化誘導材料の研究」
https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_01364.html -
2024.4.16
【論文】Materials Science and Engineering A(IF=6.4)にβ型チタン合金のマルテンサイト変態にともなう結晶粒径依存性に関する論文がOAとして掲載されました。
Chenyang Wu, Xiaoli Zhaoa*, Mengrui Zhang, Hideki Hosoda, Takayoshi Nakano , Mitsuo Niinomi, Nan Jia, Zhiwen Shao , Deliang Zhang:
Strong grain size effect on tensile behavior of the body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy with stress-induced α' martensitic transformation,
Materials Science and Engineering A, 900, (2024), 146455, 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146455
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Abstract
In this study the grain size effect on mechanical properties of a body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy was investigated. Double yielding behavior in the stress-strain curves and four-stage behavior in the strain hardening rate curves can be seen in all Ti-30Zr-5Mo materials with different average grain sizes ranging from 6 to 475 μm, which is attributed to the occurrence of the stress-induced α′ transformation. The static Hall-Petch coefficient (k) for phase transformation was calculated to establish the relationship between grain size and trigger stress of the various materials. With the increase of strain, the hindrance of αʹ/β grain boundaries and αʹ/αʹ grain boundaries to dislocations gradually replaced β/β grain boundaries, thus the work hardening ability and k value changed. β grains were segmented by α′ martensite, resulting in a dynamic Hall‒Petch effect. Combined with a large stress field in the fine-grained materials with an average grain size of 6 μm, the highest work hardening rate with a value of 13 GPa was obtained. As the β grain size increased, the ultimate strength gradually decreased, while both trigger stress of the stress-induced αʹ transformation and elongation fluctuated. The trigger stress can be adjusted between 211 and 464 MPa by controlling the grain size. The grain size has little effect on the amount of the stress-induced αʹ phase. With a high trigger stress of 464 MPa in the material with the finest grains, the excellent ductility of 21% is obtained. The best comprehensive mechanical properties with a strength-ductility index value of 252 MPa is obtained in the material with an average grain size of 113 μm.
Keywords
Ti-30Zr-5Mo alloy; Grain size; Stress-induced phase transformation; αʹ martensite; Mechanical properties; Grain refinement; α′ phase; Titanium alloys -
2024.4.15
【論文】名古屋大学との共同研究のAMで造形されたオーステナイトステンレス鋼内に形成される転位セル構造に関する論文がMaterials(IF=3.4)に受理されました。
Fei Sun*, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Delineating the ultra-low misorientation between the dislocation cellular structures in additively manufactured 316L stainless steel,
Materials, (2024), in press -
2024.4.13
【論文】Materials & Design(IF=8.4)にAMで造形された二次元特殊格子構造の変形挙動に関する論文がOAとして掲載されました。
Zana Eren, Ozkan Gokcekaya, Demet Balkan, Takayoshi Nakano, Zahit Mecitoğlu:
Comparison of in-plane compression of additively manufactured Ti6Al4V 2D auxetic structures: Lattice design, manufacturing speed, and failure mode,
Materials & Design, 241, (2024), 112885, 1-19.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.112885
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Abstract
The metal-based 2D auxetic lattice structures hold the potential for multifunctional tasks in aerospace applications. However, the compression response of those manufactured by powder bed fusion process is underexplored. This study proposes a comprehensive comparison of in-plane quasi-static compression performance of 2D auxetic lattice structures, utilizing three designs (anti-tetrachiral (ATC), double arrow-headed (DAH), and tree-like re-entrant (TLR)), manufactured with stiff Ti6Al4V by the electron beam powder bed fusion process (PBF-EB) with various manufacturing speeds. The results revealed unique failure patterns and superior energy absorptions among 2D lattice structures in the literature. TLR design enhanced energy absorption by overcoming failures between DAH columns and exhibited the lowest standard deviations in specific energy absorption (SEA) values (9.75 -12.62 ). Besides, Kernel average misorientation (KAM) values followed the order of DAH, TLR, and ATC, and inversely correlated with SEA values. ATC structures with the lowest KAM outperformed DAH and TLR by 47.5 and 6.44 , respectively. Scan speed variations affected SEA and porosity values differently for each lattice design while exhibiting similar microstructure characteristics. The findings in this study propose a significant contribution to the development of aerospace sandwich structures where harsh environments exist and employment of 2D topologies are required.
Keywords
Auxetic structures; Additive manufacturing; Energy absorption; Compressive failures; Residual stress -
2024.4.12
【講演】中野先生がSmart Additive Manufacturing, Design & Evaluation (Smart MADE)でPlenary presentationを行いました。
Takayoshi Nakano:
Crystallographic texture control and functionalization by metal additive manufacturing,
3rd Global Conference and Exhibition on Smart Additive Manufacturing, Design & Evaluation
(Smart MADE)
9:50-10:40, 12th April 2024, Osaka University Nakanoshima Center, Japan -
2024.4.10
【行事】中野研究室の新B4歓迎会が行われました。
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2024.4.10
【論文】東京歯科大との共同研究の成果が、International Journal of Implant Dentistry(IF=2.7)に受理されました。
Hiroaki Yorioka, Yuto Otsu, Ryu Suzuki, Satoru Matsunaga, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Hodaka Sasaki:
The influence of immediate occlusal loading on micro/nano-structure of peri-implant jaw bone in rats,
International Journal of Implant Dentistry, (2024), in press. -
2024.4.9
【受賞】松垣先生が、令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰(若手科学者賞)を受賞することが決定しました。
https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_01364.html
令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞
松垣あいら「骨系細胞制御機構の解明に基づく骨基質配向化誘導材料の研究」
表彰式は4月17日に執り行われます。 -
2024.4.9
【新B4配属】中野研へ新B4として7名の配属が決定しました。
新B4
磯谷 太一 君
大川 翔 君
佐橋 遼太朗 君
竹下 恭平 君
時實 秀和 君
平田 渉悟 君
星野 壮希 君 -
2024.4.5
【行事】中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日、新M1の歓迎会が行われました。内部進学者の中野研出身6名と外部推薦枠で1名の合計7名が配属になりました。今年度から中野研の一員となった劉さんも加わり、より一層賑やかな研究室がスタートします。4月9日には新B4が配属されます。
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2024.4.4
【新M1配属】中野研に中野研学部出身者の6名が配属されました。さらに広島大からの推薦入学で重永君が入学し、M1の7名の体制となりました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう!
新M1
内芝 旭祥 君
菊川 泰地 君
重永 徹平 君
清水 佑太 君
船奥 和真 君
宮澤 啓太郎 君
山野 大陸 君 -
2024.4.4
【論文】Materials Science and Engineering A(IF=6.4)にβ型チタン合金のマルテンサイト変態にともなう結晶粒径依存性に関する論文が受理されました。
Chenyang Wu, Xiaoli Zhaoa*, Mengrui Zhang, Hideki Hosoda, Takayoshi Nakano , Mitsuo Niinomi, Nan Jia, Zhiwen Shao , Deliang Zhang:
Strong grain size effect on tensile behavior of the body-centered-cubic Ti-30Zr-5Mo alloy with stress-induced α' martensitic transformation,
Materials Science and Engineering A, (2024). in press. -
2024.4.3
【新聞】日刊工業新聞に当研究室の関連記事「積層造形ニッケル基超合金、元素分布予測で高度化 阪大が新技術」が1面に掲載されました。
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2024.4.3
【論文】ニッケル基耐熱合金(Hastelloy-X)の偏析挙動を計算機シミュレーションで解明した結果が"Additive Manufacturing"誌(IF=11)にOA論文として掲載されました。
Masayuki Okugawa*, Kenji Saito, Haruki Yoshima, Katsuhiko Sawaizumi, Sukeharu Nomoto, Makoto Watanabe, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*:
Solute segregation in a rapidly solidified Hastelloy-X Ni-based superalloy during laser powder bed fusion investigated by phase-field and computational thermal-fluid dynamics simulations,
Additive Manufacturing, 84, (2024), 104079, 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104079
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Abstract
Solute segregation significantly affects material properties and is a critical issue in the laser powder-bed fusion (LPBF) additive manufacturing (AM) of Ni-based superalloys. To the best of our knowledge, this is the first study to demonstrate a computational thermal-fluid dynamics (CtFD) simulation coupled multi-phase-field (MPF) simulation with a multicomponent-composition model of Ni-based superalloy to predict solute segregation under solidification conditions in LPBF. The MPF simulation of the Hastelloy-X superalloy reproduced the experimentally observed submicron-sized cell structure. Significant solute segregations were formed within interdendritic regions during solidification at high cooling rates of up to 1.6 × 106 K s−1, a characteristic feature of LPBF. Solute segregation caused a decrease in the solidus temperature (TS), with a reduction of up to 38.4 K, which increases the risk of liquation cracks during LPBF. In addition, the segregation triggers the formation of carbide phases, which increases the susceptibility to ductility dip cracking. Conversely, we found that the decrease in TS is suppressed at the melt-pool boundary regions, where re-remelting occurs during the stacking of the layer above. Controlling the re-remelting behavior is deemed to be crucial for designing crack-free alloys. Thus, we demonstrated that solute segregation at the various interfacial regions of Ni-based multicomponent alloys can be predicted by the conventional MPF simulation. The design of crack-free Ni-based superalloys can be expedited by MPF simulations of a broad range of element combinations and their concentrations in multicomponent Ni-based superalloys.
Keywords
Laser powder-bed fusion; Hastelloy-X nickel-based superalloy; Solute element segregation; Computational thermal-fluid dynamics simulation; Phase-field method -
2024.4.2
【HP】ヒット数が38万件を突破!
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2024.3.27
【論文】Smart Materials in Manufacturing(Elsevier)にTi-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金の金属積層造形による特異な組織と硬度の変化に関する論文がOAとして掲載されました。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Takuya Ishimoto, Yuheng Liu, Yuichiro Koizumi, Pan Wang, Takayoshi Nakano*, Yoko Yamabe-Mitarai*:
Peculiar microstructural evolution and hardness variation depending on laser powder bed fusion-manufacturing condition in Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,
Smart Materials in Manufacturing, 2, (2024), 100050, 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.smmf.2024.100050
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Abstract
This study aims to comprehensively analyze the phase and microstructure evolution and related hardness variations of the Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo wt.% (Ti6246) alloy produced by laser powder bed fusion (LPBF) under various laser conditions and to gain insight into the mechanisms of these changes using numerical thermal analysis. Higher laser volumetric densities (VEDs) resulted in a finer α/α' microstructure and increased hardness, exhibiting a positive correlation with the VED, except under extremely high conditions. This contrary trend, reported for the first time, is attributed to the solid-phase transformation from the β phase to metastable α' martensite during LPBF induced by rapid cooling. Despite the finer microstructure, the samples under very high VED conditions showed lower hardness, deviating from the overall trend. The X-ray diffraction peaks in the high-VED samples suggested a partial decomposition of α' to α + β owing to laser-induced reheating of the underlying layers, which is considered a contributing factor to the hardness reduction. The numerical analysis showed that the underlying layer was exposed to high temperatures for a relatively long time under high-VED conditions. It was revealed that the hardness of LPBF-fabricated Ti6246 was influenced by unique thermal processes: rapid cooling and reheating of the pre-solidified part, leading to the formation of a metastable α' phase and partial decomposition into α + β. These findings provide insights for tailoring Ti6246 with desired physical properties via LPBF.
Keywords
LPBF; Ti6246; Polycrystalline microstructure; Metastable phase; Rapid cooling; Thermal history -
2024.3.26
【論文】AMで造形された二次元特殊格子構造の変形挙動に関する論文が、Materials & Design(IF=8.4)に受理されOAとして掲載される予定です。
Zana Eren, Ozkan Gokcekaya, Demet Balkan, Takayoshi Nakano, Zahit Mecitoğlu:
Comparison of in-plane compression of additively manufactured Ti6Al4V 2D auxetic structures: Lattice design, manufacturing speed, and failure mode,
Materials & Design, (2024), in press. -
2024.3.22
【訪問】中野研卒業生で現在小松製作所に務め、ドイツのミューヘン工科大学のPeter Myer教授のもとに留学中の小川洋平さんが表敬訪問くださいました。
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2024.3.18
【書籍】中野研で一部執筆した「生体吸収性外科材料の使い方と新しい材料の有用性」に関する書籍が3月29日に発刊されます。
発刊日:2024年3月29日、体裁:A4判482頁、定価:88,000円(税込)、ISBN:978-4-86798-014-9、(株)技術情報協会
書籍案内はこちら -
2024.3.14
【受賞】日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞(2024年3月12日発表)に中野研関連の3件が受賞しました。
○清水佑太、Gokcekaya Ozkan、小笹良輔、蓮見侑士、大山伸幸、中野貴由:
L-PBF法により作製したインバー合金における熱膨張率の変化、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、(公社)日本金属学会、2024年3月12日
○山下葵平、趙研、安田弘行、斎藤拓馬、佐々木泰祐、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
金属3D積層造形製Ni基超合金の階層組織と力学特性、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、(公社)日本金属学会、2024年3月12日
○陳成、田原正樹、金奕霖、野平直希、海瀨晃、邱琬婷、小笹良輔、石本卓也、小泉雄一郎、中野貴由、細田秀樹:
L-PBF によって作製した Ti-Cr-Sn 合金の内部組織と超弾性特性、
日本金属学会2024年春期講演⼤会第42回優秀ポスター賞、(公社)日本金属学会、2024年3月12日 -
2024.3.13
【論文】Smart Materials in Manufacturing(Elsevier)にTi-6Al-2Sn-4Zr-6Mo合金の金属積層造形による特異な組織と硬度の変化に関する論文が受理され、OA論文として掲載される予定です。
Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Takuya Ishimoto, Yuheng Liu, Yuichiro Koizumi, Pan Wang, Takayoshi Nakano*, Yoko Yamabe-Mitarai*:
Peculiar microstructural evolution and hardness variation depending on laser powder bed fusion-manufacturing condition in Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,
Smart Materials in Manufacturing, (2024), in press. -
2024.3.13
【受賞】日本鉄鋼協会2024年春季(第187回)学生ポスターセッションにて奨励賞を受賞しました。
福島希真、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
鉄鋼材料への付加製造用レーザビーム照射における組織形成支配因子の解明、
日本鉄鋼協会2024年春期(第187回)学生ポスターセッション奨励賞、講演番号PS-19、東京理科大学葛飾キャンパス、2024年3月13日
https://pub-files.atlas.jp/cer-r/isij2024s/pdf/ps_result_ja_20240315090109558.pdf -
2024.3.9
【論文】ニッケル基耐熱合金(Hastelloy-X)の偏析挙動を計算機シミュレーションで解明した結果が"Additive Manufacturing"誌(IF=11)に受理され、OA論文として掲載される予定です。
Masayuki Okugawa*, Kenji Saito, Haruki Yoshima, Katsuhiko Sawaizumi, Sukeharu Nomoto, Makoto Watanabe, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi*:
Solute segregation in a rapidly solidified Hastelloy-X Ni-based superalloy during laser powder bed fusion investigated by phase-field and computational thermal-fluid dynamics simulations,
Additive Manufacturing, (2024), accepted.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104079 -
2024.3.5
【受賞】中野研B4の宮澤啓太郎君と山野大陸君が大阪大学工学賞(成績1位と2位)を独占しました。おめでとうございます!
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2024.3.1
【受賞】「骨基質配向化誘導を実現する金属3Dプリンティングチタン合金製脊椎固定用医療デバイスの新技術開発」に対して、帝人ナカシマメディカル(株)と大阪大学中野研究室との共同チームとで(公社)日本材料学会令和5年度技術賞に内定しました。授賞式は、令和6年5月25日(土)に出島メッセ長崎にて行われます。
高橋広幸、井上貴之、渡邊稜太、松垣あいら、中島義雄、石本卓也、加藤直之、中野貴由:
骨基質配向化誘導を実現する金属3Dプリンティングチタン合金製脊椎固定用医療デバイスの新技術開発、
(公社)日本材料学会令和5年度技術賞、(公社)日本材料学会、2024年5月25日 -
2024.3.1
【書籍】中野先生が編集した『デジタル化時代のAdditive Manufacturingの基礎と応用【第2版】』が本日よりAmazonにて販売されます。
Amazonのリンクはこちら
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2024.3.1
【解説】金属誌の特集「チタン・チタン合金ー基礎と応用のトピックスー」に解説がOAとして掲載されました。
小笹良輔、松垣あいら、石本卓也、中野貴由:
金属Additive Manufacturingによるチタンおよびチタン合金の相変態と組織制御、
金属、94[3]、(2024)、224-232
PDFはこちら -
2024.3.1
【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2024年(第174回)春期講演大会(@東京理科大学、3月12日~3月15日)に参加します。
企画シンポジウム講演
〇松垣あいら、中野貴由:
[K1.7] [基調講演]多階層マテリアル-生体界面反応制御による骨形成・安定化材料設計
〇趙 研、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由:
[S4.8] [基調講演]金属積層造形によるTiAl合金の組織制御と力学特性向上
一般公演
〇森浩亮、藤田達也、中野貴由、山下弘巳:
[34] 金属3Dプリンターで作製した触媒反応管の表面機能化と液相での水素生成反応
〇宮澤啓太郎、小笹良輔、江草大佑、阿部英司、中野貴由:
[146] L-PBF法による準安定β型チタン基合金の造形と力学特性制御
〇菊川泰地、石本卓也、小笹良輔、中野貴由:
[149] L-PBF 法による Inconel 718 の階層的組織制御と力学特性への寄与
〇朴 盛賢、Gokcekaya Gokcekaya、中野貴由:
[150] The effect of process parameters on microstructural evolution and mechanical properties of γ-TiAl alloy fabricated by laser powder bed fusion
〇Gokcekaya Ozkan, Ekubaru Yusufu, Sato Kazuhisa, Nakano Takayoshi:
[151] The effect of as-built microstructure of Scalmalloy fabricated by laser powder bed fusion process on subsequent heat treatment performance
〇齊藤光郁、松垣あいら、位髙啓史、中野貴由:
[155] mRNAを活用した活性化破骨細胞による配向化骨基質形成機序に基づく細胞制御
〇森陶子、松垣あいら、文勝徹、海渡貴司、岡田誠司、中野貴由:
[156] チタン3次元パターン構造制御により配向化骨基質形成を誘導する新規椎間デバイス創製
〇松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由:
[157] 応力感受に基づく配向化骨形成制御を介した骨機能適応
〇KIM Yong Seong、小笹良輔、Gokcekaya Ozkan、佐藤和久、中野貴由:
[247] Design and Fabrication of Refractory High Entropy Alloys (RHEAs) with Suppressed Elemental Segregation
〇澤泉克彦、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
[256] Ni基超合金の粉末床溶融結合における凝固過程のフェーズフィールド解析
〇内芝旭祥、小笹良輔、佐藤和久、菊池貴彦、大塚亮、片山真吾、杉山昌章、中野貴由:
[257] レーザ粉末床溶融結合を用いた高強度SUS316Lステンレス鋼の作製
〇佐藤翼、柳玉恒、奥川将行、佐藤和久、安田弘行、中野貴由、小泉雄一郎:
[258] レーザー粉末床溶融結合法による単結晶様 Fe3Al の育成
〇小笹良輔、木澤雄太、徳永透子、萩原幸司、松本敏治、中野貴由:
[259] レーザ粉末床溶融結合によるMg合金における単結晶様組織の形成
〇孫 飛、稲垣洵希、陳 達徳、足立吉隆、佐藤和久、石本卓也、中野貴由、小泉雄一郎:
[278] Quantitative analysis of segregation behavior at melt pool boundary in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion
ポスター発表
〇山下葵平、趙 研、安田弘行、斎藤拓馬、佐々木泰祐、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
[P30] 金属3D積層造形製Ni基超合金の階層組織と力学特性
〇船奥和真、松垣あいら、西田英高、秋吉秀保、中野貴由:
[P59] L-PBFによる配向化骨基質誘導型頸椎ケージ創製
〇陳 成、田原正樹、金 奕霖、野平直希、海瀨晃、邱 琬婷、小笹良輔、石本卓也、小泉雄一郎、中野貴由、細田秀樹:
[P61] L-PBF によって作製した Ti-Cr-Sn 合金の内部組織と超弾性特性
〇小西晴貴、趙 研、安田弘行、竹山 雅夫、中野貴由:
[P121] 金属3D積層造形性β相含有TiAl合金の高温疲労挙動に及ぼす微細組織の影響
〇山田頌、趙 研、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由:
[P122] 金属3D積層造形製β相含有TiAl合金の変形挙動に及ぼすひずみ速度の影響
〇三野修平、中村弘和、奥川将行、小泉雄一郎、中野貴由:
[P143] 粉末溶融結合法における溶融・凝固領域の表面形状と粉末レーキ挙動の関係
〇山野大陸、田口大誠、松垣あいら、石本卓也、中野貴由:
[P149] ラット頭蓋骨欠損部におけるアパタイト配向性の再構築
〇清水佑太、Gokcekaya Ozkan、小笹良輔、蓮見侑士、大山伸幸、中野貴由:
[P151] L-PBF法により作製したインバー合金における熱膨張率の変化
〇髙橋凪、當代光陽、加藤茂、田中大介、永瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由:
[P164] TiZrHfAlx Bio MEAにおける微細組織とその力学特性 -
2024.3.1
【論文】Materials Chemistry and Physics(IF=4.6)に世界で先駆けて(R≧2.0)の超ハイエントロピー合金(SHEA)を提案した論文がOAとして掲載されました。
Tadaaki Matsuzaka, Akira Hyakubu, Yong Seong Kim, Aira Matsugaki, Takeshi Nagase, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Hyoung Seop Kim, Tomoji Mizuguchi, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano:
Development of an equiatomic octonary TiNbTaZrMoHfWCr super high-entropy alloy for biomedical applications,
Materials Chemistry and Physics, 316, (2024), 129120; 1-7.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.129120
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Abstract
A super-high-entropy alloy (SHEA) with ΔSmix ≥ 2.0R (where R is the gas constant) was designed to produce metallic materials with superior mechanical properties to conventional alloys. As an alternative to conventional quinary high-entropy alloys (HEAs), herein, octonary SHEAs for biomedical applications (BioSHEAs) are proposed for the first time, and the TiNbTaZrMoHfWCr BioSHEA was fabricated. Arc-melted BioSHEA exhibited an extremely high yield strength of 1953 ± 84 MPa, which was approximately 550 MPa higher than that of the quinary TiNbTaZrMo BioHEA. This yield strength is considerably higher than that estimated by the rule of mixtures for pure metals, confirming the achievement of significant solid-solution strengthening induced by a supermulticomponent solid solution composed of elements with different atomic radii. Its biocompatibility was comparable to that of pure Ti and the quinary BioHEA, and superior to that of SUS316L. This study demonstrates the validity of a novel entropy-based guideline for increasing the mixing entropy to achieve metallic materials with ultrahigh strength.
Keywords
Super-high-entropy alloys (SHEAs); Octonary system; Supermulticomponent; Solid-solution strengthening; BioSHEAs -
2024.2.29
【新聞】日刊工業新聞に生体用スーパーハイエントロピー合金の記事が掲載されました。
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2024.2.23
【論文】L-PBFで作製された純Crの組織やHIPによる摩耗への効果についての国際共同研究が、International Journal of Refractory Metals and Hard Materials(IF=3.6)へOA論文として掲載されました。
Asli Gunay Bulutsuz*, Buse Gulec, Ozkan Gokcekaya*, Johannes Gardstam, Takayoshi Nakano, Hakan Yilmazer:
An investigation over microstructure and HIP processing effects on wear performance of pure chromium parts fabricated by laser powder bed fusion,
International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 120, (2024), 106616, 1-10.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2024.106616
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Abstract
Chromium (Cr) and its alloys have long been valued for their exceptional properties, including corrosion resistance and high-temperature stability, rendering them indispensable in industrial applications such as chemical processing, energy production, and aerospace. However, due to the difficulties in Cr-based alloy manufacturing, there is a need for novel manufacturing methodologies. Additive Manufacturing (AM) emerges as a promising approach, particularly Laser Powder Bed Fusion (LPBF), which allows for intricate designs, reduced material waste, and simplified assembly. However, certain issues still need to be addressed, including defects like cracks and porosities in the manufactured parts. Post-processing techniques such as Hot Isostatic Pressing (HIP) have gained prominence for enhancing the material properties and quality of AM parts, including those produced using LPBF. HIP treatments are effective in eliminating internal pores, although some challenges remain, notably the presence of trapped argon and grain coarsening side effects of HIP process parameters. This study focuses on LPBF-processed pure chromium parts with crystallographic texture and investigates their properties after HIP treatment, including microstructure, hardness, and tribological performance. According to the obtained results: the HIP process reduced cracks, especially in the center region, but increased gaps in the side region. HIP also hindered grain realignment, limiting grain growth, and resulting in high HAGB density and low MUD values. Elevated HIP processing pressure negatively affected tribological performance due to increased grain size, and reduced hardness. This study, for the first time, realized the effect of HIP conditions on the microstructure and tribological performance of LPBF-processed pure Cr.
Keywords
Laser powder bed fusion; Pure Cr; Crystallographic texture; Hot isostatic pressing; Wear performance -
2024.2.22
【行事】中野研の追いコンが開催されました。
中野研恒例の追いコンを実施しました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しておりますし、気軽に立ち寄ってもらえたらと思います。
本当にお疲れ様でした。 -
2024.2.21
【論文】Materials Chemistry and Physics(IF=4.6)に世界で先駆けて(R≧2.0)の超ハイエントロピー合金(SHEA)を提案した論文が受理され、OAとして掲載される予定です。
Tadaaki Matsuzaka, Akira Hyakubu, Yong Seong Kim, Aira Matsugaki, Takeshi Nagase, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Hyoung Seop Kim, Tomoji Mizuguchi, Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano*:
Development of an equiatomic octonary TiNbTaZrMoHfWCr super high-entropy alloy for biomedical applications,
Materials Chemistry and Physics, (2024) accepted. -
2024.2.21
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
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2024.2.20
【論文】生体用低弾性抗菌性Ti-Nb-Cu合金の開発に関する研究がMaterials Today Communications(IF=3.8)に掲載されました。
Qiang Li*, Qizhen Peng, Qi Huang, Mitsuo Niinomi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Development and characterizations of low-modulus Ti-Nb-Cu alloys with enhanced antibacterial activities,
Materials Today Communications, 38, (2024), 108402, 1-8.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108402
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Abstract
Avoiding infection is a requirement for the long-term stability and safety of implants, but most Ti alloys for implantation hardly inhibit the bacterial proliferations. Cu works as a β stabilizer in Ti alloys, and Cu ion can kill bacteria. To obtain antibacterial activities in low-modulus Ti alloys, Ti-35Nb-(0, 1, 2, 3, 4)Cu (wt%) alloys were prepared by non-consumable arc melting following by homogenization, hot rolling, and solution treatment. They were then subjected to phase analysis, microstructure observation, tensile test and dynamic polarization. The cytotoxicity and antibacterial activities were finally evaluated. The results show that Cu stabilizes the β phase and inhibits the generation of α" phase during quenching. Ti-35 Nb and Ti-35Nb-1Cu consist of β and α" phases, and Ti-35Nb-(2, 3, 4)Cu alloys have a single β phase. The Ti-Nb-Cu alloys exhibit the Young's moduli ranging from 57 to 72 GPa. All the alloys show passivation behavior with a low passive current density. Cytotoxicity is hardly observed in the alloys. The antibacterial rates of Ti-35Nb-(1, 2, 3, 4)Cu alloys against E. coli are 62.8%, 68.9%, 70.9% and 73.2%, respectively, and the antibacterial rates against S. aureus are 63.4%, 69.7%, 72.8% and 74.7%, respectively. The developed β-type Ti-35Nb-4Cu alloy shows a relatively low Young's modulus and good antibacterial properties, and is a candidate for biomedical applications.
Keywords
Biomedical Ti alloys, Mechanical properties, Corrosion resistance, Cytotoxicity, Antibacterial properties -
2024.2.16
【論文】生体用低弾性抗菌性Ti-Nb-Cu合金の開発に関する研究がMaterials Today Communications(IF=3.8)に受理されました。
Qiang Li*, Qizhen Peng, Qi Huang, Mitsuo Niinomi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Development and characterizations of low-modulus Ti-Nb-Cu alloys with enhanced antibacterial activities,
Materials Today Communications, (2024), in press. -
2024.2.14
【修論】修士論文発表会が行われました。
中野研の5名(大原 秀真君、木澤 雄太君、北上 真幸君、丹羽 陽一朗君、百歩 明君)が修士論文の発表をしました。M2の皆さん、お疲れ様でした。
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2024.2.13
【論文】L-PBFで作製された純Crの組織やHIPによる摩耗への効果についての国際共同研究が、International Journal of Refractory Metals and Hard Materials(IF=3.6)へ受理されました。
Asli Gunay Bulutsuz*, Buse Gulec, Ozkan Gokcekaya*, Johannes Gardstam, Takayoshi Nakano, Hakan Yilmazer:
An investigation over microstructure and HIP processing effects on wear performance of pure chromium parts fabricated by laser powder bed fusion,
International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, (2024), in press. -
2024.1.31
【書籍】中野先生が分担執筆した『傾斜機能材料ハンドブック』が2024年2月15日に発刊されます。
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2024.1.29
【招待講演】中野先生が熱処理技術セミナーで金属3Dプリンターに関する講演を行いました。
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2024.1.27
【論文】Bone誌(IF=4.1)に骨密度よりも、骨基質の配向性が骨の力学機能適応に強く効くこと示した論文がOA論文として掲載されました。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Mikako Hayashi, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Adaptive Enhancement of Apatite Crystal Orientation and Young's Modulus Under Elevated Load in Rat Ulnar Cortical Bone,
Bone, 181, (2024), 117024: 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117024
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Abstract
Functional adaptation refers to the active modification of bone structure according to the mechanical loads applied daily to maintain its mechanical integrity and adapt to the environment. Functional adaptation relates to bone mass, bone mineral density (BMD), and bone morphology (e.g., trabecular bone architecture). In this study, we discovered for the first time that another form of bone functional adaptation of a cortical bone involves a change in bone quality determined by the preferential orientation of apatite nano-crystallite, a key component of the bone. An in vivo rat ulnar axial loading model was adopted, to which a 3-15 N compressive load was applied, resulting in approximately 440-3200 μɛ of compression in the bone surface. In the loaded ulnae, the degree of preferential apatite c-axis orientation along the ulnar long axis increased in a dose-dependent manner up to 13 N, whereas the increase in BMD was not dose-dependent. The Young's modulus along the same direction was enhanced as a function of the degree of apatite orientation. This finding indicates that bone has a mechanism that modifies the directionality (anisotropy) of its microstructure, strengthening itself specifically in the loaded direction. BMD, a scalar quantity, does not allow for load-direction-specific strengthening. Functional adaptation through changes in apatite orientation is an excellent strategy for bones to efficiently change their strength in response to external loading, which is mostly anisotropic.
Keywords
Functional adaptation; Bone strength; Apatite orientation; Bone quality: In vivo loading -
2024.1.27
【論文】密着性を向上させたZnコーティングによるTiの抗菌性向上に関する国際共同研究がMaterials Today Communications(IF=3.8)に掲載されました。
Ming Li, Qiang Li*, Jiawei Yang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Antibacterial Activity of Zn Coating on Pure Ti with Enhanced Adhesion,
Materials Today Communications, 38, (2024), 1-10
https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108149
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Abstract
A titania nanotubes layer was prepared as an intermediate layer on pure Ti via anodic oxidation, and subsequently, a Zn-containing coating was electrochemically deposited. The influence of the deposition parameters on the Zn content was studied using an orthogonal experiment. The obtained coatings were characterized using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy, and their adhesion was measured using a scratch test. The deposition time had the greatest effect on the Zn content of the electrodeposited samples, whereas the deposition temperature had the smallest effect. After the electrodeposition, Zn was uniformly distributed on the surface and existed mainly as a simple substance. The adhesion was only 10.9 N in the Zn-free sample; it increased with increasing Zn content of the samples, and reached a maximum value of 22.4 N in the sample with a Zn content of approximately 16%. The samples with Zn-containing coatings exhibited strong antibacterial effects against E. coli and S. aureus, and the antibacterial effect increased with increasing Zn content. Cell viability was above 80%, indicating that the Zn-containing coating is a good candidate as an antibacterial coating for biomedical applications.
Keywords
Zn-containing coating; Electrochemical deposition; Orthogonal experiment; Adhesion; Antibacterial property; Pure Ti -
2024.1.25
【書籍】中野先生が分担執筆した書籍「新・力を診る~臨床と研究の接点」が出版されました。
中野貴由(分担執筆):新・力を診る、(編著)市川哲夫、森本達也、熊谷真一医歯薬出版株式会社、2024年1月25日出版
ISBN978-4-263-46177-8
澤瀬隆、黒嶋伸一郎、中野貴由:骨のバイオロジー、pp.76~82.
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2024.1.25
【新聞】日刊工業新聞に配向化による骨強度上昇に関する記事が掲載されました。
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2024.1.19
【論文】Bone誌(IF=4.1)に骨密度よりも、骨基質の配向性が骨の力学機能適応に強く効くこと示した論文が受理され、OA論文として掲載されます。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Mikako Hayashi, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Adaptive Enhancement of Apatite Crystal Orientation and Young's Modulus Under Elevated Load in Rat Ulnar Cortical Bone,
Bone, (2024), in press. -
2024.1.17
【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology(IF=3.4)に論文がOAとして掲載されました。
Ozkan Gokcekaya*, Ali Günen, Ferhat Ceritbinmez, Abdollah Bahador, Takayoshi Nakano, Melik Çetin:
Wire-EDM performance and surface integrity of Inconel 718 with unique microstructural features fabricated by laser powder bed fusion,
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2024), 1-16
https://doi.org/10.1007/s00170-023-12924-7
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Abstract
Inconel 718 alloy is difficult to machine using conventional methods due to its physical properties. Thereby, additive manufacturing (AM) of IN718 components with near-net shapes has been extensively studied. Even though AM processes provide shape and size accuracy, there is still the need for the machining of the AM-processed components to achieve the final shape of a component. Laser powder bed fusion (LPBF) has been successfully utilized to fabricate near-net shape IN718 components; moreover, the microstructure of LPBF-IN718 was unique owing to the AM processing, resulting in differences in grain size, grain boundary characteristics, and grain orientations. Furthermore, these microstructural characteristics are expected to alter the machining performance of IN718. Therefore, this study investigated the wire electro-discharge machining (WEDM) performance of LPBF-718 samples compared to wrought IN718 while focusing on the unique microstructure characteristics of LPBF-IN718 samples (lamella, single-crystal, ploy-crystal). Three different cutting strategies (rough, semi-finish, and finish) were implemented to understand the performance of the multi-pass cutting phenomenon and its effect on the surface of IN718. For all samples, rough (single pass) cutting displayed high roughness, while finish (three passes) cutting exhibited good surface quality. Compositional analyses on the machined surface showed debris formation including Zn and Cu-containing recast material, indicating wire erosion. The surface of single-crystal LPBF-IN718 after the WEDM process was smooth owing to its large grain size and less amount of grain boundary, resulting in slow cutting speed but a good surface finish. Thus, this study, for the first time, investigated the effect of unique microstructural characteristics of LPBF-fabricated IN718 on WEDM performance and machined surface quality. -
2024.1.16
【論文】密着性を向上させたZnコーティングによるTiの抗菌性向上に関する国際共同研究がMaterials Today Communications(IF=3.8)に受理されました。
Ming Li, Qiang Li*, Jiawei Yang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Antibacterial Activity of Zn Coating on Pure Ti with Enhanced Adhesion,
Materials Today Communications, (2024), in press. -
2024.1.12
【MMI】中野先生がMetals and Materials International (MMI)のeditorial committee memberになりました。
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2024.1.12
【特別講演会】金子 真 先生(名城大教授・大阪大名誉教授)に特別講演会(第2回)を行っていただきました。
名城大学大学院理工学研究科 教授
大阪大学 名誉教授
金子 真 先生
タイトルその1:Biomimetic(生き物から学ぶ)
タイトルその2:ハイパーヒューマン、Beyond Human Technology
大阪大学材料系R2棟マテリアル会議室、2024年1月12日 -
2024.1.11
【解説】ChemCatChemにAM触媒に関する解説が掲載されました。
Hyo-Jin Kim, Kohsuke Mori, Takayoshi Nakano, Hromi Yamashita:
Advances in Metal 3D Printing Technology for Tailored Self-Catalytic Reactor Design,
ChemCatChem, (2023), 1-7
https://doi.org/10.1002/cctc.202301380
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Abstract
Metal 3D printing is revolutionizing the industry by enabling rapid and cost-effective production of complex metal 3D products with intricate geometries, attracting significant attention in recent years. Particularly, metal 3D-printed catalysts have emerged as a cutting-edge fusion technology that serves as both catalysts and reactors, referred to as self-catalytic reactors (SCRs). Therefore, this concept article aims to introduce the recent advancements in metal 3D printing technology in the catalyst and reactor field, and illustrate the various aspects for the rational design of self-catalytic reactors. -
2024.1.9
【論文】レーザ積層造形法で作製したマイクロ溝が間葉系幹細胞の分化を促進することを示した論文が、International Journal of Bioprinting (IF=8.4)にOA論文として掲載されました。
Aira Matsugaki, Tadaaki Matsuzaka, Toko Mori, Mitsuka Saito, Kazuma Funaoku, Riku Yamano, Ozkan Gokcekaya, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano:
PBF-LB fabrication of microgrooves for induction of osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells,
International Journal of Bioprinting, 10(1), (2024), 406-416
https://doi.org/10.36922/ijb.1425
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Abstract
Stem cell differentiation has important implications for biomedical device design and tissue engineering. Recently, inherent material properties, including surface chemistry, stiffness, and topography, have been found to influence stem cell fate. Among these, surface topography is a key regulator of stem cells in contact with materials. The most important aspect of ideal bone tissue engineering is to control the organization of the bone extracellular matrix with fully differentiated osteoblasts. Here, we found that laser powder bed fusion (PBF-LB)-fabricated grooved surface inspired by the microstructure of bone, which induced human mesenchymal stem cell (hMSC) differentiation into the osteogenic lineage without any differentiation supplements. The periodic grooved structure was fabricated by PBF-LB which induced cell elongation facilitated by cytoskeletal tension along the grooves. This resulted in the upregulation of osteogenesis via Runx2 expression. The aligned hMSCs successfully differentiated into osteoblasts and further organized the bone mimeticoriented extracellular matrix microstructure. Our results indicate that metal additive manufacturing technology has a great advantage in controlling stem cell fate into the osteogenic lineage, and in the construction of bone-mimetic microstructural organization. Our findings on material-induced stem cell differentiation under standard cell culture conditions open new avenues for the development of medical devices that realize the desired tissue regeneration mediated by regulated stem cell functions.
Keywords: Additive manufacturing; Laser powder bed fusion; Mesenchymal stem cells; Osteogenic differentiation; Bone microstructure -
2024.1.9
【特別講演会】倉重 英樹 様(シグマクシス会長)に特別講演会を行っていただきました。
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2024.1.5
【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology(IF=3.4)に論文が受理されました。
Ozkan Gokcekaya*, Ali Günen, Ferhat Ceritbinmez, Abdollah Bahador, Takayoshi Nakano, Melik Çetin:
Wire-EDM performance and surface integrity of Inconel 718 with unique microstructural features fabricated by laser powder bed fusion,
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2024) in press. -
2024.1.4
【論文】Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials(IF=3.9)に上海科学技術大学、新家先生とのヨウドの表面析出による感染抑制に関する共同研究の成果が掲載されました。
Qiang Li*, Shuaishuai Li, Hao Sun, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Characterizations of Antibacterial Iodine-containing Coatings on Pure Ti,
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 151, (2024), 106366, 1-8.
https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2023.106366
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Abstract
Iodine-containing coatings were prepared on pure Ti surfaces via electrochemical deposition to enhance their antibacterial properties. The factors influencing iodine content were analyzed using an orthogonal experiment. The electrochemically deposited samples were characterized using scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, and their antibacterial properties and cytotoxicity were evaluated. The results showed that changing the deposition time is an effective way to control the iodine content. The iodine content, coating thickness, and adhesion of the samples increased with deposition time. Iodine in the coatings mainly exists in three forms, which are I2, I3−, and pentavalent iodine. For samples with iodine-containing coatings, the antibacterial ratios against E. coli and S. aureus were greater than 90% and increased with increasing iodine content. Although the samples with iodine-containing coatings showed some inhibition of the proliferation of MC3T3-E1 cells, the cell viabilities were all higher than 80%, suggesting that iodine-containing coatings are biosafe. -
2024.1.1
【お見舞い】令和6年能登半島地震で被災された方に心よりお見舞い申し上げます。研究室、さらには関係者にも、北陸地方出身者・居住者がおり、被災状況を確認しているところです。何かできることがあれば、至急、研究室にご連絡ください。
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2024.1.1
大阪大学ローバース育成会のHPを公開いたしました。中野先生が育成会長を務めます。大阪大学ローバースは2023年4月1日に「日本ボーイスカウト大阪連盟ほくせつ地区豊中第28団」として、正式登録されました。さらに大阪大学本部学生部のもとで、万博の成功のためにSDGs活動を行っていきます。大阪大学ローバース育成会はボーイスカウト連盟の規定に沿って、大阪大学ローバースの学生を資金面から支援する団体です。
HPはこちら
【【育成会員募集】】
「大阪大学ローバースの活動を支援し、スカウトの健全な育成を後援する」という育成会の目的に賛同し、資金などを援助していただく育成会員を募集しています
育成会員は以下の3つがあります。
●正会員
個人を対象にしたものです。年額8,000円を支援いただきます。
●協力会員
個人を対象にしたものです。年額1口5,000円(0口以上)を支援いただきます。会費は払えないけれど、大阪大学ローバースを応援したいという方や、本会の目的に賛同いただける方は、是非こちらで会員となっていただけると幸いです。
●賛助会員
企業向けのものです。賛助金として年額1口10,000円(1口以上)を支援いただきます。
大阪大学内外で是非ご支援をお願いできればと存じます。
HPより、お申し込みを是非お願いいたします。

大阪大学ローバースの豊中28団としてのお披露目会(2023年10月14日)に主賓として田中副学長に祝辞をいただきました。
大阪大学ローバース育成会長・中野貴由
大阪大学ローバース副育成会長・坂本繁 -
2024.1.1
【解説】まてりあ1月号にJST-Crest(ナノ力学)の記事が掲載されました。
中野貴由*、石本卓也、松垣あいら、小笹良輔、ゴクチェカヤオズカン、安田弘行、趙研、小泉雄一郎、奥川将行、吉矢真人、藤井進、多根正和、三好英輔、東野昭太:
金属3D プリンティングの特異界面形成によるカスタム力学機能制御学の構築 ~階層化異方性骨組織に学びつつ~、
まてりあ、63[1], (2024), pp.36-41 -
2024.1.1
明けましておめでとうございます。今年も中野研一同精進していきますので、ご支援ご指導のほどよろしくお願い申し上げます。
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2023.6.30
【学会】第43回日本骨形態計測学会(2023年6月29日~7月1日:札幌)に参加しています。
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2023.6.30
【受賞】日本金属学会第46回技術開発賞受賞に内定しました。
高橋広幸、井上貴之、中島義雄、横田勝彦、伊東 学、松垣あいら、中野貴由:
骨基質配向化誘導を可能としたTi合金製脊椎固定用デバイス(UNIOS PLスペーサー)の開発と製品化、
日本金属学会第46回技術開発賞 -
2023.6.29
AM研究会第4回委員会が開催されました。今回は400名を超える多くの皆様のお申込みとご参加をいただき、 盛会となりましたこと心より御礼を申し上げます。
開会の挨拶(大阪大学大学院工学研究科教授/AM研究会委員長 中野 貴由)
講演①「世界の自動車業界におけるMulti Jet Fusion活用の最前線」(株式会社日本HP 宮野 克哉 氏)
(株式会社日本HP 阿部 英之 氏)
講演②「AMの取り組みと最終製品製作事例」(SOLIZE株式会社 太田 亨 氏)
AMビジネス パネルディスカッション「装置メーカー、サービスビューロー、ユーザーが連携した市場共創アプローチ」
(株式会社日本HP 宮野 克哉 氏、阿部 英之 氏SOLIZE株式会社 太田 亨 氏 株式会社シグマクシス 桐原 慎也 氏 和田 峻一 氏)
AMテクノロジー トピックス紹介 (大陽日酸株式会社 天野 宏紀 氏)
AMサイエンス トピックス紹介 (大阪大学 趙 研 准教授)
閉会のご挨拶 (前川 篤 副委員長)
第一部会場の様子
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2023.6.29
【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters (IF=3.574)にOA論文として公開されました。
Takuya Ishimoto, Ryoya Suganuma and Takayoshi Nakano*:
Tailoring the crystallographic texture of biomedical metastable β-type Ti-alloy produced via laser powder bed fusion using temperature-field simulations,
Materials Letters, 349, (2023), 134835; 1-4.
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134835Abstract
Recently, the use of laser powder bed fusion (LPBF) to create crystallographic textures, such as single-crystal-like and polycrystalline textures, has attracted attention. However, the relationship between the LPBF conditions and the resulting texture is unclear. This study investigates the effects of the LPBF conditions (laser power and scanning speed) on the texture by estimating the solidification behavior using temperature-field simulations. Herein, we show for the first time that laser power and scanning speed negatively and positively affect the so1lidification rate R, respectively, and do not affect the thermal gradient G significantly. Thus, when the laser power decreases and scanning speed increases, the G/R ratio decreases and polycrystal formation is enhanced. This is consistent with practical observations.Keywords
Laser powder bed fusion, Crystallographic texture, Single crystal, Polycrystal, Temperature simulation -
2023.6.29
【解説】レーザ加工学会誌に大規模臨床応用が開始されている骨基質配向性を誘導する椎体スペーサ―に関する解説が掲載されました。
中野貴由、石本卓也、松垣あいら:
骨基質の配向性を標的とした椎間スペーサ―の革新的設計,
レーザ加工学会誌, 30 [2], (2023), 93-96. -
2023.6.28
【新聞】日刊工業新聞に中野研との共同研究に関する記事「阪大、メタネーション触媒を金属積層造形で作製することに成功」が掲載されました。
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2023.6.27
【論文】LPBFによる準安定β型Ti合金の結晶集合組織の制御指針に関する論文がMaterials Letters (IF=3.574)に受理されました。
Takuya Ishimoto, Ryoya Suganuma and Takayoshi Nakano*:
Tailoring the crystallographic texture of biomedical metastable β-type Ti-alloy produced via laser powder bed fusion using temperature-field simulations,
Materials Letters, (2023), in press. -
2023.6.23
【プレスリリース】【論文】金属3DPにより「二酸化炭素をメタンにほぼ100%変換できる「金属製自己触媒反応器」~レーザー金属3Dプリンティングで高活性・高選択性・高温耐久性の次世代触媒を作製~」に成功し、大阪大学からプレスリリースされました。同時にAdvanced Functional Materials (IF=19.9)にOAとして掲載されました。
Hyo-Jin Kim, Kohsuke Mori*, Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita:
Robust Self-Catalytic Reactor for CO2 Methanation Fabricated by Metal 3D Printing and Selective Electrochemical Dissolution,
Advance Functional Materials, (2023), 2303994; 1-21.
https://doi.org/10.1002/adfm.202303994プレスリリースの紹介はこちら
プレスリリースの内容はこちら
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The methanation of CO2 has been actively pursued as a practical approach to mitigating global climate change. However, the complexity of the catalyst development process has hindered the development of new catalysts for CO2 methanation; as a result, few catalysts are commercially available. Herein, a multifunctional self-catalytic reactor (SCR) is prepared via metal 3D printing and selective electrochemical dissolution as a method to not only simplify the catalyst development process but also fabricate active catalysts for CO2 methanation. The combination of metal 3D printing and selective electrochemical dissolution is demonstrated as a feasible method to prepare active catalysts for the methanation of CO2 in a short time. In addition, the use of an electrochemical method enables the formation of galvanic cells on the SCR; these cells continuously generate active sites via self-dissolution during a simple refresh process, resulting in high reusability of the SCR. The proposed method represents a new facile technique to fabricate highly reusable catalysts that exhibit superior performance for CO2 methanation, and the results provide a guideline for preparing metal 3D-printed catalysts that will satisfy industrial demand. -
2023.6.21
【論文】Vacuum(IF=4.11)にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が掲載されました。
Qiang Li*, Yan Liu, Huanhuan Yu, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Effect of O addition on microstructure and mechanical properties of Ti-Nb alloys with various β stability,
Vacuum, 215, (2023), 112311; 1-7.
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112311Abstract
To study the effect of O on β-Ti alloys with various β phase stability, Ti-xNb-0.4O (x = 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, mass%) alloys were prepared by arc melting followed by homogenization, hot rolling, and solution treatment. To ensure the O content of the alloys, melting and hot rolling were performed under an Ar atmosphere, and homogenization and solution treatment were performed under vacuum conditions. The mass fractions of O in the Ti-Nb-O alloys were finally accurately controlled in the range of 0.4-0.5%. The phase composition of the alloys was determined by analyzing the X-ray diffraction patterns, the microstructure was observed by optical microscopy, and the mechanical properties were measured by tensile tests. The ω phase and α" phase were found in the solution-treated Ti-30Nb-0.4O. Ti-30Nb-0.4O showed the lowest yield strength owing to the existence of the α" phase. O suppressed ω phase and α" phase transformations during quenching, and showed an obvious solution-strengthening effect. Because the O content of the alloys was essentially the same, the Ti-xNb-0.4O alloys showed similar tensile strengths. The Young's moduli of the alloys ranged from 60 to 69 GPa, and the elongations were all higher than 15%. Particularly, Ti-36Nb-0.4O exhibited desirable mechanical properties, including a Young's modulus of 61 GPa, a tensile strength of 760 MPa, and an elongation of approximately 35%. -
2023.6.20
【特別講演】中野先生が日本機械学会講習会『機械材料・材料加工のシミュレーションと計測(第3回:金属AMの応用と潮流)』にて特別講演を行いました。
中野貴由:
AMチタン系材料科学入門から医療応用までハニカムツリー構造による脊椎ケージの臨床応用、
日本機械学会主催(計算力学部門、機械材料・材料加工部門 合同企画)、講習会『機械材料・材料加工のシミュレーションと計測(第3回:金属AMの応用と潮流)』、2023年6月20日(火) 10:55~12:00(特別講演)講演の詳細はこちら
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2023.6.19
【記事】工学研究科HPに中野先生が受賞した2022年度(一社)粉体粉末冶金協会 第41回技術進歩賞に関する記事が掲載されました。
工学研究科HPはこちら
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2023.6.17
【論文】Materials Transactions(IF=1.377)にステンレス鋼のµヘリックス法によるプロセスモニタリングの論文が早期公開されました。
Yuheng Liu, Kazufumi Nose, Masayuki Okugawa, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Fabrication and Process Monitoring of 316L Stainless Steel by Laser Powder Bed Fusion with µ-Helix Scanning Strategy and Narrow Scanning Line Intervals,
Materials Transactions, (2023), on line.
https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-ME2022006論文はこちら
Abstract
We first fabricated the single crystal of 316L stainless steel by laser powder bed fusion (L-PBF), focusing on the applicability of the µ-Helix scanning strategy with narrow pitch as a method for obtaining a single crystal. Various combinations of laser power and laser scanning speed were examined. The cubic block samples were orientated to 〈100〉 in the X-laser scanning direction, to 〈110〉 in the Y-laser scanning direction, and to 〈110〉 in the building direction, which is contrary to that obtained by the µ-Helix scanning strategy in electron beam melting (EBM), in which the X- and Y-laser scanning directions are orientated to 〈110〉, and Z-direction is oriented to 〈100〉 direction. Also, it has been demonstrated that melt pool monitoring by on-axis and off-axis dual photodiodes can detect the nonequivalence of ±X-scanning and ±Y-scanning, which is responsible for the unexpected crystal orientation. -
2023.6.17
【論文】Dental Materials Journal(IF=2.213)に東京歯科大との協働研究であるアンカースクリュー近傍の骨配向化機構に関する論文が掲載されました。
Tatsuro NISHIMURA, Satoru MATSUNAGA, Masaaki KASAHARA, Norio KASAHARA, Takayoshi NAKANO, Takuya ISHIMOTO, Hitoshi YAMAMOTO, Shinichi ABE, Yasushi NISHII:
The effects of orthodontic anchor screw inserted into the femur of growthphase or mature rats -osteoid formation, bone mineral density, collagen fiber bundles, biological apatite crystal orientation-,
Dental Materials Journal, (2023), in press.
https://doi.org/10.4012/dmj.2022-209【Abstract】
The purpose of this study is to investigate the effect of orthodontic anchor screws (OASs) inserted into the femur of growth-phase or mature rats using histological observation and bone structure analysis. The experimental animals are growth-phase (6-week-old) or mature (25-week-old) male Wistar rats. OAS was placed into the point one-third of the femoral length from the proximal end of the femur, and the response of the surrounding bone was observed and measured. The results showed at the OAS bone interface, in growth-phase rats, bone mineral density (BMD) was reduced and the running angle of collagen fiber bundles varied significantly. In mature rats, more osteoid was observed and biological apatite (BAp) crystals showed a different orientation. It was suggested that after the insertion of OASs, bone volume and quality are decreased, but after a sufficient healing period, a new bone micro/nano structure, different from the original structure, are reconstructed. -
2023.6.16
【特別講演】中野先生がNIMSにてAMに関する理事長主催特別講演会を行いました。
中野貴由:
金属3Dプリンティング(AM)を用いた次世代モノづくり、
理事長主催特別講演会、物質材料研究機構千現地区第一会議室、2023年6月16日(金)15:30~16:30 -
2023.6.16
【論文】Vacuum(IF=4.11)にβ型Ti-Nb合金への酸素の影響に関する論文が受理されました。
Qiang Li*, Yan Liu, Huanhuan Yu, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Effect of O addition on microstructure and mechanical properties of Ti-Nb alloys with various β stability,
Vacuum, (2023), in press.
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112311 -
2023.6.10
【日本MRS】中野先生が(一社)日本MRSの副会長になりました。任期は2年間です。
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2023.6.9
【AM研究会】中野先生が委員長を務めるAM研究会の第4回委員会が6月27日(火)にハイブリッド(大阪現地およびオンライン)で開催されます。
詳細はこちら
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2023.6.9
【Science Japan】JST-Crestの中野チームの英語版記事がScience Japanに掲載されています。
Nakano Group:
Development of a strong and body‐conforming bone biomaterial ‐ Achieved with super multi‐component alloys and laser metal 3D printing,
Science Japan, (2023)
https://sj.jst.go.jp/news/202306/n0609-02j.html -
2023.6.9
【招待講演】中野先生が、第26回 東京工業大学 未来産業技術研究所 生体医歯工学公開セミナーで講演しました。
中野貴由:
金属間化合物研究から派生した骨基質配向化誘導医療デバイスの臨床応用、
第26回 東京工業大学 未来産業技術研究所 生体医歯工学公開セミナー「材料とデバイスの最新動向」、東工大蔵前会館 くらまえホール、2023年6月9日(招待講演) -
2023.6.9
【論文】Metals(IF=2.695)に溶解性金属間化合物の論文がOA論文として掲載されました。
Koji Hagihara*, Shuhei Shakudo, Toko Tokunaga, Takayoshi Nakano:
Development of Zn-Mg-Ca biodegradable dual-phase alloys,
Metals, 13 [6], (2023), 1095; 1-13.
https://doi.org/10.3390/met13061095論文はこちら
Abstract
In this paper, in order to achieve the development of a novel biodegradable dual-phase alloy in a Ca-Mg-Zn system, the establishment of the control strategy of degradation behavior of alloys composed of two phases was attempted by the control of alloy composition, constituent phases, and microstructure. By combining two phases with different dissolution behavior, biodegradable alloys are expected to exhibit multiple functions. For example, combining a suitable slow dissolving phase with a faster dissolving second phase may allow for dynamical concavities formation during immersion on the surface of the alloy, assisting the invasion and establishment of bone cells. Without the careful control of the microstructure, however, there is a risk that such dual-phase alloy rapidly collapses before the healing of the affected area. In this study, ten two-phase alloys consisting of various different phases were prepared and their degradation behaviors were examined. Consequently, it was found that by combining the IM3 and IM1 intermetallic phases with the compositions of Ca2Mg5Zn13 and Ca3Mg4.6Zn10.4, the expected degradation behavior can be obtained.
Keywords: biodegradable metallic material; dual-phase alloy; intermetallic compound; degradation behavior -
2023.6.6
【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度(一社)粉体粉末冶金協会 第41回技術進歩賞を受賞しました。2023年度(一社)粉体粉末冶金協会春季大会(2023年6月6日(火)~8日(木)、会場:早稲田大学 国際会議場)にて表彰されました。
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2023.6.6
【論文】Metals(IF=2.695)に溶解性金属間化合物の論文が受理されました。
Koji Hagihara*, Shuhei Shakudo, Toko Tokunaga, Takayoshi Nakano:
Development of Zn-Mg-Ca biodegradable dual-phase alloys,
Metals, (2023), in press. -
2023.6.5
【講演】中野先生が異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム(@LINK-J ライフサイエンスハブウエスト、2023年8月2日)にて特別講演を行います。
中野貴由:
3次元金属積層造形の最前線と骨基質配向性を考慮した脊椎スペーサーへの臨床応用、
異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム 3次元造形がもたらす医療革新、LINK-J ライフサイエンスハブウエスト、2023年8月2日(水)13:18~14:03(特別講演)PDFはこちら
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2023.5.29
【受賞】日本材料学会 令和4年度学術奨励賞を小笹先生が受賞しました。
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2023.5.27
【BBQ】2019年4月以来中断されていた新入生歓迎BBQが開催され、楽しい時間を過ごしました。参加や差し入れをしてくださったOB/OGにも御礼申し上げます。大変な準備をしてくれたM1の学生さん、ありがとうございました。
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2023.5.26
【追悼】経営企画オフィスの先生方に様々な受賞やPJのお手伝いをいただいているので、交流会を実施しました。故粟津邦夫先生や池田雅夫先生につないでいただいたご縁です。粟津先生も天国から参加いただきました。合掌。
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2023.5.22
【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology(IF=3.661)に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文がOA論文として掲載されました。
島に生息する哺乳類の長寿化の過程を解明ー恐竜研究の手法を応用ー
◆ 捕食者がいない島に長期間隔離されるほど、大人になるまでの期間が長くなり、長寿になることが明らかになりました。
◆ 400年という生物の進化から考えると短期間の隔離でも成長・性成熟期の遅延は起きることが示され、成長の遅延が起きる島嶼動物は外部から捕食者が侵入すると絶滅する可能性が高いことが分かりました。
◆ 恐竜研究の手法を用いることで、生態観察が難しい野生動物でも骨から成長様式や寿命が解析できると期待されます。Shoji Hayashi*, Mugino O. Kubo*, Marcelo R Sanchez, Hiroyuki Taruno, Masako Izawa, Tsunehiro Shiroma, Takayoshi Nakano and Masaki Fujita:
Variation and process of life history evolution in insular dwarfism as revealed by a natural experiment,
Frontiers in Earth Science-Paleontology, (2023), in press.
https://doi.org/10.3389/feart.2023.1095903 -
2023.5.21
【PJ会議】Crestナノ力学AM中野チームの対面会議を熊本で行いました。
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2023.5.16
【写真】第55回(2022年度)市村学術賞貢献賞授賞式の写真が到着するとともに、工学研究科HPにそのニュースが掲載されました。
工学研究科のHPはこちら
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2023.5.15
【称号】中野先生が中国の東北大学の"Concurrent Professor (兼職教授)"となりました。
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2023.4.30
【論文】SUS316Lステンレス鋼のAMで造形されたX-scanの3次元画像構築に関する論文がJournal of Imagingに掲載されました。
Keiya Sugiura, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi*, Fei Sun, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Big-Volume SliceGAN for Improving a Synthetic 3D Microstructure Image of Additive-Manufactured TYPE 316L Steel,
Journal of Imaging, 9 [5], (2023), 90; 1-12.
DOI: https://doi.org/10.3390/jimaging9050090Abstract: A modified SliceGAN architecture was proposed to generate a high-quality synthetic three-dimensional (3D) microstructure image of TYPE 316L material manufactured through additive methods. The quality of the resulting 3D image was evaluated using an auto-correlation function, and it was discovered that maintaining a high resolution while doubling the training image size was crucial in creating a more realistic synthetic 3D image. To meet this requirement, modified 3D image generator and critic architecture was developed within the SliceGAN framework.
Keywords: SliceGAN; generative adversarial network; synthetic 3D image; additive manufacturing; autocorrelation function
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2023.4.24
【報告】西尾総長に市村学術貢献賞受賞のご挨拶をいたしました。
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2023.4.23
【論文】J. ImagingにAM論文が受理され、OA論文として公開されます。
Keiya Sugiura, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi *, Fei Sun, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano:
Big-volume SliceGAN for improving a synthetic 3D microstructure image of additive-manufactured TYPE 316L steel,
J. Imaging, (2023), in press. -
2023.4.21
【学会】中野先生が(公社)日本金属学会での会長の2年間の任期を無事終えました。サポートいただいた執行部を含めた会員の皆様に御礼申し上げます。この後引き続き理事を務めます。
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2023.4.18
【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行いました。
日本鉄鋼協会日本金属学会 九州支部春季講演会
■日時 2023 年 4 月 18 日 〔 火 〕 13:00~17:00
場所 オンライン開催( ZOOM )■春季講演会 13:00~17:00
【1】湯川記念講演会 日本鉄鋼協会九州支部主催 <座長:藤村 鉄鋼支部長>
『 金属3Dプリンティング( AM )を用いた次世代モノづくり 』
~組織制御による高機能化とその応用~
13:00~14:00
日本金属学会会長 大阪大学 教授 中野 貴由 氏【要旨】
金属3Dプリンティング( AM )はデジタル時代におけるIoT の申し子ともいうべき最先端プロセスであり,航空宇宙・医療・自動車・エネルギー関連などの社会基盤分野での活用が 期待されている本手法は, 金属材料を局所的に溶融・凝固することで複雑形状の付与のみならず原子レベルでの結晶配向をも制御可能な手段として造形物の高機能化を実現する。本講演では金属3Dプリンティングにより初めて実現される新たなモノづくりの基礎と応用, さらには近年臨床応用された骨基質配向化誘導を可能とする脊椎スペーサの開発経緯を紹介する。詳細のPDFはこちら
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2023.4.17
【受賞】第55回(2022年度)市村学術賞貢献賞を中野先生が受賞しました。授賞式は東京帝国ホテルで開催され、三笠宮彬子女王がご臨席の元、荘厳に行われました。
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2023.4.16
【HP】ヒット数が36万件を突破!
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2023.4.15
【講演】中野先生が主として開発に携わったUNIOS PLスペーサ―(帝人ナカシマメディカル(株)製造販売)のお披露目のセミナーが第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会に合わせて札幌で開催されました。
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2023.4.14
【新聞】日本経済新聞に中野先生が受賞した市村清新技術財団市村賞に関する記事が掲載されました。
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2023.4.12
【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds(JALCOM)(IF=6.371)にOA論文として掲載されました。
Xiaoli Zhao*, Rongxin Zhu, Wenke Song, Lei Meng, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Nan Jia, Deliang Zhang:
A strategy to regulate the yield ratio of a metastable high Zr-containing β titanium alloy: Synergistic effects of the β domain, β stability and β/α interfaces by varying the α phase content,
Journal of Alloys and Compounds, 952, (2023), 170024; 1-13.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170024Abstract
To meet the demands of both processing and serving, to the best of our knowledge, this is the first report exhibiting large range control of the yield ratio from 0.31 to 0.96 with decent elongations over 10% in the same alloy with low-cost thermal treatments. The yield ratio of the metastable Ti-30Zr-5Mo alloy was regulated via adjusting trigger stress of the stress-induced phase transformation and work-hardening ability through changing the α phase content. Materials with acicular α phase of different contents were successfully prepared via low-cost thermal treatment. The effects of the α phase content on the stress-induced α' martensite phase transformation and work hardening behavior were then investigated. In the Ti-30Zr-5Mo alloy with dual phases, due to the crystal difference and element partitioning, the hardness of the α phase is higher than that of the β matrix, and the hardness difference between the phases increases with increasing α phase. In addition to Mo, Zr plays an important role in stabilizing the β phase in high-Zr-containing alloys. Deformation initiates in the β phase of both single-phase and duplex-phase alloys. The deformation mechanism of the β phase is dependent on both the β domain and β stability. Due to the low trigger stress and excellent work hardening ability, stress-induced α' martensite phase transformation is helpful to lower the yield ratio. As the α phase content increases, the trigger stress increases, and when the α phase content increases to 40%, dislocation slip dominates rather than stress-induced α' martensite phase transformation, and a high yield strength of 944 MPa is obtained. The α/β phase interfaces act as effective obstacles to hinder dislocation movement and provide working hardening, and the obstruction effect is more significant with an increase in the hardness difference between the α and β phases. The stress-induced α' phase transformation and/or the deformation coordination between the α and β phases guarantee decent elongations of no less than 10% in the large control of the yield ratio from 0.31 to 0.96 with a yield strength from 254 to 1013 MPa. It paves the way to develop "Unititaniam" alloys for wide possible applications. -
2023.4.7
【新B4配属】4年生が8名(船奥君、宮澤君、小坂君、清水君、山野君、中島君、菊川君、内芝君)配属され、新入生歓迎会を行いました!
新B4の8名が配属され、新入生歓迎会を実施しました。ユニークで優秀な学生が入ってきてくれました。今年度の研究室生活も楽しくなりそうです。今年度はコロナ禍も明けそうなのでたくさんのイベントを復活していきます!
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2023.4.7
【論文】中国東北大との高濃度Zrを含むβチタン合金に関する共同研究論文が、Journal of Alloys and Compounds(JALCOM)(IF=6.371)に受理されました。
Xiaoli Zhao*, Rongxin Zhu, Wenke Song, Lei Meng, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Nan Jia, Deliang Zhang:
A strategy to regulate the yield ratio of a metastable high Zr-containing β titanium alloy: Synergistic effects of the β domain, β stability and β/α interfaces by varying the α phase content,
Journal of Alloys and Compounds, (2023), in press. -
2023.4.6
【新M1配属】中野研に中野研学部出身者の6名が配属されました。さらに横浜国大からの推薦入学で鰐渕君が入学し、M1の7名の体制となりました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう!
新M1
朝倉 光平 君
鰐渕 良祐 君
田中 謙次 君
二斗蒔田 達也 君
森 陶子 さん
齊藤 光郁 さん
堀尾 尚平 君 -
2023.4.3
【招待講演】中野先生が、日本鉄鋼協会九州支部主催「湯川記念講演会」を行います。
日本鉄鋼協会日本金属学会 九州支部春季講演会
■日時 2023 年 4 月 18 日 〔 火 〕 13:00~17:00
場所 オンライン開催( ZOOM )■春季講演会 13:00~17:00
【1】湯川記念講演会 日本鉄鋼協会九州支部主催 <座長:藤村 鉄鋼支部長>
『 金属3Dプリンティング( AM )を用いた次世代モノづくり 』
~組織制御による高機能化とその応用~
13:00~14:00
日本金属学会会長 大阪大学 教授 中野 貴由 氏【要旨】
金属3Dプリンティング( AM )はデジタル時代におけるIoT の申し子ともいうべき最先端プロセスであり,航空宇宙・医療・自動車・エネルギー関連などの社会基盤分野での活用が 期待されている本手法は, 金属材料を局所的に溶融・凝固することで複雑形状の付与のみならず原子レベルでの結晶配向をも制御可能な手段として造形物の高機能化を実現する。本講演では金属3Dプリンティングにより初めて実現される新たなモノづくりの基礎と応用, さらには近年臨床応用された骨基質配向化誘導を可能とする脊椎スペーサの開発経緯を紹介する。詳細のPDFはこちら
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2023.4.1
【解説】ASM InternationalのAdvanced Materials & Processes4月号に、大阪大学異方性カスタムデザイン・AM研究開発センターの記事が掲載されました。
Takayoshi Nakano, Hideyuki Kanematsu:
PROFILES IN MATERIALS SCIENCE, OSAKA UNIVERSITY'S ANISOTROPIC DESIGN & ADDITIVE MANUFACTURING RESEARCH CENTER~Learn about a unique research hub in this fascinating interview with center director,
Advanced Materials & Processes (ASM Inter.), vol. 181 [3], (2023), 28-30. -
2023.3.29
【受賞】日本材料学会第4回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会優秀講演賞を松坂匡晃君が受賞しました。
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2023.3.27
【論文】Crystals誌(IF=2.670)にAdditive Manufacturingで造形されたTi-Zr-Fe合金の熱処理履歴による設計に関する論文が掲載されました。
Masato Ueda*, Chang Ting Hsuan, Masahiko Ikeda, Takayoshi Nakano:
Design of Titanium Alloys Insensitive to Thermal History for Additive Manufacturing,
Crystals, 13(4), (2023), #9568.
DOI: https://doi.org/10.3390/cryst13040568
論文はこちら
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Powder bed fusion is the most common technology used for 3D printing, where thermal energy is used to selectively melt/sinter granular materials into solid shapes. The build platform is then lowered, more powder is added, and the process is repeated for the next layer to fully print the design. As a result, the built-up part is repeatedly heated. Therefore, materials that are not sensitive to thermal history are preferred for this process. The Ti-Zr system forms a continuous solid solution for both β- and α-phases. The presence of Fe in Ti alloys is inevitable; however, it provides some beneficial effects. The purpose of this work was to prepare Ti-Zr-Fe alloys and investigate their heat treatment behaviour. Ti-xmass%Zr-1mass%Fe alloys (x = 0, 5, 10) were prepared with arc melting. The formation of a solid solution of Zr in Ti was confirmed on the basis of X-ray diffraction peak shifts and hardening effects. A small amount of β-phase precipitation was suggested by the change in electrical resistivity after isothermal ageing at 673 and 773 K. However, no obvious phase or microstructural changes were observed. The laser scanning increased the volume of the precipitates and also coarsened them, but the effect was limited.
Keywords: titanium; zirconium; 3D printing; laser scanning; electrical resistivity -
2023.3.26
【JSTnews】JST-Crestの中野チームの記事が、JSTnews [3月号]に掲載されています。
中野グループ:
強くて体になじむ生体骨代替材料を開発~超多成分合金とレーザー金属3Dプリントで実現、
JSTnews, 3月号, NEWS&TOPICS, (2023), pp.15.> 科学研究 > 化学材料 > 大阪大学开发出高强度且适应身体的活体骨骼替代材料,通过3D金属打印机制造
https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_newtech/pt20230327000002.html -
2023.3.23
【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。
Aira Matsugaki, PhD, Manabu Ito, MD, PhD, Yoshiya Kobayashi, Meng, Tadaaki Matsuzaka, Meng, Ryosuke Ozasa, PhD, Takuya Ishimoto, PhD, Hiroyuki Takahashi, PhD, Ryota Watanabe, Meng, Takayuki Inoue, PhD, Katsuhiko Yokota, BA, Yoshio Nakashima, Meng, Takashi Kaito, MD, PhD, Seiji Okada, MD, PhD, Takao Hanawa, PhD, Yukihiro Matsuyama, MD, PhD, Morio Matsumoto, MD, PhD, Hiroshi Taneichi, MD, PhD, Takayoshi Nakano*, PhD:
Innovative design of bone quality-targeted intervertebral spacer: Accelerated functional fusion guiding oriented collagen/apatite microstructure without autologous bone graft,
The Spine Journal, 23, (2023), 609-620.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.spinee.2022.12.011
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●BACKGROUND CONTEXT
Although autologous bone grafting is widely considered as an ideal source for interbody fusion, it still carries a risk of nonunion. The influence of the intervertebral device should not be overlooked. Requirements for artificial spinal devices are to join the vertebrae together and recover the original function of the spine rapidly. Ordered mineralization of apatite crystals on collagen accelerates bone functionalization during the healing process. Particularly, the stable spinal function requires the ingrowth of an ordered collagen and apatite matrix which mimics the intact intervertebral microstructure. This collagen and apatite ordering is imperative for functional bone regeneration, which has not been achieved using classical autologous grafting.
●PURPOSE
We developed an intervertebral body device to achieve high stability between the host bone and synthesized bone by controlling the ordered collagen and apatite microstructure.
●STUDY DESIGN
This was an in vivo animal study.
●METHODS
Intervertebral spacers with a through-pore grooved surface structure, referred to as a honeycomb tree structure, were produced using metal 3D printing. These spacers were implanted into normal sheep at the L2-L3 or L4-L5 disc levels. As a control group, grafting autologous bone was embedded. The mechanical integrity of the spacer/bone interface was evaluated through push-out tests.
●RESULTS
The spacer with honeycomb tree structure induced anisotropic trabecular bone growth with textured collagen and apatite orientation in the through-pore and groove directions. The push-out load of the spacer was significantly higher than that of the conventional autologous graft spacer. Moreover, the load was significantly correlated with the anisotropic texture of the newly formed bone matrix.
●CONCLUSIONS
The developed intervertebral spacer guided the regenerated bone matrix orientation of collagen and apatite, resulting in greater strength at the spacer/host bone interface than that obtained using a conventional gold-standard autologous bone graft.
●CLINICAL SIGNIFICANCE
Our results provide a foundation for designing future spacers for interbody fusion in human.[Keywords]
Bone quality, Collagen and apatite orientation, Intervertebral spacer, Push-out strength, Spinal fusion, Through-pore grooved surface structure -
2023.3.23
【卒業】2023年の卒業式が行われました。
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2023.3.20
【論文】Ti-Zr-Fe合金のPBFにおける熱履歴の影響に関する関西大との共同研究論文がCrystals(IF=2.670)に受理されました。
Masato Ueda*, Chang Ting hsuan, Masahiko Ikeda, Takayoshi Nakano
Design of Titanium Alloys Insensitive to Thermal History for Additive Manufacturing,
Crystals, (2023), in press. -
2023.3.20
【受賞】中野先生が、UNIOS(R) PLスペーサ―の開発で、2022年度(一社)粉体粉末冶金協会 第41回技術進歩賞に内定しました。2023年度(一社)粉体粉末冶金協会春季大会(2023年6月6日(火)~8日(木)、会場:早稲田大学 国際会議場)にて表彰されます。
高橋広幸、伊東学、中野貴由:
「レーザ粉末床溶融結合法による世界初の骨基質配向化誘導脊椎スペーサーの開発・承認・臨床応用」、
2022年度(一社)粉体粉末冶金協会 第41回技術進歩賞 -
2023.3.19
【学会】中野先生が、(公社)日本金属学会会長として、TMS2023 Annual Meeting & Exhibition (3月19日~3月23日、@San Diego)に参加しています。
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2023.3.17
【論文】Frontiers in Earth Science-Paleontology(IF=3.661)に「島国型小人症の生活史進化」に関する論文が受理されました。
Shoji Hayashi*, Mugino O. Kubo*, Marcelo R Sanchez, Hiroyuki Taruno, Masako Izawa, Tsunehiro Shiroma, Takayoshi Nakano and Masaki Fujita:
Variation and process of life history evolution in insular dwarfism as revealed by a natural experiment,
Frontiers in Earth Science-Paleontology, (2023), in press.Abstractはこちら
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2023.3.14
「AM研究会」の第3回委員会が開催されました。年度末の大変お忙しい時期だったにもかかわらず、会場では約100名、オンラインでは約250名もの産官学の皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。
開会の挨拶(大阪大学大学院工学研究科教授/日本金属学会会長/AM研究会委員長 中野 貴由)
講演① 最新金属AM技術-DfAM・品質保証の重要性-(三菱重工業株式会社 フェローアドバイザー 石出 孝)
講演② 欧米における最先端の金属AM事例とGE Additiveの取り組み(GE Additive Chief Commercial Officer Alain Dupont)
講演③ ファイナンス会社がなぜ造形受託サービス?~オリックス・レンテックのAM事業が国内AM普及に貢献できること~(オリックス・レンテック株式会社 執行役員 事業戦略本部長/一般社団法人 AM協会 副会長 小林 剛輝)
パネルディスカッション「AM技術普及に向けた課題と解決に向けた方向性」(オリックス・レンテック株式会社 小林 剛輝、シグマクシス ディレクター 桐原 慎也、プリンシパル 和田 峻一)
AMテクノロジー トピックス紹介 ①(名古屋工業大学 萩原 幸司 教授)
AMサイエンス トピックス紹介 ①(富山大学 石本卓也 教授)
AM研究会来期活動(AM研究会事務局)
閉会のご挨拶と場所移動のご案内(前川 篤 副委員長)
会場の様子。万全の感染症防止対策のもと、多くの方々に現地参加をいただきました。
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2023.3.14
【書籍】中野先生が分担執筆した「ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル改訂第4版」が発行されました。
中野貴由(分担):
ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル改訂第4版、
編集 古薗勉・岡田正弘、秀潤社、GAAKEN、2023年3月14日第1刷発行 -
2023.3.13
【受賞】M2の西川侑希君が大阪大学工業会賞を受賞しました。
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2023.3.10
【受賞】第55回(2022年度)市村学術賞貢献賞に中野先生が内定しました。授賞式は2023年4月17日に東京帝国ホテルで開催されます。
中野貴由:
理工学視点からの骨基質配向機構解明と金属3DPを用いた骨質医療への展開、
市村学術賞貢献賞(The Ichimura Prize in Science for Distinguished Achivement)、公益財団法人 市村清新技術財団、2023年4月17日 -
2023.3.9
【受賞】日本金属学会2023年春期講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞を中野研から2件受賞しました。
齊藤 光郁、松垣 あいら、中野 貴由:
破骨細胞-骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化制御、
日本金属学会2023年春季講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞、東京大学森陶子、松垣 あいら、中野 貴由:
チタン表面溝構造による細胞配列化制御、
日本金属学会2023年春季講演大会第40回ポスターセッション優秀ポスター賞、東京大学 -
2023.3.9
【学会】日本金属学会2023年春期講演(第172回)大会が始まり、会長の中野先生が開会の辞ならびに各賞贈呈式・名誉員推戴式を行いました。
中野研究室特任教授の新家光雄先生(東北大学名誉教授)と福富洋志先生(横浜国立大学名誉教授)が名誉員章を贈呈されました。
中野会長の開会の辞
推薦状・名誉員章贈呈 新家光雄先生
推薦状・名誉員章贈呈 福富洋志先生
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2023.3.7
【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2023年春期講演(第172回)大会(@東京大学 現地開催、3月7日~3月10日)に参加しています。
公募シンポジウム講演
〇當代 光陽、髙橋 凪、川堀 龍、永瀬 丈嗣、松垣 あいら、中野 貴由
生体用Bcc型TiNbTaZrMoハイエントロピー合金における等軸デンドライト組織とヤング率の制御一般講演
〇趙 研、林 竜弘、安田 弘行、竹山 雅夫、中野 貴由
金属3Dプリント製β相含有TiAl合金のナノラメラ組織を利用した高強度化〇田中 幸樹、趙 研、安田 弘行、竹山 雅夫、中野 貴由
金属3Dプリント製β相含有TiAl合金の高温疲労挙動〇中本 将嗣、趙 研、安田 弘行、中野 貴由
TiAl合金の電子ビーム積層造形法におけるニューラルネットワークを用いた寸法誤差、欠陥率の予測〇亀野 航、奥川 将行、小西 宏和、小泉 雄一郎、中野 貴由
付加製造用電子ビーム照射によるAl2O3の溶融・凝固〇王 雷、奥川 将行、小泉 雄一郎、中野 貴由
TiNi coating on commercially pure Ti substrate by multi-track electron beam scanning〇孫 飛、小川 登志男、足立 吉隆、佐藤 和久、高木 空、宮本 吾郎、鈴木 飛鳥、山中 晃徳、中田 伸生、石本 卓也、中野 貴由、小泉 雄一郎
Modulated structure formation in dislocation cells in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion〇佐藤 和久、高木 空、市川 聡、石本 卓也、中野 貴由
透過電子顕微鏡によるSUS316L鋼LPBF材の微細組織と溶質偏析の観察〇柳 玉恒、泉川 大智、奥川 将行、佐藤 和久、小泉 雄一郎、中野 貴由
付加製造用レーザー照射により生じる過剰空孔がFe-Cr-Co合金のスピノーダル分解へ与える影響〇Kim Hyojin、森 浩亮、中野 貴由、山下 弘巳
Hastelloy X-based self-catalytic reactor for CO2 methanation fabricated by metal 3D printing and electrochemical dealloying〇松垣 あいら、田中 健嗣、Gokcekaya Ozkan、中野 貴由:
チタン表面構造による幹細胞分化制御と骨基質配向化〇松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由:
オステオサイトの応力感受に基づく骨配向化制御を介した力学機能適応〇大原 秀真、松坂 匡晃、松垣 あいら、石本 卓也、黒田 有希子、松尾 光一、中野 貴由:
耳小骨アパタイト配向化による聴覚機能の制御機序〇小笹 良輔、Gupta Mridul、柳谷 彰彦、上田 正人、野村 直之、中野 貴由:
PBF-LB/Mによる銅合金の創製と高機能化ポスター発表
〇新井 太一、井筒 大誠、藤井 進、吉矢 真人、石本 卓也、中野 貴由
Phase-Field法によるAM急冷凝固初期のβ-Ti柱状晶競合○齊藤 光郁、松垣 あいら、中野 貴由:
破骨細胞-骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化制御○森陶子、松垣 あいら、中野 貴由:
チタン表面溝構造による細胞配列化制御 -
2023.3.6
【書籍】中野先生が編/著の一人である「チタンの基礎と応用」が出版されます。
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2023.3.4
【学会】日本バイオマテリアル学会 関西ブロック 第17回若手研究発表会@大阪公立大学に 参加し、以下の発表を行いました。
口頭
・松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
「オステオサイトの応力感受に応じた骨配向化制御による機能適応」ポスター
・齊藤光郁、松垣あいら、中野貴由
「破骨細胞―骨芽細胞間相互作用を利用したmRNAによる骨芽細胞配向化モデルの構築」・森陶子、松垣あいら、中野貴由
「骨配向化誘導のための金属表面溝構造による細胞配列化制御」齋藤さんが、優秀ポスター発表賞を受賞しました。
授賞式にて
東京大学名誉教授で、大阪大学特任教授としてご指導頂いている石原一彦先生(写真左)とともに
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2023.2.27
【論文】レーザ積層造形法により造形されたTi-6Al-4Nb-4Zr高温耐熱材料のクリープ特性に関する論文がMaterials Transactionsに受理されました。
Yoko Yamabe-Mitarai*, Takashi Inoue, Tomoki Kuroda, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Tetsuya Matsunaga, Tsutomu Ito, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Creep behavior of Ti-6Al-4Nb-4Zr fabricated by powder bed fusion using a laser beam,
Materials Transactions, (2023), In press. -
2023.2.27
【特別講演】Kim Seong-Woong先生にTiAl合金に関する特別講演を行っていただきました。
Dr. Seong-Woong Kim
Development of TiAl alloys for gas turbine engines
Titanium Department, Korea Institute of Materials Science, Changwon 642-831, South Korea日時:2月27日(月) 13:30-15:00
場所:記念館研修室PDFはこちら
講演のようす集合写真(写真撮影時のみマスクを外しました)
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2023.2.24
【新聞】日刊工業新聞に中野先生のコメントが掲載されました。
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2023.2.22
【来阪】東京大学生産技術研究所所長の岡部先生が来阪されました。
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2023.2.22
【行事】中野研の追いコンが開催されました。
中野研恒例の追いコンを実施しました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、オンラインと対面のハイブリッド形式で盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しておりますし、気軽に立ち寄ってもらえたらと思います。
本当にお疲れ様でした。 -
2023.2.21
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
中野研の7名(朝倉 光平君、足立 光君、田中 謙次君、二斗蒔田 達也君、森 陶子さん、齊藤 光郁さん、堀尾 尚平君)が卒業論文発表をしました。B4の皆さん、お疲れさまでした。
写真撮影時のみマスクを外しました -
2023.2.21
【論文】レーザ積層造形法により造形された316Lステンレス鋼の変調構造に関する論文が受理されました。
Fei Sun, Toshio Ogawa, Yoshitaka Adachi*, Kazuhisa Sato, Shunya Takagi, Goro Miyamoto, Asuka Suzuki, Akinori Yamanaka, Nobuo Nakada, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Modulated structure formation in dislocation cells in 316L stainless steel fabricated by laser powder bed fusion,
Materials Transactions, (2023), in press. -
2023.2.14
【修論】修士論文発表会が行われました。
中野研の5名(GUPTA MRIDUL君、田中 健嗣君、西川 侑希君、眞鍋 光喜君、三浦 涼靖君)が修士論文の発表をしました。M2の皆さん、お疲れ様でした。
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2023.2.8
【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF=3.451)に掲載されました。
Soung Yeoul Ahn, Sang Guk Jeong, Eun Seong Kim, Suk Hoon Kang, Jungho Choe, Joo Young Ryu, Dae Woon Choi, Jin Seok Lee, Jung‑Wook Cho, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim:
Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Recycled Zircaloy‑4,
Metals and Materials International, (2023), online.
DOI: https://doi.org/10.1007/s12540-023-01400-2 -
2023.2.3
【新聞】日刊工業新聞に金属3Dプリンターのガスフロー方向による結晶配向組織制御に関する記事が掲載されました。
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2023.2.2
【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping(IF=10.962)にOA論文として掲載されました。
Hiroki Amano, Takuya Ishimoto, Koji Hagihara, Ryoya Suganuma, Keisuke Aiba, Shi-Hai Sun, Pan Wang, Takayoshi Nakano*:
Impact of gas flow direction on the crystallographic texture evolution in laser powder bed fusion,
Virtual and Physical Prototyping, (2023), online.PDFはこちら
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2023.1.31
【論文】生体環境におけるAMのOCY制御に関する論文が、スマートプロセス学会誌に受理されました。
松垣あいら*、松坂匡晃、田中健嗣、三浦涼靖、大原秀真、丹羽陽一朗、小笹良輔、Ozkan Gokcekaya、中野貴由*:
生体環境適用に向けた3Dプリンティングによる骨細胞制御、
スマートプロセス学会誌、12 [4], (2023), in press. -
2023.1.31
【論文】POSTECHとのジルカロイのAMに関する共同研究論文が、Metals and Materials International (IF=3.451)に受理されました。
Soung Yeoul Ahn, Sang Guk Jeong, Eun Seong Kim, Suk Hoon Kang, Jungho Choe, Joo Young Ryu, Dae Woon Choi, Jin Seok Lee, Jung-Wook Cho, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim:
Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Recycled Zircaloy-4,
Metals and Materials International, (2023), in press. -
2023.1.25
【論文】溶融池制御によるニッケル単結晶の造形に関する論文が日本ガスタービン学会誌に受理されました。
北嶋 具教、ジョディ デニス、小泉 雄一郎、中野 貴由、渡邊 誠:
レーザ粉末床溶融結合法における溶融池形状制御によるニッケル単結晶の造形、
日本ガスタービン学会誌、(2023)、in press. -
2023.1.25
【論文】AMでのTi-48Al-2Cr-2Nbの走査速度と力学特性の関係がMaterials Transactions誌(IF=1.39)に受理されました。
Ken Cho, Masahiro Sakata, Hiroyuki Yasuda*, Mitsuharu Todai, Minoru Ueda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Effect of scan speed on microstructure and tensile properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloys fabricated via additive manufacturing,
Materials Transactions, (2023), in press. -
2023.1.20
日本金属学会産学共創研究会「AM研究会」の第2回委員会が開催されました。産学官より会場では約140名、オンラインでは300名を超える皆様に出席をいただき、当日は盛会となりました。皆様とのご協力のもと、オールジャパン体制で今後のAMによる学術発展・産業活性化ならびに学会設立につなげられるよう、取り組んでまいりたいと存じます。
開会の挨拶(大阪大学大学院工学研究科教授/日本金属学会会長/AM研究会委員長 中野 貴由)粉末製造プロセスを基板としたデジタル製造システムの開発(三菱重工業(株) エナジードメイン エナジートランジション&パワー事業本部 GTCC事業部 AM事業室 主幹技師(工学博士) 今野 晋也)
AM/3Dプリンティング最新動向 ~欧州展示会・研究機関取材報告から~(一般社団法人 日本3Dプリンティング産業技術協会 常務理事・研究員 松岡 司)
「光応用技術で、モノづくりに革新をもたらす。」ニコンの材料加工事業への取り組み(株式会社ニコン 代表取締役兼社長執行役員 馬立 稔和)
今後の展望について(株式会社シグマクシス ディレクター/AM研究会事務局 桐原 慎也)
閉会のご挨拶(大阪大学招聘教授/株式会社シグマクシス シニアフェロー/AM研究会副委員長 前川 篤)
会場の様子。万全の感染症防止対策のもと、多くの方々に現地参加をいただきました。
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2023.1.17
【新聞】中野先生のコラムが日刊工業新聞に掲載されました。
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2023.1.13
【新聞】日刊工業新聞に2022年9月より大規模臨床がスタートした脊椎スペーサーに関する記事が掲載されました。
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2023.1.11
【論文】ガスフロー方向により結晶配向組織が制御できるとともに、そのメカニズムの解明に関する論文が、Virtual and Physical Prototyping(IF=10.962)にOA論文として受理されました。
Hiroki Amano, Takuya Ishimoto, Koji Hagihara, Ryoya Suganuma, Keisuke Aiba, Shi-Hai Sun, Pan Wang, Takayoshi Nakano*:
Impact of gas flow direction on the crystallographic texture evolution in laser powder bed fusion,
Virtual and Physical Prototyping, (2023), in press. -
2023.1.7
【論文】骨配向化誘導可能な椎体間スペーサーの実証に関する論文が「The Spine Journal」でOA論文として掲載されました。北海道医療センター、獨協医科大、慶応大医学部、浜松医科大学、阪大医学部、帝人ナカシマメディカルとの共同研究の成果です。
Aira Matsugaki, PhD, Manabu Ito, MD, PhD, Yoshiya Kobayashi, Meng, Tadaaki Matsuzaka, Meng, Ryosuke Ozasa, PhD, Takuya Ishimoto, PhD, Hiroyuki Takahashi, PhD, Ryota Watanabe, Meng, Takayuki Inoue, PhD, Katsuhiko Yokota, BA, Yoshio Nakashima, Meng, Takashi Kaito, MD, PhD, Seiji Okada, MD, PhD, Takao Hanawa, PhD, Yukihiro Matsuyama, MD, PhD, Morio Matsumoto, MD, PhD, Hiroshi Taneichi, MD, PhD, Takayoshi Nakano*, PhD:
Innovative design of bone quality-targeted intervertebral spacer: Accelerated functional fusion guiding oriented collagen/apatite microstructure without autologous bone graft,
The Spine Journal, 2022, in press.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.spinee.2022.12.011
論文はこちら
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●BACKGROUND CONTEXT
Although autologous bone grafting is widely considered as an ideal source for interbody fusion, it still carries a risk of nonunion. The influence of the intervertebral device should not be overlooked. Requirements for artificial spinal devices are to join the vertebrae together and recover the original function of the spine rapidly. Ordered mineralization of apatite crystals on collagen accelerates bone functionalization during the healing process. Particularly, the stable spinal function requires the ingrowth of an ordered collagen and apatite matrix which mimics the intact intervertebral microstructure. This collagen and apatite ordering is imperative for functional bone regeneration, which has not been achieved using classical autologous grafting.
●PURPOSE
We developed an intervertebral body device to achieve high stability between the host bone and synthesized bone by controlling the ordered collagen and apatite microstructure.
STUDY DESIGN
This was an in vivo animal study.
●METHODS
Intervertebral spacers with a through-pore grooved surface structure, referred to as a honeycomb tree structure, were produced using metal 3D printing. These spacers were implanted into normal sheep at the L2–L3 or L4–L5 disc levels. As a control group, grafting autologous bone was embedded. The mechanical integrity of the spacer/bone interface was evaluated through push-out tests.
●RESULTS
The spacer with honeycomb tree structure induced anisotropic trabecular bone growth with textured collagen and apatite orientation in the through-pore and groove directions. The push-out load of the spacer was significantly higher than that of the conventional autologous graft spacer. Moreover, the load was significantly correlated with the anisotropic texture of the newly formed bone matrix.
●CONCLUSIONS
The developed intervertebral spacer guided the regenerated bone matrix orientation of collagen and apatite, resulting in greater strength at the spacer/host bone interface than that obtained using a conventional gold-standard autologous bone graft.
●CLINICAL SIGNIFICANCE
Our results provide a foundation for designing future spacers for interbody fusion in human.[Keywords]
Bone quality, Collagen and apatite orientation, Intervertebral spacer, Push-out strength, Spinal fusion, Through-pore grooved surface structure -
2023.1.6
株式会社シグマクシスの倉重様、清水様、前川様、桐原様がAMセンターを見学されました。
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2023.1.1
【新技術・新製品】UNIOS PL脊椎スペーサーに関する記事がまてりあ1月号に掲載されました。
高橋広幸、井上貴之、中島義雄、横田勝彦、伊東 学、松垣あいら、中野貴由:
骨基質配向化誘導を可能としたTi合金製脊椎固定用デバイス(UNIOS® PLスペーサー)の開発と製品化,
まてりあ、62 [1], (2023), pp. 58-60.
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2023.1.1
【SDGs】SDGsについて(公社)日本金属学会の方針を示しました。
中野貴由:
公益社団法人 日本金属学会におけるSDGsへの対応強化について、
まてりあ、62 [1], (2023), pp.6.
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2023.1.1
【金属会長】中野先生が日本金属学会会長としての年頭の挨拶を"まてりあ"に掲載しました。
中野貴由:
年頭のご挨拶 ―postコロナ時代に持続的に発展する学会として―
まてりあ、62 [1], (2023), pp.2-3.
https://www.jim.or.jp/journal/m/62/01/index.html
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2023.1.1
【解説・論文】Materials TransactionsにPreface, 中野研関連の軽金属を英文化した5つの解説、3つの論文が掲載されました。
[Preface]
Mitsuo Niinomi, Masahiko Ikeda, Yoko Yamabe-Mitarai, Hideki Hosoda, Takuya Ishimoto, Sengo Kobayashi, Takao Hanawa, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
PREFACE, Special Issue on Recent Research and Development in the Processing, Microstructure, and Properties of Titanium and Its Alloys
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 1.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MPR2023901
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(1) Hiroki Amano*, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Review -- Importance of Atmospheric Gas Selection in Metal Additive Manufacturing: Effects on Spatter, Microstructure, and Mechanical Properties,
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 2-9.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022005
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In metal additive manufacturing, it is possible to control the microstructure and the associated mechanical and chemical properties of metal products over a wide range. For example, in laser powder bed fusion (L-PBF), the laser process parameters are considered critical for the fabrication of functional parts. However, the effect of atmospheric gas on L-PBF has not yet been comprehensively documented. In L-PBF, gas flow is used to remove spatter and fumes, preventing degradation of quality due to laser attenuation and spatter contamination of the fabricated product. Thus, the use of atmospheric gas is inevitable in fabrication via L-PBF. In this review, we focus on the use of atmospheric gas in L-PBF, explain the effects of atmospheric gas on the microstructure and mechanical properties of fabricated products, and describe the importance of selecting the right atmospheric gas.(2) Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Review -- Microstructural Control and Functional Enhancement of Light Metal Materials via Metal Additive Manufacturing
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 10-16.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022007
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Additive manufacturing (AM) has been attracting a great deal of attention in both academia and industry in recent years as a technology that could bring innovation to manufacturing. AM was originally developed as a method specialized in fabricating three-dimensional structures by the additive manner. However, in reality, a huge number of parameters involved in AM has a significant effect on the microstructure and the resulting physicochemical properties of the metallic material. Therefore, in very recent years, metal AM is being recognized as a technology for controlling the microstructure of metals rather than its shape. In addition, AM can even customize the microstructure of each site by applying locally controlled heat energy. The ability to simultaneously control complex shapes and microstructures will add even higher value to lightweight metal materials. This paper describes the potential of metal AM to control material and shape properties that dictates the essential mechanical properties of the product with introducing latest results.(3) Aya Takase*:
Residual Stress and Phase Stability of Titanium Alloys Fabricated by Laser and Electron Beam Powder Bed Fusion Techniques
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 17-24.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022004
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Additively manufactured metal parts often have a high level of residual stress and can exhibit complex crystalline phase properties due to the rapid cooling nature of their fabrication process. X-ray diffraction (XRD) is a non-destructive technique that can characterize both the residual stress and the crystalline phase properties in detail. However, XRD is an ex-situ measurement and provides only the final state of the manufactured parts. In this article, a method that combines the XRD analyses and numerical simulation of the thermal history during the manufacturing process is reviewed with two examples of titanium alloys fabricated by laser and electron beam powder fusion techniques.(4) Aira Matsugaki*, Tadaaki Matsuzaka, Takayoshi Nakano:
Review--Metal Additive Manufacturing of Titanium Alloys for Control of Hard Tissue Compatibility
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 25-30.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022012
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Metal additive manufacturing is a powerful tool for providing the desired functional performance of hard tissue biomaterials through a three-dimensional structural design. It is essential to use the interactions between living organisms and materials for functional hard tissue reconstruction. In particular, anisotropic high-performance materials that imitate bone tissue properties are required for regaining bone functionality based on collagen/apatite microstructure. This review article describes the current development of controlling hard tissue compatibility by additive manufacturing of titanium alloys, including our recent findings on the bone medical devices for guiding the anisotropic bone microstructure.(5) Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Review -- Research and Development of Titanium-Containing Biomedical High Entropy Alloys (BioHEAs) Utilizing Rapid Solidification via Laser-Powder Bed Fusion
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 31-36.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022011
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High entropy alloys (HEAs) have been developed as a new class of structural materials that consist of multicomponent elements with an approximately equiatomic ratio for increasing the mixing entropy to stabilize the solid solution phase. HEA for biomedical applications (BioHEA) was first developed in Japan; HEA comprising nonbiotoxic elements was specifically designed, demonstrating excellent mechanical properties and biocompatibility. However, elemental segregation, often observed in BioHEAs, hinders the inherent functions derived from high entropy effects and solid solution hardening. In this review article, elemental homogenization and functionalization of BioHEAs utilized by ultra-rapid cooling via laser-powder bed fusion and the characteristics of these BioHEAs, especially focusing on their excellent properties for biomedical applications, are introduced.[Original article]
(1) Masayuki Okugawa, Yusuke Isono, Yuichiro Koizumi*, Takayoshi Nakano:
Raking Process for Powder Bed Fusion of Ti-6Al-4V Alloy Powder Analyzed by Discrete Element Method
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 37-43.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022010
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In order to avoid the formation of defects in additive manufacturing (AM) by powder bed fusion (PBF) process, it is crucial to understand the relationship between the quality of powder bed and a powder spreading process. In this study, the influences of conditions of powder raking process on the densities and homogeneity of powder bed have been examined by computer simulation using Discrete Element Method (DEM) and experiment of powder bed formation using a blade-type spreader for Ti-6Al-4V powder by way of example. The results were analyzed with a special focus on the effects of the relative size of powder particles with respect to the gap between the blade and the build platform. It has been clearly shown that the gap needs to be larger than the upper bound of the distribution of powder particles diameter to obtain a high-density powder bed. The DEM simulation indicated that the blade can sweep even powder particles that are not in direct contact with the blade when the powder particles are in a close-packed tetragonal configuration. This is the probable reason for the experimental fact that powder particles smaller than half of the gap are suitable for PBF.(2) Ken Cho, Naohide Morita, Hiromasa Matsuoka, Hiroyuki Y. Yasuda*, Mitsuharu Todai, Minoru Ueda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Influence of Input Energy Density on Morphology of Unique Layered Microstructure of γ-TiAl Alloys Fabricated by Electron Beam Powder Bed Fusion
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 44-49.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022015
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Microstructure and tensile properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb (at%) rods fabricated by electron beam powder bed fusion (EB-PBF) process were investigated by changing input energy density (ED) which is one of the important factors affecting formation of the melt pool. We found that unique layered microstructure consisting of an equiaxed γ grain layer (γ band) and a duplex region can be formed by EB-PBF with ED in the range of 13 to 31 J/mm3. It is interesting to note that the width of the γ band and the volume fraction of the γ phase in the duplex region decrease with increasing ED. On the other hand, the α2/γ lamellar grain in the duplex region increases with increasing ED. These morphological changes in the layered microstructure are attributed to variation of temperature distribution from melt pool caused by increasing ED. Moreover, we also found for the first time the strength of the alloys can be improved by decreasing width of the γ band and increasing of the α2/γ lamellar grain in the duplex region. Whereas, the width of the γ band and the fraction of the equiaxed γ grain in the duplex region should be increased to enhance ductility of the alloys.(3) Tomoki Kuroda, Haruki Masuyama, Yoshiaki Toda, Tetsuya Matsunaga, Tsutomu Ito, Makoto Watanabe, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Masayuki Shimojo, Yoko Yamabe-Mitarai:
Microstructure Evolution and High-Temperature Mechanical Properties of Ti-6Al-4Nb-4Zr Fabricated by Selective Laser Melting
Materials Transactions, 64 [1], (2023), 95-103.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MLA2022021
論文はこちらAbstract
Ti-6Al-4Nb-4Zr (mass%) was prepared by selective laser melting (SLM) under various conditions, and the microstructure evolution resulting from SLM processing and subsequent heat treatments was investigated. The effects of the unique SLM-induced microstructure on the high-temperature compressive strength and creep properties of the samples were then elucidated. Under rapid cooling conditions, the martensitic structure formed in a scale-like pattern, with a 100 µm in size, consistent with the laser scanning pattern. By contrast, under slow cooling conditions, the α/β lamellar structure formed in β grains with a 300 µm grain size instead of in a scale-like pattern. The martensitic structure drastically changed to a Widmanstätten structure during heat treatment. The equiaxed α phase also formed at the interface of the scale-like patterns. By contrast, the α/β lamellar structure did not exhibit a change in response to heat treatment. The compressive strength of the SLM samples was governed by the martensite α size and the grain size, both of which depended on the cooling rate. The dominant creep deformation mechanism at 600°C and under a loading stress of 137 MPa was grain boundary sliding. The creep life depended on the grain size. The HIP treatment improved the creep life because it eliminated pores introduced by the SLM process. -
2023.1.1
明けましておめでとうございます。今年も中野研ならびに関連研究室一同一丸となって教育・研究に邁進する所存でございます。引き続きよろしくご指導のほどお願い申し上げます。
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2022.6.29
【論文】チタン中での抗バクテリア作用と生体親和性に関するCu含有アパタイトの効果に関する研究がMaterials Transactionsに掲載されました。
Qiang Li*, Shihong Song, Junjie Li, Jinshuai Yang, Ran Zhang, Mitsuo Niinomi*, Takayoshi Nakano:
Antibacterial properties and biocompatibility of hydroxyapatite coating doped with various Cu contents on titanium,
Materials Transactions, 63 [7], (2022), 1072-1079.
DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2021245論文はこちら
Abstract
To explore the effect of copper content in a copper-doped hydroxyapatite coating (CuHAp) on its antibacterial activity and
biocompatibility, a layer of CuHAp was deposited on the surface of pure Ti using an electrochemical deposition method. An orthogonal
experiment was used to determine the Cu content in the coating by varying the concentration of Cu2+ in the electrolyte. The antibacterial
properties and biocompatibility of the CuHAp coatings were also evaluated. The antibacterial effect increased with increasing Cu content in the
sample. When the content of Cu in the coating was 1.57%, the deposited CuHAp coating exhibited excellent biocompatibility, and the number
of living cells after culturing was significantly higher than that for the HAp coating. When the content of Cu increased to 6.85%, the coating
exhibited cytotoxicity. Thus, the CuHAp sample with a Cu content of 1.57% exhibited good antibacterial and biocompatibility, and thus could be
a suitable material for use in biomedical applications. [doi:10.2320/matertrans.MT-M2021245]Keywords: hydroxyapatite, copper, orthogonal experiment, antibacterial coating, biocompatibility
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2022.6.28
【論文】生体骨外(ex vivo)荷重下でのコラーゲン/アパタイトの配向性の骨培養モデルの確立に関する論文がInt. J. Mol. Sci.(IF=6.208)に受理され、OA 論文としてon lineされる予定です。
Ryota Watanabe, Aira Matsugaki, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Takayoshi Nakano:
A Novel Ex Vivo Bone Culture Model for Regulation of Collagen/Apatite Preferential Orientation by Mechanical Loading,
International Journal of Molecular Sciences, 23, (2022), in press. -
2022.6.28
【写真】令和4年度卒業アルバムの集合写真撮影を行いました。
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2022.6.28
【論文】岡山大学松本先生との共同研究の成果である骨石灰化時のアパタイトクラスタに関する研究が、Advanced Biologyに受理され、OA論文として掲載される予定です。
Emilio Satoshi Hara, Noriyuki Nagaoka, Masahiro Okada, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto*:
Distinct morphologies of bone apatite clusters in endochondral and intramembranous ossification,
Advanced Biology, (2022), in press. -
2022.6.24
【解説】レーザ加工学会誌6月号に当研究室のNi基超合金の特異組織形成に関する解説が掲載されました。
石本卓也、ゴクチャヤカオズカン、中野貴由:
レーザ粉末床溶融結合法によるNi基超合金の特異組織形成―界面の導入に基づく強化―
レーザ加工学会誌, 29 [2], (2022), 42-45.PDFはこちら
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2022.6.24
【特別講義】特任教授 福富洋志先生(横浜国立大学 名誉教授)の結晶集合組織に関する特別講義を行って頂きました。
日時:2022年6月24日(金) 13:30~17:00
場所:大阪大学
ご講演題目:「結晶集合組織概論」
(写真撮影の瞬間のみマスクを外しました)
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2022.6.24
【新聞】鉄鋼新聞に6月22日にプレスリリースされた「レーザ方式の粉末3Dプリンタでニッケル単結晶 の造形に成功」に関する記事が掲載されました。
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2022.6.22
【プレスリリース】レーザ方式の粉末3Dプリンタでニッケル単結晶 の造形に成功~普及率が高い造形方法で航空機エンジンの耐熱材料部品の開発を加速 ~の内容のプレスリリースがNIMSと阪大(中野研を含む)で行われました。
プレスリリースはこちら
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2022.6.22
【新聞】本日の日刊工業新聞朝刊に当研究室の関連記事「阪大など、チタン合金製脊椎ケージ開発 骨との結合強度3倍」が掲載されました。
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2022.6.22
【論文】Tfam-KOマウスに生じる先天性の骨脆弱性の要因が、骨基質配向性の著しい低下であることを示した論文が、J Bone Miner Metab誌に受理されました。岐阜大整形外科との共同研究の成果です。
Hiroki Yoshioka, Shingo Komura, Norishige Kuramitsu, Atsushi Goto, Tomoka Hasegawa, Norio Amizuka, Takuya Ishimoto, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Yuuki Imai, Larsson Nils-Göran, Haruhiko Akiyama:
Deletion of Tfam in Prx1-Cre expressing limb mesenchyme results in spontaneous bone fractures,
Journal of Bone and Mineral Metabolism, in press. -
2022.6.21
【学位論文発表】中野研のD3日比野さんの学位論文発表会が行われました。
日 時:令和4年6月21日(火) 10:45~11:45
学位申請者:日比野 真也
所 属:マテリアル生産科学専攻 マテリアル科学コース 博士後期課程3年
論文題目:「Ni基耐熱合金における粉末成形技術を用いた結晶組織と力学特性の制御に関する研究」 -
2022.6.20
【新聞】日刊工業新聞に中野先生に関するコラムが掲載されました。
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2022.6.17
【解説】当研究室の解説がMaterials Transactions誌に受理されました。
Hiroki Amano, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Importance of atmospheric gas selection in metal additive manufacturing: Effects on spatter, microstructure, and mechanical properties – A review
Materials Transactions, in press. -
2022.6.16
【論文】Al合金におけるレーザPBF法による急冷効果が等軸粒を形成するメカニズムに関する論文がJournal of Alloys and Compounds(JALCOM, IF=5.316)にOA論文として掲載されました。小泉研との共同研究です。
Masayuki Okugawa, Yuta Ohigashi, Yuya Furishiro, Yuichiro Koizumi*, Takayoshi Nakano:
Equiaxed grain formation by intrinsic heterogeneous nucleation via rapid heating and cooling in additive manufacturing of aluminum-silicon hypoeutectic alloy,
Journal of Alloys and Compounds,
919, (2022), 165812: 1-6.
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.165812Abstract
The high strength of Al-Si hypoeutectic alloys additively manufactured by powder-bed fusion is of great scientific interest. To date, the mechanism of grain refinement near the fusion line, which contradicts conventional Hunt’s columnar–equiaxed transition criteria, remains to be elucidated. Here we present the first report on the mechanism of grain refinement. When a laser was irradiated on cast Al-Si alloy consisting of coarse α-Al grain and α-Al/Si eutectic regions, grain refinement occurred only near the eutectic regions. This strongly suggests that the Si phase is crucial for grain refinement. Multi-phase-field simulation revealed that rapid heating due to the laser irradiation results in unmelted Si particles even above the liquidus temperature and that the particles act as heterogeneous nucleation sites during the subsequent re-solidification. These results suggest the feasibility of a novel inoculant-free grain refinement that is applicable to eutectic alloys comprising phases with a significant melting point difference. -
2022.6.15
【論文・解説】当研究室の論文と解説が「軽金属」第72巻6号特集「軽金属材料の三次元造形技術」に掲載されました。
【論文】
●奥川将行, 磯野祐輔, 小泉雄一郎*, 中野貴由:
Ti-6Al-4V合金の粉末床溶融結合法におけるレーキ過程の個別要素法と実験による検証
軽金属, 72(6), (2022), 291-297.
DOI: 10.2464/jilm.72.291●趙研, 森田尚秀, 松岡弘剛, 安田弘行*, 當代光陽, 上田実, 竹山雅夫, 中野貴由:
電子ビーム粉末床溶融結合法で作製したγ-TiAl合金積層造形体の特異バンド状組織に及ぼす投入エネルギー密度の影響
軽金属, 72(6), (2022), 298-305.
DOI: 10.2464/jilm.72.298【解説】
●石本卓也, 中野貴由*:
金属積層造形法による軽金属材料の組織制御と高機能化,
軽金属, 72(6), (2022), 327-333.
DOI: 10.2464/jilm.72.327●小笹良輔, 松垣あいら, 石本卓也, 中野貴由*:
レーザ粉末床溶融結合法による急冷を用いたTi含有バイオハイエントロピー合金(BioHEAs)積層造形体の強制固溶体化,
軽金属, 72(6), (2022), 334-338
DOI: 10.2464/jilm.72.334●松垣あいら*・松坂匡晃・中野貴由:
チタン合金の金属積層造形による硬組織適合性制御
軽金属, 72(6), (2022), 339-343
DOI: 10.2464/jilm.72.339●萩原幸司*, 石本卓也, 中野貴由:
シリサイドを例にした金属積層造形法による 集合組織発達の支配因子解明,
軽金属, 72(6), (2022), 344-349.
DOI: 10.2464/jilm.72.344 -
2022.6.15
【論文】金属積層造形により造形したIN738LCの再結晶挙動に関する論文がOA論文としてCrystalsに掲載されました。
Shinya Hibino*, Kazushige Fujimitsu, Makoto Azuma, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Effects of Recrystallization on Tensile Anisotropic Properties for IN738LC Fabricated by Laser Powder Bed Fusion,
Crystals, 12(6), (2022), 842: 1-14.
https://doi.org/10.3390/cryst12060842Abstract
This study demonstrates the effects of recrystallization on tensile properties and the anisotropy of IN738LC, a typical γ’ precipitation-strengthened alloy, at both room and high temperatures via the laser powder bed fusion process. The nonrecrystallized columnar microstructure, subjected to standard IN738LC heat treatment up to 1120 °C, and the almost fully recrystallized microstructure, heat-treated at 1204 °C, were compared. The tensile properties strongly depend on whether recrystallization was completed as well as the tensile direction. This can be explained by microstructure characterization, featuring the Taylor factor in the tensile direction, average grain size estimated by ellipse approximation, and the relationship between the grain shape and tensile direction. The shape of the recrystallized grains and the distribution of coarse MC carbides inside the recrystallized grains were determined by the microstructure in an as-built state. In high-temperature tensile tests conducted in the horizontal direction, the separation of the columnar grains caused a brittle fracture. In contrast, dimples were observed at the fracture surface after recrystallization, indicating scope for further improvement in ductility.
Keywords: laser powder bed fusion; IN738LC; heat treatment; recrystallization; MC carbide; anisotropy; tensile property -
2022.6.14
【論文】帝人ナカシマメディカル(株)から発売のUNIOS PLスペーサ―の基本原理である"honeycomb tree structure"の有効性を示した論文が北米脊椎学会の"The Spine Journal"に受理され、OA論文として掲載されました。
Takuya Ishimoto, Yoshiya Kobayashi, Masahiko Takahata, Manabu Ito, Aira Matsugaki, Hiroyuki Takahashi, Ryota Watanabe, Takayuki Inoue, Tadaaki Matsuzaka, Ryosuke Ozasa, Takao Hanawa, Katsuhiko Yokota, Yoshio Nakashima, Takayoshi Nakano*:
Outstanding in vivo mechanical integrity of additively manufactured spinal cages with a novel "honeycomb tree structure" design via guiding bone matrix orientation,
The Spine Journal, (2022),
https://doi.org/10.1016/j.spinee.2022.05.006論文はこちら
Abstract
Background context: Therapeutic devices for spinal disorders, such as spinal fusion cages, must be able to facilitate the maintenance and rapid recovery of spinal function. Therefore, it would be advantageous that future spinal fusion cages facilitate rapid recovery of spinal function without secondary surgery to harvest autologous bone.
Purpose: This study investigated a novel spinal cage configuration that achieves in vivo mechanical integrity as a devise/bone complex by inducing bone that mimicked the sound trabecular bone, hierarchically and anisotropically structured trabeculae strengthened with a preferentially oriented extracellular matrix.
Study design/settings: In vivo animal study.
Methods: A cage possessing an anisotropic through-pore with a grooved substrate, that we termed "honeycomb tree structure," was designed for guiding bone matrix orientation; it was manufactured using a laser beam powder bed fusion method through an additive manufacturing processes. The newly designed cages were implanted into sheep vertebral bodies for eight and 16 weeks. An autologous bone was not installed in the newly designed cage. A pull-out test was performed to evaluate the mechanical integrity of the cage/bone interface. Additionally, the preferential orientation of bone matrix consisting of collagen and apatite was determined.
Results: The cage/host bone interface strength assessed by the maximum pull-out load for the novel cage without an autologous bone graft (3360 ± 411 N) was significantly higher than that for the conventional cage using autologous bone (903 ± 188 N) after only 8 weeks post-implantation.
Conclusions: These results highlight the potential of this novel cage to achieve functional fusion between the cage and host bone. Our study provides insight into the design of highly functional spinal devices based on the anisotropic nature of bone.
Clinical significance: The sheep spine is similar to the human spine in its stress condition and trabecular bone architecture and is widely recognized as a useful model for the human spine. The present design may be useful as a new spinal device for humans.
Keywords: anisotropy; spinal cage, trabecular architecture, bone matrix, collagen/apatite orientation, bone quality, pull-out strength. -
2022.6.9
【解説】中野研の解説が7月号のBIO Clinicaに掲載されました。
小笹良輔、松垣あいら、石本卓也、中野貴由:
コラーゲン/アパタイト配向性を指標とした近未来の骨質検診、
BIO Clinica、37 [7], (2022), pp. 678-686 (pp. 80-88).記事はこちら
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2022.6.8
【プレスリリース】中野研で研究を実施した「脊椎疾患 を金属3D プリンティングで革新―高品質の骨を迅速に誘導し、骨と急速に一体化・ 高強度化する脊椎ケージ」について、大阪大学よりプレスリリースしました。
プレスリリースの内容はこちら
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2022.6.7
【論文】フラットトップレーザ方式のニッケル粉末3D積層造形で単結晶造形に成功した論文がAdditive Manufacturing Lettersに受理されOA論文として掲載されました。
Dennis Edgard Jodi, Tomonori Kitashima*, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Makoto Watanabe:
Manufacturing single crystals of pure nickel via selective laser melting with a flat-top laser beam,
Additive Manufacturing Letters, 3, (2022), 100066: 1-7.
https://doi.org/10.1016/j.addlet.2022.100066Abstract
The exploration of flat-top laser profile in fabricating a single crystal (SX) structure using selective laser melting
(SLM) in pure Ni was investigated. Optimization of the parameters led to the formation of a planar melt pool. A
homogeneous near-{001}<100> texture with suppressed high-angle grain boundary (HAGB) in high building
heights of>20 mm was achieved without an SX seed. In addition, the planar melt pool suppressed the geometrically
necessary dislocation accumulation and prevented strain-induced continuous dynamic recrystallization
that could cause HAGB formation. Thus, an SX structure with homogeneous near-{001}<100>texture and suppressed
HAGB was successfully achieved without an SX seed. -
2022.6.7
【論文】Al合金におけるレーザPBF法による急冷効果が等軸粒を形成するメカニズムに関する論文がJournal of Alloys and Compounds(JALCOM, IF=5.316)に受理されました。小泉研との共同研究です。
Masayuki Okugawa, Yuta Ohigashi, Yuya Furishiro, Yuichiro Koizumi*, Takayoshi Nakano:
Equiaxed grain formation by intrinsic heterogeneous nucleation via rapid heating and cooling in additive manufacturing of aluminum-silicon hypoeutectic alloy,
Journal of Alloys and Compounds, (2022) in press. -
2022.6.6
【論文】フラットトップレーザ方式のニッケル粉末3D積層造形で単結晶造形に成功した論文がAdditive Manufacturing Lettersに受理されOA論文として掲載される予定です。
Dennis Edgard Jodi, Tomonori Kitashima*, Yuichiro Koizumi, Takayoshi Nakano, Makoto Watanabe:
Manufacturing single crystals of pure nickel via selective laser melting with a flat-top laser beam,
Additive Manufacturing Letters, (2022), in press. -
2022.6.1
【論文】帝人ナカシマメディカル(株)から発売のUNIOS PLスペーサ―の基本原理である"honeycomb tree structure"の有効性を示した論文が北米脊椎学会の"The Spine Journal"に受理され、OA論文として掲載される予定です。
Takuya Ishimoto, Yoshiya Kobayashi, Masahiko Takahata, Manabu Ito, Aira Matsugaki, Hiroyuki Takahashi, Ryota Watanabe, Takayuki Inoue, Tadaaki Matsuzaka, Ryosuke Ozasa, Takao Hanawa, Katsuhiko Yokota, Yoshio Nakashima, Takayoshi Nakano*:
Outstanding in vivo mechanical integrity of additively manufactured spinal cages with a novel "honeycomb tree structure" design via guiding bone matrix orientation,
The Spine Journal, (2022), in press. -
2022.5.30
【解説】当研究室のバイオハイエントロピー合金の解説が「スマートプロセス学会誌(7月号)」に受理されました。
中野貴由*、小笹良輔、松垣あいら:
生体用ハイエントロピー合金BioHEAsの開発と金属積層造形法による高機能化、
スマートプロセス学会誌(7月号)(2022). -
2022.5.30
【解説】当研究室のバイオハイエントロピー合金の解説が「バイオマテリアル学会誌40-3(7月号)」に掲載されます。
小笹良輔、松垣あいら、中野貴由*:
生体用ハイエントロピー合金の創製、
バイオマテリアル学会誌40-3(7月号)(2022). -
2022.5.28
【受賞講演】軽金属学会第142回春期大会にて中野先生が軽金属功績賞受賞講演「金属Additive Manufacturing による軽金属の組織制御と高機能化」を行いました。
中野貴由:
軽金属功績賞受賞講演、「金属Additive Manufacturing による軽金属の組織制御と高機能化」、
第142回春期大会、2022年5月28日(土)15:20~16:00、オンライン -
2022.5.27
【受賞】中野先生が(一社)軽金属学会から軽金属功績賞を受賞しました。
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2022.5.25
【学会】石本先生、松垣先生、小笹先生、松坂君が粉体粉末冶金協会の2022年度春季大会にて発表を行いました。
一般公演
〇石本 卓也、中野 貴由:
粉末床溶融結合法によるバイオミメティックな低ヤング率骨インプラントの創製と応力遮蔽抑制効果〇松垣 あいら、中野 貴由:
細胞制御を活用した骨配向化模倣材料創製〇小笹 良輔、松垣 あいら、中野 貴由:
生体骨コラーゲン構造模倣材料を用いたヒトiPS細胞の骨基質形成挙動制御〇松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由:
生体模倣応力感受システム構築によるオステオサイトを起点とした配向化骨誘導 -
2022.5.22
【講演】中野先生が第95回日本整形外科学会学術総会でシンポジウム講演を行いました。
中野貴由:
骨質指標としてのコラーゲン/アパタイト配向性と脊椎デバイスへの応用、
第95回日本整形外科学会学術総会、シンポジウム67 『運動器のためのスマートバイオマテリアルとその応用』、2022年5月22日(日) 10:10~11:30、第3会場(神戸ポートピアホテル 南館1F 大輪田B) -
2022.5.21
【論文】韓国POSTECH のProf. Hyoung Seop Kimとのステンレス鋼/インコネルの積層造形に関する共同研究論文がMaterials Science and Engineering A(IF=5.234)に掲載されました。
Man Jae Sagong, Eun Seong Kim, Jeong Min Park, Gangaraju Manogna Karthika, ByeongJoo Lee, Jung-Wook Cho, Chong Soo Lee, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Interface characteristics and mechanical behavior of additively manufactured multi-material of stainless steel and Inconel,
Materials Science and Engineering A, (2022), 143318.
https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143318論文はこちら
Abstract
Recently, direct energy deposition (DED) has been attracting considerable attention in metal additive manufacturing due to its capability of producing multi-materials and composition gradient materials with a high degree of geometrical design freedom and relatively high productivity compared to powder bed fusion processing. In this study, layered multi-materials of austenitic stainless steel (SS316L) and nickel-based superalloy (IN718) were fabricated using DED processing. The produced multi-materials showed a 500 μm thick composition gradient material zone (CGZ) at the interface between the SS316L/IN718 because of dilution. Further, in the CGZ, closer to the SS316L side, fine cracks containing the brittle Laves and NbC phases are detected. Despite the presence of cracks, the multi-material samples showed higher yield strength and ultimate tensile strength than those calculated by rule-of-mixtures. It is attributed to hetero-deformation-induced hardening by the evolution of geometrically necessary dislocations near the CGZ during tensile deformation.Keywords
Metal additive manufacturing
Direct energy deposition
Multi-material
Composition gradient zone
Mechanical property -
2022.5.19
【論文】CrystalsのAM組織の特集号が好評につき、再度PartⅡを行います。同時にPartⅠをまとめた記事が論文として出版されます。
Pan Wang *, Takayoshi Nakano, Jiaming Bai:
Additive Manufacturing: Materials, Processing, Characterization and Applications,
Crystals (2022) in press. -
2022.5.17
【論文】韓国POSTECH のProf. Hyoung Seop Kimとのステンレス鋼/インコネルの積層造形に関する共同研究論文がMaterials Science and Engineering A(IF=5.234)に受理されました。
Man Jae Sagong, Eun Seong Kim, Jeong Min Park, Gangaraju Manogna Karthika, ByeongJoo Lee, Jung-Wook Cho, Chong Soo Lee, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Interface characteristics and mechanical behavior of additively manufactured multi-material of stainless steel and Inconel,
Materials Science and Engineering A, (2022), in press. -
2022.5.16
【講演】第97回レーザ加工学会講演会(大阪大学荒田記念館)にて中野先生が招待講演を行いました。
16A 多次元造形センター設置記念セッション:アディティブマニュファクチャリング(AM)
中野貴由:金属アディティブマニュファクチャリング(AM)による原子配向制御と高機能化, 13:50~14:20, 2022年5月16日, 大阪大学荒田記念館 -
2022.5.15
【解説】「軽金属」2022年72巻5号特集号「軽金属材料の三次元造形技術」に中野研の解説が掲載されました。
天野宏紀,石本卓也,中野貴由:
金属積層造形法における雰囲気ガス選択の重要性:スパッタ,金属微細組織,力学特性への影響,
軽金属,72 [5],(2022),220-226.高瀬文:
レーザおよび電子ビームを熱源とした粉末床溶融結合法により造形されたチタン基合金における残留応力と相安定性の関係,
軽金属,72 [5],(2022),227-233. -
2022.5.11
【見学】中野先生、石本先生、小笹先生が日本電子株式会社の昭島工場を見学しました。
眞部様をはじめJEOLの社員の方々にご対応いただき、
昭島工場の最先端の研究施設を見学させていただきました。

集合写真(眞部様とともに)
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2022.5.2
【論文】アンカースクリュー周囲の骨配向性に関する論文が、Journal of Hard Tissue Biologyにオープンアクセス論文として掲載されました。
Takaaki Matsumoto, Satoru Matsunaga, Masaaki Kasahara, Norio Kasahara, Takayoshi Nakano, Takuya Ishimoto, Yasushi Nishii:
Evaluation of the Microstructural Characteristics of Bone Surrounding Anchor Screws Placed under a Horizontal Load by Exploring the Orientation of Biological Apatite Crystals and Collagen Fiber Anisotropy,
Journal of Hard Tissue Biology 31[2], (2022), 79-86.Abstract
The objective of this study was to carry out quantitative evaluations of the microstructural characteristics of bone surrounding anchor screws placed under a horizontal load and the microstructural characteristics of bone on the compressed and non-compressed sides of anchor screws by investigating the orientation of biological apatite (BAp) crystals and collagen fiber anisotropy. Anchor screws were implanted in the femurs of adult rats. They were divided into those placed under a horizontal load (horizontal loading group, n = 4), those not placed under a horizontal load (unloaded group, n = 4), and a sham group of rats that did not undergo femoral anchor screw implantation. In addition to histological observations, Bap crystal orientation and collagen fiber anisotropy were also analyzed. Osteocytes adjacent to anchor screws on the compressed side in the horizontal loading group were rounder in shape than those in normal femurs, the unloaded group, and on the non-compressed side in the horizontal loading group. Collagen fibers showed anisotropy on the non-compressed side in the horizontal loading group. BAp crystals also showed a uniaxial preferential orientation in the direction of traction on the compressed side in the horizontal loading group. These results demonstrated that the osteogenesis of bone around anchor screws placed under a sustained horizontal load gave this bone structural characteristics that differed in some respects from those of normal bone. They also showed that this bone acquired micro/nanostructural characteristics adapted to its new mechanical environment.Key words: Anchor screw, Bone quality, Biological apatite crystal, Second harmonic generation images
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2022.4.28
【講演】Baltic Bone Symposium 2022で、中野先生が基調講演をしました。
Takayoshi Nakano: Bone matrix orientation and development of orthopedic devices based on it, Baltic Bone Symposium 2022 by Finnish Bone Society, 28th of April, 2022.
Baltic Bone Symposium 2022 by Finnish Bone Society, 28th of April, 2022
[Program]
9:00-10:05 Session I
Chair: Antti Koskela
9:00
Opening words, Antti Koskela, Chair of FBS
9:05
Professor Takayoshi Nakano: “Bone matrix orientation and development of orthopedic devices based on it”
9:50
Vappu Nieminen-Pihala: “Transcription factors Ebf1 and Ebf2 in bone metabolism”, University of Turku, Finland
Coffee Break 10:05-10:2010:20-11:35 Session II
Chair: Terhi Heino
10:20
Professor Claes Ohlsson: “The role of gut microbiota for bone metabolism” (45 min)
11:05
Karoliina Kajander: “Bioactive glass S53P4 enhances the migration of pre-osteoblastic cells and modulates the cytokine expression of RAW 264.7 monocytes/macrophages”, University of Turku, Finland
11:20
Tuan Nguyen: "In vitro bone marrow niche for metastasis assay”, FinnadvanceLunch Break 11:35-12:30
12:30-13:30 Session III
Chair: Elina Kylmäoja
12:30
Professor Ali Mobasheri: “Linking obesity, hypoxia and fibrosis to osteoarthritis” (45 min)
13:15
Shuvashis Das Gupta: “The role of calcified cartilage in osteoarthritis: a compilation of in vitro studies with preclinical microscopic imaging methods”, University of Oulu, Finland
13:30 Closing Words13:30 Annual meeting of Finnish Bone Society (for FBS members only; in Finnish)
プログラムはこちら
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2022.4.24
【講演】中野先生が「超塑性加工ものづくり研究会 第100回記念大会」にて記念講演をしました。
中野先生が「超塑性加工ものづくり研究会 第100回記念大会」にて記念講演をしました。
<超塑性加工ものづくり研究会 第100回記念大会>
■2022年4月23日(土) 13:00~17:55(12:15より受付開始)
■会場;ANAクラウンプラザホテル大阪 平安北(4F)
■予定プログラム
1. 13:00~13:55 等方性/異方性材料の研究と東健司先生に教わった(学んだ)こと
大阪大学 大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻 教授 中野貴由先生2. 13:55~14:50 低温プラズマ窒化技術の基礎とそのものづくり技術への展開
表面機能デザイン研究所 所長 相澤龍彦先生3. 14:50~15:10 休憩 (珈琲ブレイク)
4. 15:10~16:05 いい材料の極意は?
京都大学 エネルギー科学研究科 教授 馬渕 守先生5. 16:05~17:00 材料強度の速度依存性研究を通じて教わったこと、伝えていきたいこと
神戸大学 未来医工学研究開発センター 教授 向井敏司先生6. 17:00~17:55 材料の伸びへのこだわり
大阪公立大学 大学院工学研究科物質・化学系専攻
教授 瀧川順庸先生17:55 終了
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2022.4.22
【Invited Review論文】JOMに金属積層造形による組織制御の招待解説論文がオープンアクセスとして掲載されました。
Koji Hagihara, Takayoshi Nakano*:
Control of Anisotropic Crystallographic Texture in Powder Bed Fusion Additive Manufacturing of Metals and Ceramics—A Review,
Journal of Metals (JOM), 74, (2022), 1760–1773.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-021-04966-7レビュー論文はこちら
Abstract
Additive manufacturing (AM) enables the production of complex, net-shape geometries. Additionally, in AM of metal and ceramics, which has received less attention, the microstructure and texture of the product can be arbitrarily controlled by selecting appropriate process parameters, thereby enabling unprecedented superior properties. This paper discusses recent progress pertaining to texture evolution mechanisms and control methods, with an emphasis on selective laser melting. One of the unique characteristics of AM is that the texture can be varied as a function of position within the product by controlling the scan strategy. The transient behavior of the texture and the factor used to control it via the scan strategy are discussed. In addition, the texture evolution behavior of face- and body-centered cubic as well as noncubic materials is discussed. The importance of the crystallographic “multiplicity” of the preferential crystal growth direction is described to understand the evolution behavior of the texture in such materials. -
2022.4.21
【論文】抗バクテリア作用に関するCuと生体親和性アパタイトに関する研究がMaterials Transactionsに受理されました。
Qiang Li*, Shihong Song, Junjie Li, Jinshuai Yang, Ran Zhang, Mitsuo Niinomi*, Takayoshi Nakano:
Antibacterial properties and biocompatibility of hydroxyapatite coating doped with various Cu contents,
Materials Transactions, in press. -
2022.4.19
【ヒット数】中野研のHPのヒット数が340000件を突破しました。
中野研のHPのヒット数が340000件を突破しました。
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2022.4.8
【新B4配属】4年生が7名(朝倉君、足立君、田中君、二斗蒔田君、森さん、齊藤さん、堀尾君)配属され、新入生歓迎会を行いました!
B4が配属され、新入生歓迎会を実施しました。ユニークな学生が入ってくれて今年度の研究室生活も楽しくなりそうです。今年度はコロナに負けずたくさんのイベントが出来るといいですね!
※撮影時のみマスクを外しています
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2022.4.6
【新M1配属】中野研に中野研学部出身者の5名が配属されました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう!
中野研に中野研学部出身者の5名が配属されました。皆で楽しく充実した研究室を作っていきましょう!
新M1
大原 秀真 君
木澤 雄太 君
北上 真幸 君
丹羽 陽一朗 君
百歩 明 君
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2022.4.1
【公開】中野先生を研究代表者とするCREST(【ナノ力学領域】カスタム力学機能制御学の構築~階層化異方性骨組織に学ぶ~)のホームページを公開しました。
中野先生を研究代表者とする【ナノ力学】カスタム力学機能制御学~階層化異方性骨組織に学ぶ~(戦略的創造研究推進事業(CREST))のホームぺージを公開しました。
ホームページはこちら
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2022.4.1
【解説】骨密度以外の骨強度因子に関する骨代謝学会の対談解説が掲載されました。
伊豆弥生、上岡寛、斎藤充、中野貴由:
骨密度以外の骨強度因子、BONE SUMMIT、
骨・軟骨・筋科学Update、2022年春号 [第2号], (2022), pp. 22-33.解説はこちらから
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2022.3.31
【ご退職】中野研特任技術職員の藤谷渉さんがご退職されました。
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2022.3.28
【論文】Trans. Nonferrous Met. Soc. China(IF=2.917)に低弾性Ti-Nb-Fe-Zr合金に関する論文がOA論文として掲載されました
Qiang Li, Qi Huang, Jun-jie Li, Qian-feng He, Masaaki Nakai, Ke Zhang, Mitsuo Ninomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano:
Microstructure and mechanical properties of Ti-Nb-Fe-Zr alloys with high strength and low elastic modulus,
Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 32, (2022), 503-512.
DOI:https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65811-4論文はこちら
Abstract
Zr was added to Ti–Nb–Fe alloys to develop low elastic modulus and high strength β-Ti alloys for biomedical applications. Ingots of Ti–12Nb–2Fe–(2, 4, 6, 8, 10)Zr (at.%) were prepared by arc melting and then subjected to homogenization, cold rolling, and solution treatments. The phases and microstructures of the alloys were analyzed by optical microscopy, X-ray diffraction, and transmission electron microscopy. The mechanical properties were measured by tensile tests. The results indicate that Zr and Fe cause a remarkable solid-solution strengthening effect on the alloys; thus, all the alloys show yield and ultimate tensile strengths higher than 510 MPa and 730 MPa, respectively. Zr plays a weak role in the deformation mechanism. Further, twinning occurs in all the deformed alloys and is beneficial to both strength and plasticity. Ti–12Nb–2Fe–(8, 10)Zr alloys with metastable β phases show low elastic modulus, high tensile strength, and good plasticity and are suitable candidate materials for biomedical implants. -
2022.3.24
【卒業】2022年の卒業式が行われました。
本日、博士前期・後期課程修了式、学部卒業式が行われました。
D3 天野君、M2 山岡君、森田君、松本君、福島君、松坂君、B4 大原君、木澤君、木野君、北上君、西井君、丹羽君、百歩君ご卒業おめでとうございます。皆様、立派な学生生活を終えました。社会で益々ご活躍ください!集合写真
天野さん 集合写真
天野さんの博士学位授与 藤本専攻長とともに。
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2022.3.22
【受賞】中野先生が関わる大阪ベイエリア金属系新素材コンソーシアム「モノづくり人材の育成・再教育に資する実践的プログラム「金属・材料工学」」(関西経済連合会共催)が日本工学教育協会第26回工学教育賞「経済産業省産業技術環境局長賞」に内定しました。2022年9月7日に受賞予定です。
大阪ベイアリア金属系新素材コンソーシアム:日本工学教育協会第26回工学教育賞「経済産業省産業技術環境局長賞」
「モノづくり人材の育成・再教育に資する実践的プログラム「金属・材料工学」」(関西経済連合会共催)詳細はこちらから
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2022.3.22
【書籍】中野先生・松垣先生が分担執筆した固体表面キャラクタリゼーション(講談社サイエンティフィク)が発売されました。
(分担執筆)中野貴由・松垣あいら:
「16.14 骨微細構造と人工骨」、固体表面キャラクタリゼーション 機能性材料・ナノマテリアルのためのスペクトロスコピー(編集:山下弘巳/吉田寿雄/田中庸裕)
A5ページ:304, ISBN:978-4-06-526126-2, 定価4,180円(税込) -
2022.3.21
【論文】MDPIのMaterials(IF-3.623)にZr-Nb系に見られる格子変調に難する論文がOA掲載されました。
Mitsuharu Todai, Keisuke Fukunaga, Takayoshi Nakano*:
Athermal ω phase and lattice modulation in binary Zr-Nb biomedical alloys,
Materials, 15, (2022), 2318; 1-13.
DOI:https://doi.org/10.3390/ma15062318論文はこちらから
Abstract
To further explore the potential of Zr-based alloys as a biomaterial that will not interfere with magnetic resonance imaging (MRI), the microstructural characteristics of Zr-xat.% Nb alloys (10 ≤ x ≤ 18), particularly the athermal ω phase and lattice modulation, were investigated by conducting electrical resistivity and magnetic susceptibility measurements and transmission electron microscopy observations. The 10 Nb alloy and 12 Nb alloys had a positive temperature coefficient of electrical resistivity. The athermal ω phase existed in 10 Nb and 12 Nb alloys at room temperature. Alternatively, the 14 Nb and 18 Nb alloys had an anomalous negative temperature coefficient of the resistivity. The selected area diffraction pattern of the 14 Nb alloy revealed the co-occurrence of ω phase diffraction and diffuse satellites. These diffuse satellites were represented by gβ + q when the zone axis was [001] or [113], but not [110]. These results imply that these diffuse satellites appeared because the transverse waves consistent with the propagation and displacement vectors were q = <ζ 0>* for the ζ~1/2 and <110> directions. It is possible that the resistivity anomaly was caused by the formation of the athermal ω phase and transverse wave. Moreover, control of the athermal ω-phase transformation and occurrence of lattice modulation led to reduced magnetic susceptibility, superior deformation properties, and a low Young’s modulus in the Zr-Nb alloys. Thus, Zr-Nb alloys are promising MRI-compatible metallic biomaterials.Keywords
magnetic resonance imaging (MRI); transmission electron microscopy (TEM); phase transition; electrical resistivity; metallic biomaterials -
2022.3.19
【行事】毎年恒例の中野研の追いコンが開催されました。
中野研恒例の追いコンを実施しました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、オンラインと対面のハイブリッド形式で盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しておりますし、気軽に立ち寄ってもらえたらと思います。
福島くん、松坂くん、松本くん、森田くん、山岡くん、木野くん、
本当にお疲れ様でした。(写真撮影の瞬間だけマスクを外しました)
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2022.3.18
【新聞】本日の日刊工業新聞の「週末は別人」シリーズに中野先生が登場しました。
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2022.3.16
【論文】Journal of Materials Engineering and Performance(IF=1.865)に新たなβ型Ti-Nb-Cr合金の設計と特性に関する研究が掲載されました。
Qiang Li, Fei Li, Junjie Li, Zhi Gao, Ke Zhang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Microstructure, mechanical properties, and cytotoxicity of β-Type Ti-Nb-Cr alloys designed by electron parameter,
Journal of Materials Engineering and performance (JMEPEG), (2022), on line.
DOI:https://doi.org/10.1007/s11665-022-06586-x論文はこちらから
Abstract
A series of b-type Ti-(24-2x)Nb-xCr (at%) (x=0, 1, 2, 3, 4, 5) alloys were designed by using Cr to replace Nb with a fixing average valence electron number (valence electron/atom ratio, e/a ratio) of 4.24. The alloys were prepared by arc melting and then subjected to homogenization, cold rolling and solution treatment. The phases and microstructures were analyzed by x-ray diffraction and optical microscopy. The mechanical properties were measured by tensile tests. The cytotoxicity was evaluated by detecting the proliferation of MC3T3-E1 cells after several days’ culture. With the increase of Cr content, the b stability of the studied Ti-Nb-Cr alloys is gradually increased. Stress-induced martensite transformation is found in Ti-24Nb and Ti122Nb-1Cr and suppressed by more Cr addition. Nonlinear deformation and twinning appear in all the alloys indicating that the b phases are all metastable. The 0.2 proof stress increases with increase of Cr owing the enhanced b stability and solid solution strengthening effect due to Cr addition. Obvious dynamic reinforcement during deformation is found in Ti-22Nb-1Cr leading to higher tensile strength than those of Ti-24Nb and Ti-20Nb-2Cr. The tensile strength continuous increases with Cr content increasing from 2 to 5 . Cytotoxicity is not found in Ti-24Nb and Ti-16Nb-4Cr by observing the growth of mice pre-osteoblast line MC3T3-E1. Ti-16Nb-4Cr shows good comprehensive mechanical properties and non-cytotoxicity, and is a potential candidate for biomaterials. -
2022.3.15
【受賞】令和4年3月15日にM2の松坂匡晃君が大阪大学工業会賞を受賞しました。
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2022.3.15
【学会】中野研メンバーが日本金属学会2022年春期講演(第170回)大会(オンライン開催)に参加します。
基調講演
〇小泉 雄一郎、奥川 将行、石本 卓也、中野 貴由:
粉末床溶融結合型金属 Additive Manufacturing における結晶組織形成のデジタルツイン科学公募シンポジウム
〇松垣 あいら、松本 峻、中野 貴由:
骨異方性誘導のための免疫応答評価とその機序解明〇丹羽 陽一朗、松垣 あいら、石本 卓也、中野 貴由:
生体吸収性骨補填材の生体内動態評価とその機序一般講演
〇石本 卓也、高瀬 文、中野 貴由:
β型Ti-15Mo-5Zr-3Al金属AM造形体における残留応力〇小笹 良輔、森口 敦、森石 武史、小守 壽文、石本 卓也、松垣 あいら、中野 貴由:
骨コラーゲン/アパタイト配向性のオステオカルシン濃度依存性〇Ozkan Gokcekaya、石本 卓也 、恵久春 佑寿夫、小笹 良輔 、松垣 あいら、成島 尚之、中野 貴由:
The role of crystallographic texture on grain boundary characteristic distribution for defect prevention in metal additive manufacturing〇恵久春 佑寿夫、Ozkan Gokcekaya、Takuya Ishimoto、Takayoshi Nakano:
レーザー粉末床溶融法で製造されたScalmalloyの微細構造と機械的特性に及ぼすスキャニンストラテジーの影響〇松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由:
オステオサイトの応力感受を起点とした細胞・骨基質配向化機序の解明〇三浦 涼靖、石本 卓也、松垣 あいら、中野 貴由:
骨折治癒過程における骨配向性の変化〇西川 侑希、石本 卓也、永瀬 丈嗣、中野 貴由:
金属AMによる生体用ハイエントロピー合金の強制固溶体化に基づく高機能化〇真鍋 光喜、石本 卓也、佐藤 和久、恵久春 佑寿夫、森貞 好昭、藤井 英俊、中野 貴由:
LPBF法により作製したAl合金板材の摩擦攪拌接合部の組織と力学特性〇大原 秀真、松坂 匡晃、松垣 あいら、石本 卓也、中野 貴由:
耳小骨アパタイト配向性による聴覚機能の制御〇木澤 雄太、石本 卓也、小笹 良輔、萩原 幸司、中野 貴由:
超高温用遷移金属シリサイドのレーザ積層造形による高密度化〇奥川 将行、中村 弘和、中野 貴由:
粉末床溶融結合法(PBF)における粉末レーキプロセスのデジタルツイン解析〇西川 邦駿、趙 研、安田 弘行、竹山 雅夫、中野 貴由:
電子ビーム粉末床溶融結合法により作製した β 相含有 TiAl合金における β/γ セル状組織の形態制御による力学特性向上ポスター発表
〇グプタ ムリドゥル、小笹 良輔、石本 卓也、久世 哲嗣、柳谷 彰彦、上田 正人、野村 直之、中野 貴由
レーザ粉末床溶融結合による銅合金の創製と電気抵抗率変化〇田中 幸樹、趙 研、安田 弘之、竹山 雅夫、中野 貴由:
電子ビーム粉末床溶融結合法で作製した β 相含有 TiAl 合金の微細組織と疲労特性の関係 -
2022.3.15
【論文】MDPIのMaterials(IF-3.623)にZr-Nb系に見られる格子変調に難する論文が受理され、OAで掲載される予定です。
Mitsuharu Todai, Keisuke Fukunaga, Takayoshi Nakano*:
Athermal ω phase and lattice modulation in binary Zr-Nb biomedical alloys,
Materials, (2022), in press. -
2022.3.15
【学会】本日より日本金属学会2022年春期(第170回)講演大会講演が始まり、会長の中野先生が開会の辞を述べました。
本日より日本金属学会2022年春期(第170回)講演大会講演が始まり、会長の中野先生が開会の辞を述べました。
一般講演・各種シンポジウム・共同セッションは3月15日(火)~17日(木)、ポスターセッション・高校生ポスターセッションは3月22日(火)にオンラインで開催されます。

中野先生によるオンラインでの開会の辞の様子
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2022.2.22
【論文】高強度・低延性を兼ね備えたTi合金に関する研究がTransactions of Nonferrous Metals Society of China(IF=2.917)に受理されました。
Qiang Li, Qi Huang, Jun-jie Li, Qian-feng He, Masaaki Nakai, Ke Zhang, Mitsuo Ninomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano:
Microstructure and mechanical properties of Ti-Nb-Fe-Zr alloys with high strength and low elastic modulus,
Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 32, (2022), in press. -
2022.2.18
【新聞】日刊工業新聞朝刊第二部に中野先生がセンター長を務める金属AMセンターの記事が掲載されました。
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2022.2.16
【卒論】卒業論文発表会が行われました。
中野研の7名(大原秀真君・木澤雄太君・北上真幸君・木野伸太郎君・西井隆敏君・丹羽陽一朗君・百歩明君)が卒業論文の発表をしました。コロナ禍で厳しい状況の中、臨機応変に研究を続けてきましたが、皆さん素晴らしい発表と質疑応答をしました。発表会もまん延防止等重点措置が実施されている中での開催でしたが、コロナ感染対策を行った中でのface to faceでの発表会でした。B4の皆さん、お疲れ様でした。(写真撮影の瞬間のみマスクを外しました。)
(卒論発表後の会場付近にて)
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2022.2.10
【論文】316ステンレス鋼への窒化による表面処理に関する研究が"Metals (IF=2.351)"にOA論文として掲載されました。
Ozkan Gokcekaya*, Celaletdin Ergun*, Turgut Gulmez, Takayoshi Nakano and Safak Yilmaz,
Structural characterization of ion nitrided 316L austenitic stainless steel: Influence of treatment temperature and time
Metals, 12(2), (2022), 306; 1-11.
DOI : https://doi.org/10.3390/met12020306論文はこちらから
Abstract
The ion nitriding behavior of AISI 316L austenite stainless steel was investigated at different nitriding times (2 h, 4 h, and 9 h) and temperatures (450 °C, 500 °C, and 550 °C). The structural characterization has been assessed by several considerations which can be listed: (i) the evaluation of phase distribution through Rietveld analysis of X-ray diffraction patterns and accompanying peak fitting process, (ii) hardness profile and related nitride layer thickness by microhardness and microscopic measurements, and (iii) displacement measurements to assess the residual stress accumulation. The diffusion of nitrogen atomic species into the sample surface caused a transformation of the γ phase matrix into an expanded austenite (γN) phase, which is recognized with its high hardness and wear resistance. Furthermore, depending on the nitriding condition, chromium nitride (Cr1-2N) and iron nitride (ε-Fe2-3N and γ′-Fe4N) phases were detected, which can be detrimental to the corrosion resistance of the 316L austenite stainless steel. The γN phase was observed in all nitriding conditions, resulting in a significant increase in the surface hardness. However, decomposition of the γN phase with an increase in nitriding temperature eventually altered the surface hardness distribution in the nitriding layer. Considering the phase-type and distribution with the consequent hardness characteristics in the nitride layer, to our best knowledge, this is the first report in which an ion-nitriding temperature of 500 °C (higher than 450 °C) and time of 9 h can be proposed as ideal processing parameters leading to optimal phase composition and hardness distribution for 316L austenite stainless steels particularly for the applications requiring a combination of both wear and corrosion resistance.
Keywords: 316L stainless steel; ion nitriding; phase composition; nitride layer; surface hardness -
2022.2.9
【就任】中野先生がVirtual and Physical Prototyping (VPP)(IF-8.092)(Taylor & Francis)のeditorial board memberになりました。
中野先生がVirtual and Physical Prototyping (VPP)(IF-8.092)(Taylor & Francis)のeditorial board memberになりました。
HPはこちら
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2022.2.9
【修論】修士論文発表会が行われました。
中野研の5名(福島涼君・松坂匡晃君・松本峻君・森田尚昂君・山岡祐介君)が修士論文の発表をしました。コロナ禍で厳しい状況の中、臨機応変に研究を続け、全員が素晴らしい講演と質疑応答をし、有終の美を飾りました。発表会もまん延防止等重点措置が実施されている中での開催でしたが、コロナ感染対策を行った中でのface to faceでの発表会でした。M2の皆さん、お疲れ様でした。(写真撮影の瞬間のみマスクを外しました。)
(修論発表後で晴々しい笑顔です)
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2022.2.7
【論文】316ステンレス鋼への窒化による表面処理に関する研究が"Metals (IF=2.351)"に受理され、OA論文として掲載されます。
Ozkan Gokcekaya*, Celaletdin Ergun*, Turgut Gulmez, Takayoshi Nakano and Safak Yilmaz,
Structural characterization of ion nitrided 316L austenitic stainless steel: Influence of treatment temperature and time
Metals, (2022), in press. -
2022.2.2
【論文】新規低弾性Ti-Nb-Fe-Sn合金の組織、力学特性、生体親和性に関する論文がJournal of Materials Science(IF=4.220)に受理されました。
Qiang Li*, Tengfei Liu, Junjie Li, Chao Cheng, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano:
Microstructure, Mechanical Properties, and Cytotoxicity of Low Young’s Modulus Ti–Nb–Fe–Sn Alloys,
Journal of Materials Sci, (2022), in press. -
2022.2.2
【修論】修士論文を皆完成させ提出しました。笑顔です。後は立派な発表を期待です。
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2022.2.1
【論文】本学歯学研究科林美加子教授との共同研究によるZn添加による象牙質のクラック抑制に関する研究がMaterials & Design(IF=7.991)にOA論文として掲載されました。
Katsuaki Naito, Yasutaka Kuwahara, Hiroko Yamamoto, Yasuhiro Matsuda, Katsushi Okuyama, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita, Mikako Hayashi*:
Improvement of acid resistance of Zn-doped dentin by newly generated chemical bonds,
Materials & Design, 215, (2022), 110412; 1-11.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110412論文はこちらから
AbstractDental caries, the world’s most prevalent infectious disease, is caused by the diffusion of hydroxyl ions into tooth structures. To prevent dental caries, the application of fluoride (F) and zinc (Zn) ions to teeth surfaces are potential effective measures. In this study, The ionic influence, especially the chemical bond of F and Zn, on the acid resistance of dentin were investigated by particle induced X-ray / gamma-ray emission, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy. The results showed Zn was distributed in the limited surface layer of dentin without altering its crystal structure. From the Zn K edge extended X-ray absorption fine structure, Zn incorporated into dentin was surrounded by oxygen and demonstrated four-fold coordination. The bond length and chemical state of Zn–O in Zn doped dentin suggested newly generated Zn–O covalent bond, which may improve acid resistance of dentin. This study showed that the atomic and molecular structures, such as the molecular distances and chemical state, influenced acid resistance of teeth, emphasizing the validity of chemical state analysis for understanding properties in biomaterials.
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2022.1.28
【論文】関西女子短期大学 山本教授との共同研究の、bmp-2遺伝子導入が骨形成と骨質に与える影響に関する研究がMaterialsにOA論文として掲載されました。
Mariko Yamamoto Kawai, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromitsu Yamamoto, Hiroki Maruyama, Kazuhisa Bessho, Kiyoshi Ohura:
Periodontal tissue as a biomaterial for hard-tissue regeneration following Bmps gene transfer,
Materials, 15, (2022), 993;1-10.
https://doi.org/10.3390/ma15030993論文はこちらから
Abstract
The application of periodontal tissue in regenerative medicine has gained increasing interest since it has a high potential to induce hard-tissue regeneration, and is easy to handle and graft to other areas of the oral cavity or tissues. Additionally, bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) has a high potential to induce the differentiation of mesenchymal stem cells into osteogenic cells. We previously developed a system for a gene transfer to the periodontal tissues in animal models. In this study, we aimed to reveal the potential and efficiency of periodontal tissue as a biomaterial for hard-tissue regeneration following a bmp-2 gene transfer. A non-viral expression vector carrying bmp-2 was injected into the palate of the periodontal tissues of Wistar rats, followed by electroporation. The periodontal tissues were analyzed through bone morphometric analyses, including mineral apposition rate (MAR) determination and collagen micro-arrangement, which is a bone quality parameter, before and after a gene transfer. The MAR was significantly higher 3–6 d after the gene transfer than that before the gene transfer. Collagen orientation was normally maintained even after the bmp-2 gene transfer, suggesting that the bmp-2 gene transfer has no adverse effects on bone quality. Our results suggest that periodontal tissue electroporated with bmp-2 could be a novel biomaterial candidate for hard-tissue regeneration therapy.
Keywords: periodontal tissue; BMP; gene therapy; collagen micro-arrangement; bone quality -
2022.1.28
【論文】歯学研究科林先生との共同研究のZn添加による象牙質のクラック抑制に関する研究がMaterials & Designに受理されました。
Katsuaki Naito, Yasutaka Kuwahara, Hiroko Yamamoto, Yasuhiro Matsuda, Katsushi Okuyama, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita, Mikako Hayashi*:
Improvement of acid resistance of Zn-doped dentin by newly generated chemical bonds,
Materials & Design, (2022), in press. -
2022.1.28
【解説・論文】"軽金属"特集号にAMに関する解説と論文が受理されました。
【解説】小笹良輔,松垣あいら,石本卓也,中野貴由:
レーザ粉末床溶融結合法による急冷を用いたTi含有BioHEAの強制固溶体化,
軽金属,72 [5 or 6],(2022), in press.【論文】趙 研,森田尚秀,松岡弘剛,安田弘行,當代光陽,上田実,竹山雅夫,中野貴由:
電子ビーム粉末床溶融結合法で作製したγ-TiAl合金の特異バンド状組織に及ぼす投入エネルギー密度の影響,
軽金属,72 [5 or 6],(2022), in press. -
2022.1.28
【講演】中野先生が日本鉄鋼協会 数理モデリングフォーラム2021年度第2回研究会、日本塑性加工学会プロセッシング計算力学分科会第70回セミナーにて招待講演を行いました。
中野貴由:金属積層造形法における形状・組織制御による異方性付与, 2022年1月28日(金)13:35~14:15、WEB
日本鉄鋼協会 数理モデリングフォーラム 2021年度第2回研究会
日本塑性加工学会 プロセッシング計算力学分科会 第70回セミナー
「金属積層造形における材料特性、組織制御」
2022年1月28日(金)13:35~14:151.日時
2022年1月28日(金)13:30~16:15
2.方式
Web会議システムを用いたオンライン開催
3.主催
(一社)日本鉄鋼協会 創形基礎フォーラム数理モデリング
4.共催
(一社)日本塑性加工学会 プロセッシング計算力学分科会
5.プログラム
司会 湯川伸樹(名古屋大学)プログラム
13:30~13:35 開会あいさつ
数理モデリングフォーラム座長 湯川 伸樹(名古屋大学)
13:35~14:15 金属積層造形法における形状・組織制御による異方性付与
中野貴由(大阪大学)
14:15~14:55 電子ビーム積層造形における造形品質・組織形成と粉末特性の関係
千葉晶彦(東北大学)
14:55~15:05 休憩
15:05~15:45 金属積層造形体のミクロ組織と機械的特性の予測
下野祐典(伊藤忠テクノソリューションズ(株))
15:45~16:15 総合討論 -
2022.1.26
【新聞】日刊工業新聞に記事が掲載されました。
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2022.1.20
【論文】関西女子短期大学 山本先生との共同研究の、bmp-2遺伝子導入が骨形成と骨質に与える影響に関する研究がMaterialsに受理されました。OA論文として掲載される予定です。
Mariko Yamamoto Kawai, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromitsu Yamamoto, Hiroki Maruyama, Kazuhisa Bessho, Kiyoshi Ohura:
Periodontal tissue as a biomaterial for hard-tissue regeneration following Bmps gene transfer,
Materials, (2022), in press. -
2022.1.18
【講演】中野先生がスマート・アディティブ・マニュファクチャリング・セミナーで講演しました。
中野先生がスマート・アディティブ・マニュファクチャリング・セミナーで講演しました。
スマート・アディティブ・マニュファクチャリング・セミナー
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日時 2022年1月18日(火)13 : 30~16 : 40
場所 TKP新大阪ビジネスセンター 会議室3C主催 スマートプロセス学会 アディティブ・マニュファクチャリング部会
セミナープログラム
講義①時限目 13:30~15:00
セラミック造形における粒子分布の最適化と焼成組織の緻密化
桐原 聡秀 氏(大阪大学接合科学研究所)光造形プロセスで用いる、紫外線硬化性樹脂とセラミック微粒子の混合ペーストの組成最適化と、高密度の微粒分散により達成される緻密な組織形成について講義します。先端セラミック部材を応用した、持続可能な資源循環プロセスについても、最新の検討事例を紹介します。
休憩 15:00~15:10
講義②時限目 15:10~16:40
金属積層造形による組織制御と高機能化
中野 貴由 氏(大阪大学工学研究科)金属積層造形法のうち粉末床溶融結合(PBF)法の基礎原理と原子レベルでの組織制御による造形物の高機能化手法について講義します。金属造形法は医療分野、輸送機器分野へ強く貢献する可能性を持ち、デジタルツイン技術を駆使することでデジタル社会での先端モノづくり技術となりえます。
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2022.1.8
【出版】中野先生が編集者のひとりである 『デジタル化時代のAdditive Manufacturingの基礎と応用』(スマートプロセス学会監修)が出版されました。 AM最先端研究が詰まった一冊です。
中野先生が編集者のひとりである
『デジタル化時代のAdditive Manufacturingの基礎と応用』(スマートプロセス学会監修)が出版されます。
AM最先端研究が詰まった一冊です。
詳細はこちらから
下記より申し込みを受け付け中です。
http://smartprocess.or.jp/SpeeverForm/sps-mste/form/JRzvm -
2022.1.7
【新聞】日刊工業新聞に中野先生に関するコラムが掲載されました。 中野先生のプライベートでの出来事が、日刊工業新聞のコラムに掲載されています。
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2022.1.6
【論文】東京慈恵医大斎藤充教授、中外製薬との共同研究の「イバンドロネートとエルデカルシドールの複合投与が骨粗しょう症による骨量減少と骨質指標としてのコラーゲン/アパタイト配向性の低下を抑制することを証明した論文」がBone誌(IF=4.4)にOA論文として掲載されました。
Ryosuke Ozasa, Mitsuru Saito, Takuya Ishimoto, Aira Matsugaki, Yoshihiro Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
Combination treatment with ibandronate and eldecalcitol prevents osteoporotic bone loss and deterioration of bone quality characterized by nano-arrangement of the collagen/apatite in an ovariectomized aged rat model,
Bone, (2022),
https://doi.org/10.1016/j.bone.2021.116309.論文はこちらから
Abstract
Combination therapy with bisphosphonates and vitamin D3 analogs has been frequently used for the treatment of osteoporosis. However, its effects on bone anisotropies, such as orientations of collagen and apatite at the nanometer-scale, which is a promising bone quality index, and its trabecular architecture at the micrometer scale, are not well understood despite its important mechanical properties and its role in fracture risk. In the present study, we analyzed the effects of ibandronate (IBN), eldecalcitol (ELD), and their combination on the collagen/apatite orientation and trabecular architectural anisotropy using an estrogen-deficiency-induced osteoporotic rat model. Estrogen deficiency caused by ovariectomy (OVX) excessively increased the degree of collagen/apatite orientation or trabecular architectural anisotropy along the craniocaudal axis in the lumbar vertebra compared to that of the sham-operated group. The craniocaudal axis corresponds to the direction of principal stress in the spine. The excessive material anisotropy in the craniocaudal axis contributed to the enhanced Young’s modulus, which may compensate for the reduced mechanical resistance by bone loss to some extent. The solo administration of IBN and ELD prevented the reduction of bone fraction (BV/TV) determined by μ-CT, and combination therapy showed the highest efficacy in BV/TV gain. Furthermore, the solo administration and combination treatment significantly decreased the degree of collagen/apatite orientation to the sham level. Based on the results of bone mass and collagen/apatite orientation, combination treatment is an effective strategy. This is the first report to demonstrate the efficacy of IBN, ELD, and combination treatment with IBN and ELD relative to the bone micro-architectural anisotropy characterized by collagen/apatite orientation. -
2022.1.6
【論文】東京慈恵医大斎藤先生、中外製薬との共同研究の、イバンドロネートが骨粗しょう症ラットのアパタイト配向性とヤング率を正常化することを示した論文がCalcified Tissue International(IF=4.333)に受理され、OA論文として掲載されました。
Takuya Ishimoto, Mitsuru Saito, Ryosuke Ozasa, Yoshihiro Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
Ibandronate suppresses changes in apatite orientation and Young's modulus caused by estrogen deficiency in rat vertebrae,
Calcified Tissue International, (2021),
https://doi.org/10.1007/s00223-021-00940-2.論文はこちらから
Abstract
Bone material quality is important for evaluating the mechanical integrity of diseased and/or medically treated bones. However, compared to the knowledge accumulated regarding changes in bone mass, our understanding of the quality of bone material is lacking. In this study, we clarified the changes in bone material quality mainly characterized by the preferential orientation of the apatite c-axis associated with estrogen deficiency-induced osteoporosis, and their prevention using ibandronate (IBN), a nitrogen-containing bisphosphonate. IBN effectively prevented bone loss and degradation of whole bone strength in a dose-dependent manner. The estrogen-deficient condition abnormally increased the degree of apatite orientation along the craniocaudal axis in which principal stress is applied; IBN at higher doses played a role in maintaining the normal orientation of apatite but not at lower doses. The bone size-independent Young's modulus along the craniocaudal axis of the anterior cortical shell of the vertebra showed a significant and positive correlation with apatite orientation; therefore, the craniocaudal Young’s modulus abnormally increased under estrogen-deficient conditions, despite a significant decrease in volumetric bone mineral density. However, the abnormal increase in craniocaudal Young's modulus did not compensate for the degradation of whole bone mechanical properties due to the bone loss. In conclusion, it was clarified that changes in the material quality, which are hidden in bone mass evaluation, occur with estrogen deficiency-induced osteoporosis and IBN treatment. Here, IBN was shown to be a beneficial drug that suppresses abnormal changes in bone mechanical integrity caused by estrogen deficiency at both the whole bone and material levels.
https://doi.org/10.1007/s00223-021-00940-2 -
2022.1.3
【挨拶】中野先生の日本金属学会会長としての「年頭のご挨拶」がまてりあに掲載されました。
中野貴由:
年頭のご挨拶—with/post コロナ時代に持続的に発展する学会として—、まてりあ,61 [1], (2022), pp. 1. -
2022.1.1
【新年】謹賀新年。旧年中に引き続き、今年も中野研一同、ご指導・ご支援のほどよろしくお願い申し上げます。中野研一同
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2021.6.25
Materials Transactions誌にCuを利用したTi合金の抗菌効果に関する論文が掲載されました。
Qiang Li, Jinshuai Yang, Junjie Li, Ran Zhang, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Antibacterial Cu-doped calcium phosphate coating on pure titanium,
Materials Transactions, 62 [7], (2021), 1052-1055.
http://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2021005論文はこちらから
Abstract
Cu-doped amorphous calcium phosphate (ACP) coatings were fabricated on the surface of pure titanium (Ti) by electrochemical deposition at initial electrolyte temperatures of 35, 45, and 55 °C. The antibacterial activities of the coatings were then evaluated by the plate counting method using Escherichia coli as the indicator. The Cu concentrations on the surfaces of samples are increased from 6.90 to 15.05 mass% as initial electrolyte temperature is increased from 35 to 55 °C. The Cu-doped ACP coatings show that they can fully inhibit the growth of E. coli. -
2021.6.25
東北大成島研との共同研究のCO-Cr-W-Ni系ステント用合金のMn添加による特性向上に関する研究がMetallurgical and Materials Transactions Aに受理され、オープンアクセスとして掲載される予定です。
Soh Yanagihara, Kosuke Ueki, Kyosuke Ueda , Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima,
Development of low-yield stress Co-Cr-W-Ni alloy by adding 6mass% Mn for balloon-expandable stents,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2021), in press. -
2021.6.24
M2の福島涼君が、第41回日本骨形態計測学会 若手研究者賞に内定しました。表彰式は第41回日本骨形態計測学会の会期中(7月1日~7月3日)の7月3日(土)13:00~13:30に行われます。
福島涼(共同研究者:石本卓也、松垣あいら、中野貴由):
骨微細構造と力学機能に対するマグネシウムの重要性、
第41回日本骨形態計測学会若手研究者賞、日本骨形態計測学会、2021年7月3日 -
2021.6.24
日本経済新聞(中国地方経済面)に中野研が開発に深く関わった骨配向化誘導を可能とする脊椎ケージ(帝人ナカシマメディカルから製造・販売)に関する記事が掲載されました。日経電子版にも掲載されています。
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2021.6.22
Scripta Materialiaにシリサイドをモデルにした金属3Dプリンティング(LBPBF)での結晶対称性による結晶配向性に関する研究が受理され、オープンアクセス論文として掲載される予定です。
Koji Hagihara#, Takuya Ishimoto#, Masahiro Suzuki, Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki, Pan Wang, Takayoshi Nakano*
Factor which governs the feature of texture developed during additive manufacturing; clarified from the study on hexagonal C40-NbSi2
Scripta Materialia, (2021), in press. -
2021.6.21
日本チタン学会と日本チタン協会共催の教育講演に関する記事が、日刊産業新聞に掲載されました。
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2021.6.10
中野研の金属3Dプリンティングに関する解説が、「BIO Clinica」の7月号に出版されました。
小笹良輔、石本卓也、松垣あいら、中野貴由:
DX時代の金属3Dプリンティングによるカスタムメイド骨インプラント、
BIO Clinica、7月号, 36 [7], (2021), PP674-680 (PP66-72). -
2021.6.10
電子ビーム金属3Dプリンティングにより造形されたβ相を含むγ-TiAl金属間化合物に関する特異な組織と力学研究に関する研究が、Additive Manufacturing誌にオープンアクセスで掲載されました。
Ken Cho, Hajime Kawabata, Tatsuhiro Hayashi, Hiroyuki Y. Yasuda*, Hirotoyo Nakashima, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Peculiar microstructural evolution and tensile properties of β-containing γ-TiAl alloys fabricated by electron beam melting,
Additive Manufacturing, 46, (2021), 102091; 1-12.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102091論文はこちらから
ABSTRACT
The microstructure and tensile properties of β-containing Ti-44Al-4Cr alloy rods additively manufactured by electron beam melting (EBM) process were examined as a function of input energy density determined by the processing parameters. To the best of our knowledge, this is the first report to demonstrate that two types of fine microstructures have been obtained in the β-containing γ-TiAl alloys by varying the energy density during the EBM process. A uniform α2/β/γ mixed structure containing an α2/γ lamellar region and a β/γ dual-phase region is formed at high energy density conditions. On the other hand, a lower energy density leads to the formation of a peculiar layered microstructure perpendicular to the building direction, consisting of a ultrafine α2/γ lamellar grain layer and a α2/β/γ mixed structure layer. The difference in the microstructures originates from the difference in the solidification microstructure and the temperature distribution from the melt pool, which are dependent on the energy density. Furthermore, it was found that the strength of the alloys is closely related to the volume fractions of the β phase and the ultrafine α2/γ lamellar grains which originates from the massive α grains formed by rapid cooling under low energy density conditions. The alloys with high amounts of these peculiar microstructures exhibit high strength comparable to and higher than the conventional β-containing γ-TiAl at room temperature and 1023 K, respectively. -
2021.6.9
配向性コラーゲン足場材料によってヒトiPSC-骨芽細胞の配向性が接着班を通じて強く配向化される現象を報告した論文がInternational Journal of Molecular Sciences(IF=4.556)にオープンアクセスとして掲載されました。
Ryosuke Ozasa#, Aira Matsugaki#, Tadaaki Matsuzaka, Takuya Ishimoto, Yun Hui-suk, Takayoshi Nakano*:
Superior alignment of human iPSC-osteoblasts associated with focal adhesion formation stimulated by oriented collagen scaffold,
International Journal of Molecular Sciences, 22, (2021), 6232; 1-11.
https://doi.org/10.3390/ijms22126232
#These authors contributed equally to this work.
*Corresponding author論文はこちらから
Abstract:
Human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs) can be applied in patient-specific cell therapy to regenerate lost tissue or organ function. Anisotropic control of the structural organization in the newly generated bone matrix is pivotal for functional reconstruction during bone tissue regeneration. Recently, we revealed that hiPSC-derived osteoblasts (hiPSC-Obs) exhibit preferential alignment and organize in highly ordered bone matrices along a bone-mimetic collagen scaffold, indicating their critical role in regulating the unidirectional cellular arrangement, as well as the structural organization of regenerated bone tissue. However, it remains unclear how hiPSCs exhibit the cell properties required for oriented tissue construction. The present study aimed to characterize the properties of hiPSCs-Obs and those of their focal adhesions (FAs), which mediate the structural relationship between cells and the matrix. Our in vitro anisotropic cell culture system revealed the superior adhesion behavior of hiPSC-Obs, which exhibited accelerated cell proliferation and better cell alignment along the collagen axis compared to normal human osteoblasts. Notably, the oriented collagen scaffold stimulated FA formation along the scaffold collagen orientation. This is the first report of the superior cell adhesion behavior of hiPSC-Obs associated with the promotion of FA assembly along an anisotropic scaffold. These findings suggest a promising role for hiPSCs in enabling anisotropic bone microstructural regeneration. -
2021.6.9
日本金属学会秋賞の受賞が内定し、中野研からは3件の受賞となりました。
〇松垣あいら:第18回村上奨励賞、
(公社)日本金属学会、2021年9月14日〇永瀬丈嗣、當代光陽、中野貴由:第69回論文賞、
Development of Co-Cr-Mo-Fe-Mn-W and Co-Cr-Mo-Fe-Mn-W-Ag High-Entropy Alloys Based on Co-Cr-Mo Alloysに対して、
(公社)日本金属学会、2021年9月14日〇松垣あいら、中野貴由:第11回まてりあ賞、
「細胞および骨基質の配向化機序に基づく骨機能化誘導」に対して
(公社)日本金属学会、2021年9月14日 -
2021.6.8
日刊工業新聞の21面に、レーザ積層造形による生体用ハイエントロピー合金の強度・生体親和性向上に関する記事が掲載されました。文部科学省・科学研究費補助金「基盤研究(S)」の成果です。
「ハイエントロピー合金 高い強度・生体親和性 レーザー積層活用 阪大」
日刊工業新聞、2021年6月8日、21面(科学技術・大学)
レーザー積層造形法によって初めて実現される極めて高い冷却速度を活用した生体用ハイエントロピー(多元系)合金の強制固溶体形成と、それにともなう力学的・生物学的機能向上について紹介されています。電子版はこちら
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2021.6.8
Crystals誌(MDPI)にAgを添加した欠損アパタイトの抗菌性と骨芽細胞の接着性に関する論文がオープンアクセスとして掲載されました。
Ozkan Gokcekaya, Celaletdin Ergun*, Thomas J. Webster, Abdurrahman Bahadir, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
Effect of precursor deficiency induced Ca/P ratio on antibacterial and osteoblast adhesion properties of Ag-incorporated hydroxyapatite: Reducing Ag toxicity,
Materials, 14, (2021), 3158; 1-18.
https://doi.org/10.3390/ma14123158
*: Corresponding author論文はこちらから
Abstract: Ag-containing hydroxyapatite (HA) can reduce risks associated with bacterial infections which may eventually require additional surgical operations to retrieve a failed implant. The biological properties of HA in such applications are strongly affected by its composition in terms of dopants as well as Ca/P stoichiometry, which can be easily controlled by altering processing parameters, such as precursor concentrations. The objective of this in vitro study was to understand the effect of variations in HA precursor solutions on antibacterial properties against Escherichia coli (E. coli) and for promoting osteoblast (bone-forming cell) adhesion on Ag incorporated HA (AgHA) which has not yet been investigated. For this, two groups of AgHAs were synthesized via a precipitation method by adjusting precursor reactants with a stoichiometric value of 1.67, being either (Ca + Ag)/P (Ca-deficient) or Ca/(P + Ag) (P-deficient), and were characterized by XRD, FTIR, and SEM1EDS. Results showed that Ag+ incorporated into the Ca2+ sites was associated with a corresponding OH− vacancy. Additional incorporation of CO32− into PO43− sites occurred specifically for the P-deficient AgHAs. While antibacterial properties increased, osteoblast adhesion decreased with increasing Ag content for the Ca-deficient AgHAs, as anticipated. In contrast, significant antibacterial properties with good osteoblast behavior were observed on the P-deficient AgHAs even with a lower Ag content, owing to carbonated HA. Thus, this showed that by synthesizing AgHA using P-deficient precursors with carbonate substitution, one can keep the antibacterial properties of Ag in HA while reducing its toxic effect on osteoblasts.
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2021.6.7
配向性コラーゲン足場材料によってヒトiPSC-骨芽細胞の配向性が接着班を通じて強く配向化される現象を報告した論文がInternational Journal of Molecular Sciencesに受理され、オープンアクセスとして掲載予定です。
Ryosuke Ozasa#, Aira Matsugaki#, Tadaaki Matsuzaka, Takuya Ishimoto, Yun Hui-suk, Takayoshi Nakano*:
Superior alignment of human iPSC-osteoblasts associated with focal adhesion formation stimulated by oriented collagen scaffold,
International Journal of Molecular Sciences, (2021), in press.
#These authors contributed equally to this work.
*Corresponding author -
2021.6.7
中野研が事務局を務める日本チタン学会の教育講座に関する案内が日刊工業新聞朝刊に掲載されました。
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2021.6.4
中野先生が(一社)粉体粉末冶金協会研究功績賞を受賞しました。授賞式はオンラインで行われました。
中野貴由:
金属三次元積層造形をはじめとする粉体粉末冶金学を基軸にした異方性材料組織制御に関する研究開発、
(一社)粉体粉末冶金協会研究功績賞、2021年6月3日、(一社)粉体粉末冶金協会オンライン授賞式の様子
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2021.6.4
Crystals誌(MDPI)にAgを添加した欠損アパタイトの抗菌性と骨芽細胞の接着性に関する論文が受理され、オープンアクセスとして掲載予定です。
Ozkan Gokcekaya, Celaletdin Ergun*, Thomas J. Webster, Abdurrahman Bahadir, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
Effect of precursor deficiency induced Ca/P ratio on antibacterial and osteoblast adhesion properties of Ag-incorporated hydroxyapatite: Reducing Ag toxicity,
Materials, (2021), in press.
*: Corresponding author -
2021.6.1
「まてりあ(6月号)」に中野先生の公益社団法人 日本金属学会 第70代会長就任のご挨拶が掲載されました。2021年4月23日に就任し、任期は2年間です。
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2021.6.1
中野研が中心的に開発に携わった脊椎固定用デバイス「UNIOS(ユニオス)PLスペーサー」がPMDA承認(2021年4月9日)、保険収載(2021年6月1日)され、帝人ナカシマメディカル(株)より販売予定です。
◎開発した脊椎固定用デバイスについて(帝人(株)資料の一部抜粋)
(1)本デバイスは、椎体骨とのより良い癒合と早期の固定を得るため、椎体骨との接触面に3Dプリンタによる金属加工技術(三次元金属積層造形法)を用いた特殊な微細構造をデザインしているのが徴です。これにより、デバイスの表面および内部での骨形成と同時に骨配向化が誘導(*1)されるため、自家骨を粉砕してケージ内に充填するなどの処置を行わずに優れた骨癒合を得ることが期待できます。
(2)最大の特徴である微細構造は、大阪大学大学院工学研究科の中野貴由教授が提唱する「骨組織の配向性に着目した骨質評価指標(骨健全性指標)」(*2)に基づき、骨配向化の誘導を実現する三次元構造として設計されました。また、北海道医療センターの統括診療部長である伊東学先生による臨床学的知見に基づくアドバイスのもと、動物実験を含む非臨床試験による有効性評価データの蓄積やデザインの改良を積み重ね、「UNIOS PLスペーサー」の製品化に至りました。
(*1)健常な骨組織を構成するコラーゲンおよびハイドロキシアパタイトは、荷重などに対して力学的機能を最大限に発揮できるよう特定の方向に配列されている(骨組織の配向性)。この構造を誘導することで健常な骨の構造を再現し、力学的な機能を高めることが期待できる。
(*2)骨組織の配向性を評価することで骨組織の健全性の指標とする考え方。大阪大学の中野教授らが、骨密度評価と並ぶ骨質の評価手法の一つとして提唱している。
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2021.5.31
電子ビーム金属3Dプリンティングにより造形されたβ相を含むγ-TiAl金属間化合物に関する特異な組織と力学研究に関する研究が、Additive Manufacturing誌に受理され、オープンアクセスとして掲載される予定です。
Ken Cho, Hajime Kawabata, Tatsuhiro Hayashi, Hiroyuki Y. Yasuda*, Hirotoyo Nakashima, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano:
Peculiar microstructural evolution and tensile properties of β-containing γ-TiAl alloys fabricated by electron beam melting,
Additive Manufacturing, (2021), in press. -
2021.5.28
Additive Manufacturing誌(Elsevier)にステンレス鋼(SUS316L)の金属3Dプリンティングによる耐腐食性の向上は組織やそれに関連する粒界周囲の転位密度に影響を受けないことを示した論文がオープンアクセス論文として掲載されました。
Yusuke Tsutsumi*, Takuya Ishimoto, Tastuya Oishi, Tomoyo Manaka, Peng Chen, Maki Ashida, Kotaro Doi, Hideki Katayama, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Crystallographic texture- and grain boundary density-independent improvement of corrosion resistance in austenitic 316L stainless steel fabricated via laser powder bed fusion,
Additive manufacturing, (2021), 45, 102066; 1-9.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102066
*: Corresponding author論文はこちらから
Abstract
Improvement of corrosion resistance of austenitic 316 L stainless steel via laser powder bed fusion (LPBF) is currently a prominent research topic; however, the effects of crystallographic texture and the related grain boundary density on the corrosion resistance of LPBF-fabricated parts have not been elucidated. For biomedical applications, crystallographic texture control from a single crystalline-like to randomly oriented polycrystalline microstructure is highly attractive for optimizing the mechanical properties (particularly the Young’s modulus) of implants. An investigation of the impacts of crystallographic planes and grain boundaries exposed to the biological environment on corrosion behavior is necessary. 316 L stainless steels with different crystallographic textures and grain boundary densities were successfully fabricated via LPBF. The corrosion resistances of the LPBF-fabricated specimens were comprehensively assessed by anodic polarization, dissolution, and crevice corrosion repassivation tests. The LPBF-fabricated specimens showed extremely high pitting potentials in the physiological saline compared with the commercially available counterparts, and importantly, excellent pitting corrosion resistance was observed irrespective of the crystallographic planes and grain boundary density exposed. Moreover, the LPBF-fabricated specimens did not show metastable pitting corrosion even in an accelerated test using an acid solution. The repassivation behavior of the specimens was not affected by LPBF. Such a drastic improvement in the corrosion resistances of the LPBF-fabricated specimens might be attributed to suppression of inclusion coarsening owing to the rapid cooling rate during solidification in LPBF. By using LPBF, the desired crystallographic texture can be introduced based on the desired mechanical properties without concern for corrosiveness. -
2021.5.27
日本チタン学会と日本チタン協会共催の教育講演に関する告知記事が、日刊産業新聞に掲載されました。
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2021.5.23
阪大歯学研究科林美加子教授との共同研究の成果が、Dental Materials Journalにオープンアクセス論文として掲載されました。
Kyoko Yagi, Reo Uemura, Hiroko Yamamoto, Takuya Ishimoto, Katsuaki Naito, Shousaku Itoh, Yasuhiro Matsuda, Katsushi Okuyama, Takayoshi Nakano, Mikako Hayashi:
In-air micro-proton-induced X-ray/gamma-ray emission analysis of the acid resistance of root dentin after applying fluoride-containing materials incorporating calcium,
Dental Materials Journal, (2021), online.
https://doi.org/10.4012/dmj.2020-273Abstract
This study employed an in-air micro-proton-induced X-ray/gamma-ray emission system to assess the effectiveness of fluoride-containing materials (FCMs) incorporating calcium in preventing root caries. Dentin surfaces of human third molars were coated with one of three FCMs: fluoride-releasing glass-ionomer cement (F7) and experimental materials in which half (P1) or all (P2) of the strontium in F7 was replaced with calcium. Dentin without FCM coating served as the control. Specimens were immersed in saline at 37°C for 1 month, sectioned, and then demineralized. Calcium loss after demineralization was lower in the Ca-substituted groups than in the Ca-unsubstituted groups (p<0.05). Calcium loss was negatively correlated with fluoride uptake (p<0.01). In the F7, P1, and P2 groups, the retraction of the dentin surface was significantly suppressed as compared with the control group. FCMs incorporating calcium improved the acid resistance of root dentin and could help prevent root caries. -
2021.5.21
Additive Manufacturing誌(Elsevier)にステンレス鋼(SUS316L)の金属3Dプリンティングによる耐腐食性の向上は組織やそれに関連する粒界周囲の転位密度に影響を受けないことを示した論文が受理され、オープンアクセス論文として掲載される予定です。
Yusuke Tsutsumi*, Takuya Ishimoto, Tastuya Oishi, Tomoyo Manaka, Peng Chen, Maki Ashida, Kotaro Doi, Hideki Katayama, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Crystallographic texture- and grain boundary density-independent improvement of corrosion resistance in austenitic 316L stainless steel fabricated via laser powder bed fusion,
Additive manufacturing, (2021), in press.
*: Corresponding author -
2021.5.19
オステオサイトラクナの形状と配列が骨配向性を決定する要素であることを定量的に示した論文が、Calcified Tissue International誌にオープンアクセスとして掲載されました。岡山大上岡教授との共同研究です。
Takuya Ishimoto, Keita Kawahara, Aira Matsugaki, Hiroshi Kamioka, Takayoshi Nakano*:
Quantitative Evaluation of Osteocyte Morphology and Bone Anisotropic Extracellular Matrix in Rat Femur,
Calcified Tissue International, (2021), online.
https://doi.org/10.1007/s00223-021-00852-1Abstract
Osteocytes are believed to play a crucial role in mechanosensation and mechanotransduction which are important for maintenance of mechanical integrity of bone. Recent investigations have revealed that the preferential orientation of bone extracellular matrix (ECM) mainly composed of collagen fibers and apatite crystallites is one of the important determinants of bone mechanical integrity. However, the relationship between osteocytes and ECM orientation remains unclear. In this study, the association between ECM orientation and anisotropy in the osteocyte lacuno-canalicular system, which is thought to be optimized along with the mechanical stimuli, was investigated using male rat femur. The degree of ECM orientation along the femur longitudinal axis was significantly and positively correlated with the anisotropic features of the osteocyte lacunae and canaliculi. At the femur middiaphysis, there are the osteocytes with lacunae that highly aligned along the bone long axis (principal stress direction) and canaliculi that preferentially extended perpendicular to the bone long axis, and the highest degree of apatite c-axis orientation along the bone long axis was shown. Based on these data, we propose a model in which osteocytes can change their lacuno-canalicular architecture depending on the mechanical environment so that they can become more susceptible to mechanical stim -
2021.5.18
中野研HPが32万件ヒットしました!!
中野研HPが32万件ヒットしました!!
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2021.5.12
Journal of Materials and Performanceに論文が掲載されました。
Qiang Li*, Hao Sun, Junjie Li, Xufeng Yuan, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi*, Takayoshi Nakano:
Influence of Sintering Temperature on Mechanical Properties of Ti-Nb-Zr-Fe Alloys Prepared by Spark Plasma Sintering,
Journal of Materials and Performance, (2021), .
https://doi.org/10.1007/s11665-021-05804-2論文はこちらから
Abstract
Ti-15Nb-25Zr-(0, 4, 8)Fe (mol.%) alloys were prepared via spark plasma sintering (SPS) for 10 min at 800, 1000, and 1200 °C to study the effect of sintering temperatures and Fe content on the mechanical properties of alloys. The main phase of the alloys sintered at 800 °C is α phase. When the temperature is increased to 1000 and 1200 °C, the alloys are mainly β phase. Raising the sintering temperature can promote the diffusion of elements. Therefore, high strength and high plasticity are obtained in the alloys sintered at high temperature. The compressive strength of Ti-15Nb-25Zr sintered at 1200 °C is 1604 MPa, and the fracture strain is around 35%. The strength and plasticity are influenced by the complex effects of elemental diffusion, grain boundary and solid-solution strengthening. Adding Fe can improve the diffusion of elements, promote the formation of β grains and supply solid-solution strengthening effect. As the sintering temperature is increased, the compressive strength of Ti-15Nb-25Zr-4Fe shows an increasing trend and the plasticity is almost not changed. The Fe content is excessive in Ti-15Nb-25Zr-8Fe, which leads to some disadvantages including intermetallic compounds formation and grain boundary coarsening. The mechanical properties of Ti-15Nb-25Zr-8Fe are not always better than those of Ti-15Nb-25Zr-4Fe. The compressive strength of Ti-15Nb-25Zr-8Fe shows an increasing trend and the plasticity firstly increases and then decreases when the temperature is raised from 800 up to 1200 °C. Although the sintering time of SPS is short, Ti-15Nb-25Zr-(4, 8)Fe sintered at 1000 °C and Ti-15Nb-25Zr-(0, 4)Fe sintered at 1200 °C show good combination of strength and plasticity. -
2021.5.12
Additive Manufacturing誌に金属AMにより結晶学的方位関係が形成されるメカニズムと安定性、さらには単結晶の種付の可能性に関する研究がオープンアクセス論文として掲載されました。
Takuya Ishimotoǂ, Koji Hagiharaǂ, Kenta Hisamoto, Takayoshi Nakano*:
Stability of crystallographic texture in laser powder bed fusion: Understanding the competition of crystal growth using a single crystalline seed,
Additive Manufacturing, 43, (2021), 102004; 1-11.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102004
ǂ These authors contributed equally to this work.論文はこちらから
Abstract
In metal additive manufacturing, crystallographic orientation control is a promising method for tailoring the functions of metallic parts. However, despite its importance in the fabrication of texture-controlled functional parts, the stability of the crystallographic texture is not widely discussed. Herein, the crystallographic texture stability under laser powder bed fusion was investigated. Two methodologies were employed. One is that a laser scanning strategy was alternately changed for a specific number of layers. The other is a “seeding” experiment in which single-crystalline substrates with controlled crystallographic orientations in the building (z-) direction and the xy-plane (perpendicular to the building direction) were used as the starting substrate. The transient zone width, where the crystallographic orientation was inherited from the layer beneath, was analyzed to evaluate the texture stability. The crystallographic direction of the seed within the xy-plane, rather than the building direction, determined the transient zone width, i.e., the texture stability. In particular, the texture in the newly deposited portion was stable when the laser scanning direction matched the <100> orientation in the underneath layer, otherwise the crystal orientation switched rapidly, such that the <100> orientation was parallel to the scanning direction. Interestingly, the crystallographic orientation along the building direction in the underneath layer hardly impacted the stability of the texture. Therefore, for the first time, it has been clarified that the <100> orientation in the scanning direction, rather than the building direction, was preferentially stabilized, whereas the orientation in the other directions secondary stabilized. -
2021.5.8
AMで造形したβ型チタン合金の残留ひずみによる格子変形の発見に関する論文がScripta Materialiaにオープンアクセス論文として掲載されました。
Aya Takase*, Takuya Ishimoto, Ryoya Suganuma, Takayoshi Nakano*:
Lattice distortion in selective laser melting (SLM)-manufactured unstable β-type Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy analyzed by high-precision X-ray diffractometry,
Scripta Materialia, 201, (2021), 113953; 1-6.
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113953論文はこちらから
Abstract
A peculiar lattice distortion in a selective laser melting (SLM)-manufactured unstable β-type Ti-15Mo-5Zr-3Al was observed for the first time, through high-precision X-ray diffraction (XRD) analyses. After SLM, Ti-15Mo-5Zr-3Al exhibited a body-centered-tetragonal structure instead of a body-centered-cubic structure; the c-axis was 0.63% shorter than the a-axis. The XRD analyses also revealed tensile residual stresses of 210 ± 12 MPa at the specimen surface. A numerical simulation indicated rapid cooling during the SLM, which could have caused the residual stresses. A comparison of the partially stress-released SLM specimen and an electron beam melting-manufactured specimen with negligible residual stress suggested that the residual stress caused by the rapid cooling in SLM induced the lattice distortion. This finding is not consistent with the previous understanding that residual stress changes the lattice parameter without lattice distortion. This study provides new insight into lattice distortion generated by a combination of SLM-specific ultrarapid cooling and unstable phases. -
2021.5.5
聴覚骨芽細胞の発見と骨密度・アパタイト配向性を通じての機能化に関する慶応大医学部らとの共同研究論文が、Journal of Bone and Mineral Research(JBMR)にオープンアクセス論文として掲載されました。
Yukiko Kuroda, Katsuhiro Kawaai, Naoya Hatano, Yanlin Wu, Hidekazu Takano, Atsushi Momose, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Paul Roschger, Stéphane Blouin, Koichi Matsuo*:
Hypermineralization of hearing-related bones by a specific osteoblast subtype,
Journal of Bone and Mineral Research, (2021)
https://doi.org/10.1002/jbmr.4320論文はこちらから
Abstract
Auditory ossicles in the middle ear and bony labyrinth of the inner ear are highly mineralized in adult mammals. Cellular mechanisms underlying formation of dense bone during development are unknown. Here, we found that osteoblast‐like cells synthesizing highly mineralized hearing‐related bones produce both type I and type II collagens as the bone matrix, while conventional osteoblasts and chondrocytes primarily produce type I and type II collagens, respectively. Furthermore, these osteoblast‐like cells were not labeled in a “conventional osteoblast”‐specific green fluorescent protein (GFP) mouse line. Type II collagen‐producing osteoblast‐like cells were not chondrocytes as they express osteocalcin, localize along alizarin‐labeled osteoid, and form osteocyte lacunae and canaliculi, as do conventional osteoblasts. Auditory ossicles and the bony labyrinth exhibit not only higher bone matrix mineralization but a higher degree of apatite orientation than do long bones. Therefore, we conclude that these type II collagen‐producing hypermineralizing osteoblasts (termed here auditory osteoblasts) represent a new osteoblast subtype.
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2021.5.4
日刊工業新聞の一面のトップ記事として、SIP「マテリアル革命」での成果である金属積層造形法によるNi基超合金の組織制御と強化に関する記事が掲載されました。
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2021.4.30
Materials Transactions誌に金属AM中にガス雰囲気のスパッタリングへの効果に関する知見が受理され、オープンアクセスとして掲載されます。
Hiroki Amano, Yusuke, Yamaguchi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Reduction of spatter generation using atmospheric gas in laser powder bed fusion of Ti-6Al-4V,
Materials Transactions, (2021), in press. -
2021.4.27
「チタンの基礎・応用に関する教育講座」の開催のご案内(2021年6月18日Web開催・有料)」を行います。奮ってご参加ください。
チタンに興味のある研究者・技術者のみなさま
日本チタン学会*1)は2021年4月20日に設立され、日本チタン協会産学連携委員会との強固な連携の下で活動をスタートしました。
その活動の一環として、日本チタン学会・日本チタン協会産学連携委員会の共同主催として2021年度第1回WEB教育講演「チタンの基礎に関する教育講座」(有料)を開催いたします。
チタン研究者・技術者のみならず材料一般の教育的な内容や金属Additive Manufacturing(3Dプリンタ)の最先端技術を4名の講師の先生方によりわかりやすく解説します。
チタンならびにチタン合金に興味をお持ちの広く一般の皆様、さらには大学・企業の研究者・技術者の教育ならびに情報収集の手段として、ご活用いただけますと幸いです。
奮ってご参加の申し込みをお願い申し上げます。
*1【日本チタン学会の設立趣旨】日本チタン学会は、チタン及びその合金(以下チタン)に関する学理及び応用についての研究発表及び会員相互間の交流等を行うことにより、チタンの研究・開発と産学連携の促進を図り、我が国の学術の発展に寄与することを目的とする。設立当初は、日本チタン協会の産学連携委員会とともに、年に2度を目安に教育講演(基礎編・応用編)、チタン学会講演大会、などの各種行事を共同主催にて開催する。
★★★2021年度第1回WEB教育講演「チタンの基礎に関する教育講座」-----------------
日 時:2021年6月18日(金)13:00〜17:00
開催形式:Web形式(WebEx)
参加費:有料(一般(企業・大学・研究所など)10,000円/人, 学生:3.000円/人, 日本チタン協会に加入の企業としての団体参加:30.000円/企業(1回線, 人数制限なし))
※2021年6月を目途に申込者に支払い口座をお知らせします。
※振込手数料は各自でご負担ください。
参加方法:6月14日の週に申込者にURLをお知らせいたします。
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◆参加登録はこちら(Google フォーム)
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdvoOZahRx9SIU2-bL84IAR5lNowHClRO65Rq52SISRIEBmew/viewform
※申込期日は2021年5月31日(月)。ただし期日後も受付けます.
※団体参加の方は、代表者の情報を登録して下さい。
※Googleを使用できない方は、下記の情報を記入のうえtitan@mat.eng.osaka-u.ac.jpまでご連絡下さい。
------------------------参加登録フォーム(メール用)------------------------
参加者情報(一般(企業・大学・研究所など), 学生 or 日本チタン協会に加入の企業としての団体参加としての団体参加(1回線、人数制限なし))
お名前
所属
メールアドレス
電話番号
参加費の支払いについて(6月14日(月)までの支払い可能 or 不可能(公費支払い等))
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お問い合わせ先:
titan@mat.eng.osaka-u.ac.jp (日本チタン学会事務局 石本 卓也, 中野 貴由)
kinoshita@titan-japan.com ((一社)日本チタン協会事務局 木下 和宏, 三木 基)
詳細はこちらから -
2021.4.23
中野先生が、公益社団法人 日本金属学会の第70代会長に就任しました。任期は2年間です。
中野先生が、公益社団法人 日本金属学会の第70代会長に就任しました。任期は2年間です。
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2021.4.23
スマートプロセス学会論文賞に内定いたしました。授賞式は2021年11月15日(月)に開催される学術講演会にて行われます。
趙 研、安田弘行、當代光陽、上田 実、竹山雅夫、中野貴由:
「電子ビーム積層造形法により作製したTiAl合金の熱間等方圧加圧法による高温疲労特性改善」に対して、
2021年度スマートプロセス学会論文賞、2021年11月15日、スマートプロセス学会学術講演会. -
2021.4.22
スマートプロセス学会誌に解説が受理されました。
小笹良輔、石本卓也、松垣あいら、中野貴由:
Additive Manufacturing の歩みとレーザビーム粉末床溶融結合法の基礎,
スマートプロセス学会誌、(2021), in press. -
2021.4.21
Acta Materialia誌にレーザ金属3DプリンティングによりInconel718で自由自在に形成される特異な組織に関する論文がオープンアクセスとして掲載されました。
Ozkan Gokcekaya#, Takuya Ishimoto#, Shinya Hibino, Jumpei Yasutomi, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano*:
Unique crystallographic texture formation in Inconel 718 by laser powder bed fusion and its effect on mechanical anisotropy,
Acta Materialia, 212, (2021), 116876; 1-12..
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116876
#: The authors equally contribute to this article.論文はこちらから
Abstract
Additive manufacturing offers an exclusive way of anisotropic microstructure control with a high degree of freedom regarding variation in process parameters. This study demonstrates a unique texture formation in Inconel 718 (IN718) using a bidirectional laser scan in a laser powder bed fusion (LPBF) process for tailoring the mechanical properties. We developed three distinctive textures in IN718 using LPBF: a single-crystal-like microstructure (SCM) with a <110> orientation in the build direction (BD), crystallographic lamellar microstructure (CLM) with a <110>-oriented main layer and <100>-oriented sub-layer in the BD, and polycrystalline with a weak orientation. The microstructure observations and finite element simulations showed that the texture evolution of the SCM and CLM was dominated by the melt-pool shape and related heat-flow direction. The specimen with CLM exhibited a simultaneous improvement in strength and ductility owing to the stress-transfer coefficient between the <110>-oriented main and <100>-oriented sub-grains, showing superior mechanical properties compared to cast-IN718. This behavior is largely attributed to the presence of the boundary between the main and sub-layers (crystallographic grain boundary) lying parallel to the BD uniquely formed under the LPBF process. Furthermore, the strength–ductility balance of the part with the CLM can be controlled by changing the stress-transfer coefficient and the Schmidt factor through an alteration of the loading axis. Control of the crystallographic texture, including the CLM formation, is beneficial for tailoring and improving the mechanical performance of the structural materials, which can be a promising methodology
Keywords
Laser powder bed fusion, Inconel 718, Crystallographic texture, Lamellae, Mechanical anisotropy -
2021.4.20
本日の日刊工業新聞3面に、日本チタン学会発足(発足日:2021.04.20)に関する記事が掲載されました。
4/20付で、国内初のチタンに特化した「日本チタン学会」が設立されます。会長には、大阪大学特任教授の新家光雄先生が就任します。日本チタン協会との連携の下、講演大会や教育講演を実施し、教育・学術交流の場の提供と産学連携の促進を目的としています。中野先生、石本先生が理事に就任します。さらに、中野研が事務局を担い、事務局長を中野先生が、副事務局長を石本先生が担います。
電子版はこちら
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2021.4.17
東京歯科大との共同研究として、ボツリヌス菌による骨質の変化に関する論文がオープンアクセスとして、Journal of Hard Tissue Biologyに掲載されました。
Gaku Kusaba, Satoru Matsunaga, Kei Kitamura, Masaaki Kasahara, Yoshiaki Shimoo, Shinichi Abe, Takayoshi Nakano, Takuya Ishimoto, Atsuhiko Hikita, Kunihiko Nojima, Yasushi Nishii:
Micro/nanostructural Characteristic Changes in the Mandibles of Rats after Injection of Botulinum Neurotoxin, Journal of Hard Tissue Biology, 30(2), (2021), 183-192.
DOI: 10.2485/jhtb.30.183Abstract
Our objective was to perform a quantitative evaluation of changes in the micro/nanostructural characteristics of entheses in rats with reduced masticatory muscle functional pressure, with the aim of elucidating the mechanism whereby masticatory muscle functional pressure contributes to growth and development of the mandible from a biomechanical perspective. Male Wister rats aged 4, 11, 18 and 25 weeks were divided into a Botox group injected with a botulinum toxin serotype A formulation to reduce muscle function (BTX) and a control group (CTRL). They were euthanized 6 weeks later and bone quality at the masseter insertion at the mandibular was analyzed. In the BTX group, the number of fibrous chondrocytes at entheses was significantly lower than in the CTRL group at all ages. The diameter of collagen fiber bundles in rats in the BTX group injected with BoNT/A during their growth phase was significantly smaller than that of rats in the CTRL group. In the mandibles of rats in the CTRL group the preferential alignment was consistent with the orientations of the muscle and tendon, but in growing rats treated with BTX, it was less closely aligned with the orientations of the muscle and tendon. -
2021.4.16
Materials Transactions誌にAMでの組織制御シミュレーションの論文がオープンアクセスとして公開されました。
Jun Kubo, Yuichiro Koizumi, Takuya Ishimoto and Takayoshi Nakano:
Modified Cellular Automaton Simulation of Metal Additive Manufacturing,
Materials Transactions, 62 (6), (2021), 864-870.論文はこちら
Abstract
Metal additive manufacturing (AM) technologies are attracting attentions not only as a fabrication process of complicated three-dimensional parts but also as microstructure controlling processes. In powder bed fusion (PBF)-type AM, crystallographic texture can be controlled by scanning strategies of energy beam. To optimize microstructures, computer simulations for predicting microstructures play very important roles. In this work, we have developed simulation programs to explain the mechanism of the crystal orientation control. First, we simulated the shape of melt pool by analyzing the heat transfer using apparent heat conductivity when the penetration of laser beam through keyholes was taken into consideration because of the evaporation and accompanying convections. It was assumed that the primary crystal growth direction can be determined by the temperature gradient, and the crystals grow keeping the growth direction as generally recognized. The shapes of simulated melt pools agree well with experimental observations. The modified cellular automaton simulations successfully reproduced two typical textures with different preferential orientations along the building directions of 〈100〉 and 〈110〉 when the bidirectional scanning with and without a rotation of 90°, respectively, was accomplished between the layers. -
2021.4.15
オステオサイトラクナの応力感受機能と関連する異方性形状と異方性細胞外基質のと関係を解明した論文が岡山大学医歯薬総合の上岡先生との共同研究論文としてCalcified Tissue Internationalに受理され、オープンアクセスとして掲載予定です。
Takuya Ishimoto, Keita Kawahara, Aira Matsugaki, Hiroshi Kamioka, Takayoshi Nakano*:
Quantitative evaluation of osteocyte morphology and bone anisotropic extracellular matrix in rat femur,
Calcified Tissue International, (2021), in press. -
2021.4.14
Materials Transactions誌にCuを利用したTi合金の抗菌効果に関する論文が受理されました。
Qiang Li, Jinshuai Yang, Junjie Li, Ran Zhang, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Antibacterial Cu-doped calcium phosphate coating on pure titanium,
Materials Transactions, (2021) in press. -
2021.4.14
Wear誌(Elsevier)にオープンアクセス論文として、生体用Co-Cr-Mo合金単結晶の摩耗特性改善のメカニズムに関する研究がオープンアクセスとして掲載されました。
Takayoshi Nakano*, Koji Hagihara, Ana R. Ribeiro, Yusuke Fujii, Tsubasa Todo, Ryo Fukushima, Luís Augusto Rocha:Orientation dependence of the wear resistance in the Co–Cr–Mo single crystal,
Wear 478-479 (2021) 203758.
https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203758Abstract
This is the report clarifying the orientation dependence of the wear behavior of Co–Cr–Mo alloy. The wear resistance of the Co–Cr–Mo alloy with face-centered cubic (fcc) structure was found to be higher on the planes in order of {110}, {001} and {111}. Quantitatively, the wear resistance on {110} is 1.5 times larger than that on {111}. The tendency showed in coincident with the orientation dependence of the surface hardness, as empirically suggested. However, we additionally found in the observation of the worn surface in the fcc-single crystals that the volume fraction of the hexagonal close-packed (hcp)-phase, which was formed as the strain-induced martensite during the wear test, was larger in the same order of the wear resistance. The variation in formation frequency of the hcp-phase during the wear test can be explained by focusing on the Schmid factor along the resultant direction of the applied stress and the friction stress. On the {111} surface where the Schmid factor for the strain-induced ε-martensite formation is small, homogeneous deformation microstructure covered by it was not developed even after long-time wear, resulting in lower wear resistance. The results strongly suggest that not only the hardness, but the distribution of the ε-martensite is important to control the wear behavior of the Co–Cr alloys with the extremely low stacking fault energy, and it can be achieved by the crystal orientation control in the γ-phase. -
2021.4.14
Mg合金によるLPSO層の強化に対する新機構の解明がActa Materialiaにオープンアクセスとして掲載されました。
Koji Hagihara*, Ryohei Ueyama, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Surprising increase in yield stress of Mg single crystal using long-period stacking ordered nanoplates,
Acta Materialia, (2021), 116797.
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116797Abstract
Mg–Zn–Y ternary alloys containing the long-period stacking ordered (LPSO) phase exhibit superior mechanical properties. This is believed to be originating from the LPSO phase acting as the strengthening phase. However, we first clarify that the mechanical properties of the matrix Mg solid solution in the Mg/LPSO two-phase alloy are significantly different from those of pure Mg. The yield stress of a Mg99.2Zn0.2Y0.6 single crystal (matrix Mg solid solution) is almost the same as that of an LPSO single-phase alloy. This is ascribed to the formation of thin stacking-fault-like defects, named “LPSO nanoplate”. In Mg99.2Zn0.2Y0.6, kink-band formation is induced in the same manner as that in the LPSO phase in deformation, resulting in high strength accompanied with increased ductility. Our results suggest that the strengthening mechanism of the Mg/LPSO two-phase alloy must be reconsidered depending on the microstructure. Furthermore, the results suggest that new ultrahigh-strength Mg alloys, which have much lower Zn and Y contents but the mechanical properties are comparable or superior than the present Mg/LPSO two-phase alloys, are expected to be developed via the appropriate control of LPSO nanoplate microstructures. -
2021.4.12
スマートプロセス学会誌に解説が受理されました。
小泉雄一郎、中野貴由:
大阪大学大学院工学研究科附属異方性カスタム設計・金属AM(3Dプリンタ)研究開発センターでの研究・教育、
スマートプロセス学会誌、(2021), in press. -
2021.4.9
Additive Manufacturing誌に金属AMにより結晶学的方位関係が形成されるメカニズムと安定性、さらには単結晶の種付の可能性に関する研究が受理されました。オープンアクセス論文として掲載される予定です。
Takuya Ishimotoǂ, Koji Hagiharaǂ, Kenta Hisamoto, Takayoshi Nakano*:
Stability of crystallographic texture in laser powder bed fusion: Understanding the competition of crystal growth using a single crystalline seed,
Additive Manufacturing, (2021), in press.
ǂ These authors contributed equally to this work. -
2021.4.9
新4年生7名が配属され、新4年生、新M1学生さんの歓迎会をZoomで行いました。
コロナ禍の影響でZoom歓迎会は昨年に引き続き2度目で、今年度も中野研恒例の新入生歓迎BBQは中止になりましたが、早くコロナ禍が収束してnew normalな時代を満喫したいものです。コロナにも負けず元気なB4学生7名が配属され、賑やかな中野研が戻ってきました。
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2021.4.7
中野研に修士1年生5名が配属されました。
中野研は昨年7名全員大学院の試験に合格したことから、定員の5名が残り、残りの2名が藤本研へ移動しました。それぞれの研究室で頑張りましょう!
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2021.4.4
Acta Materialia誌にレーザ金属3DプリンティングによりInconel718で自由自在に形成される特異な組織に関する論文が受理されました。オープンアクセスとして掲載される予定です。
Ozkan Gokcekaya#, Takuya Ishimoto#, Shinya Hibino, Jumpei Yasutomi, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano*: Unique crystallographic texture formation in Inconel 718 by laser powder bed fusion and its effect on mechanical anisotropy, Acta Materialia, (2021), in press.#: The authors equally contribute to this article.
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2021.4.3
中国のグループとの共同研究がJournal of Materials and Performanceに受理されました。
Qiang Li*, Hao Sun, Junjie Li, Xufeng Yuan, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi*, Takayoshi Nakano:
Influence of Sintering Temperature on Mechanical Properties of Ti-Nb-Zr-Fe Alloys Prepared by Spark Plasma Sintering,
Journal of Materials and Performance, (2021), in press. -
2021.4.1
CaO-SrO-P2O5-TiO2バイオガラスに関する論文が"Materials"誌(MDPI)にオープンアクセス論文として掲載されました。
Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Takayoshi Nakano, Toshihiro Kasuga:
Structures and dissolution behaviors of quaternary CaO-SrO-P2O5-TiO2 glasses,
Materials, 14 [7], (2021), 1736; 1-13.
https://doi.org/10.3390/ma14071736Abstract
Calcium phosphate glasses have a high potential for use as biomaterials because their composition is similar to that of the mineral phase of bone. Phosphate glasses can dissolve completely in aqueous solution and can contain various elements owing to their acidity. Thus, the glass can be a candidate for therapeutic ion carriers. Recently, we focused on the effect of strontium ions for bone formation, which exhibited dual effects of stimulating bone formation and inhibiting bone resorption. However, large amounts of strontium ions may induce a cytotoxic effect, and there is a need to control their releasing amount. This work reports fundamental data for designing quaternary CaO-SrO-P2O5-TiO2 glasses with pyro- and meta-phosphate compositions to control strontium ion-releasing behavior. The glasses were prepared by substituting CaO by SrO using the melt-quenching method. The SrO/CaO mixed composition exhibited a mixed cation effect on the glassification degree and ion-releasing behavior, which showed non-linear properties with mixed cation compositions of the glasses. Sr2+ ions have smaller field strength than Ca2+ ions, and the glass network structure may be weakened by the substitution of CaO by SrO. However, glassification degree and chemical durability of pyro- and meta-phosphate glasses increased with substituted all CaO by SrO. This is because titanium groups in the glasses are closely related to their glass network structure by SrO substitution. The P-O-Ti bonds in pyrophosphate glass series and TiO4 tetrahedra in metaphosphate glass series increased with substitution by SrO. The titanium groups in the glasses were crosslink and/or coordinate phosphate groups to improve glassification degree and chemical durability. Sr2+ ion releasing amount of pyrophosphate glasses with >83% SrO substitution was larger than 0.1 mM at day seven, an amount that reported enhanced bone formation by stimulation of osteogenic markers.Keywords: bioactive glass; phosphate glass; structure; dissolution behavior; strontium
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2021.4.1
中野研とつながりが強く共同研究を実施している萩原幸司先生(マテリアル生産科学専攻准教授)、永瀬丈嗣先生(超高圧電子顕微鏡センター准教授)、多根正和先生(産業科学研究所准教授)が、それぞれ名古屋工業大、兵庫県立大、大阪市立大にて、教授に昇進されました。
益々ご活躍ください。共同研究もよろしくお願いします!
萩原幸司先生→名古屋工業大学 工学部物理工学科・工学研究科物理工学専攻 教授
永瀬丈嗣先生→兵庫県立大学 工学部応用物質科学科・工学研究科物質系工学専攻 教授
多根正和先生→大阪市立大学 大学院工学研究科 機械物理系専攻 教授 -
2021.3.31
矢口秘書が中野研での勤務5年となりましたので、教員から花束を、学生さんから記念品を贈りました。
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2021.3.30
中野研の中野加菜さんの工業会賞が阪大HPに掲載されました。
詳細はこちら
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2021.3.30
中野研の論文が骨形態計測学会誌にオープンアクセス掲載されました。
松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由:
骨の微細配向化構造形成メカニズム解明のための応力負荷異方性共培養モデル構築、
骨形態計測学会誌、(2021), 31, 45-51.論文はこちら
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2021.3.25
3月25日の日刊工業新聞に中野先生のコラム記事が掲載されました。
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2021.3.24
卒業式が行われました。
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2021.3.23
中野先生が(一社)粉体粉末冶金協会より、2021年6月3日に研究功績賞を受賞することが内定しました。
中野貴由:
金属三次元積層造形をはじめとする粉体粉末冶金学を基軸にした異方性材料組織制御に関する研究開発、
(一社)粉体粉末冶金協会研究功績賞、2021年6月3日、(一社)粉体粉末冶金協会 -
2021.3.23
毎年恒例の中野研の追いコンが開催されました。
例年よりも1か月遅くなりましたが、中野研恒例の追いコンを実施しました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しておりますし、気軽に立ち寄ってもらえたらと思います。
伊藤くん、菅沼くん、竹花くん、藤當くん、中野さん、中村くん
本当にお疲れ様でした。 -
2021.3.22
大陽日酸(株)との共同研究の成果がスマートプロセス学会誌に受理されました。
天野宏紀、山口祐典、石本卓也、中野貴由:
レーザ粉末床溶融法における雰囲気ガスがオーステナイト系ステンレス鋼316Lの造形体組織に与える影響、
スマートプロセス学会誌、(2021), in press. -
2021.3.22
本日の日刊工業新聞21面にがん転移による骨微細構造破綻のメカニズムに関する記事が掲載されました。
がん骨転移 微細構造破綻、阪大が解明 骨折リスク上昇 標的分子 提示に道
日刊工業新聞、2021年3月22日、朝刊、21面(科学技術・大学)
電子版はこちら -
2021.3.20
CaO-SrO-P2O5-TiO2バイオガラスに関する論文が"Materials"誌(MDPI)受理され、オープンアクセスとして掲載されます。
Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Takayoshi Nakano, Toshihiro Kasuga:
Structures and dissolution behaviors of quaternary CaO-SrO-P2O5-TiO2 glasses,
Materials, (2021), in press. -
2021.3.19
中野研メンバーが日本金属学会2021年秋期講演(第168回)大会(オンライン開催)に参加しました。
増本量賞受賞講演
○中野貴由:機能性材料としての骨微細構造配向化機構の解明とそれに基づく骨金属インプラントに関する研究、基調講演
○中野貴由:生体用ハイエントロピー合金(BioHEA)の創製とAdditive Manufacturing、
口頭発表
○石本卓也、菅沼諒耶、中野貴由:
熱拡散シミュレーションを用いた金属AMにおける組織形成挙動の解析○松垣あいら、中野貴由:
骨機能化誘導のための表界面構造制御による細胞・基質配向化機序○小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由:
アテローム性動脈硬化における骨力学機能の低下○土谷博昭、上村悠華、石本卓也、中野貴由、藤本慎司:
レーザ積層造形法により形成したTi-15Mo-5Zr-3Al合金のアノード酸化○前田拓海、小泉雄一郎、奥川将行、川端弘敏、中野貴由、石本卓也、木村恒太、孫 世海:
付加製造用レーザービーム照射によるTi-15Mo-5Zr-3Al合金の溶融凝固の熱流体力学解析と組織○當代光陽、川堀龍、永瀬丈嗣、中野貴由:
bcc型TiNbTaZrMo BioHEAの力学特性向上に向けた合金設計○趙 研、川端はじめ、林 竜弘、安田弘行、竹山雅夫、中野貴由:
電子ビーム積層造形法によるβ相含有γ-TiAl合金の微細組織および力学特性制御○森田尚昂、石本卓也、木村恒太、中野貴由:
SLMによる生体用β型Ti合金の力学機能の異方性機能設計○王 雷、檜枝賢、奥川将行、川端弘敏、小泉雄一郎、中野貴由:
Ti-6Al-4V/Cuマルチマテリアル粉末床への付加製造用電子ビーム照射による溶融凝固○松本峻、松垣あいら、中野貴由:
炎症性サイトカインによる骨芽細胞配列化への影響○松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由:
オステオサイトの応力感受を起点とした骨芽細胞配列化機序の解明ポスター発表
○福島涼、石本卓也、松垣あいら、中野貴由:
骨基質配向性と力学機能に及ぼすマグネシウムの影響○越智侑七、加藤梨紗、當代光陽、永瀬丈嗣、中野貴由:
合金粉末を必要としないTi-Nb超伝導材料のレーザ積層造形法○黒田知暉、増山晴己、戸田佳明、松永哲也、伊藤 勉、渡邊 誠、小笹良輔、石本卓也、中野貴由、下条雅幸、御手洗容子:
耐熱Ti合金三次元積層材の力学特性に対するミクロ組織の影響(優秀ポスター賞受賞)○川堀龍、當代光陽、永瀬丈嗣、中野貴由:
bcc型TiNbTaZrMo系ハイエントロピー合金へのB添加の影響 -
2021.3.17
帝人ナカシマメディカル(株)との共同研究の成果がスマートプロセス学会誌に受理されました。
渡邊稜太、高橋広幸、上向井徹、小粥康充、松垣あいら、中野貴由:
Ti-6Al-4V積層造形体表面上へのナノアパタイトコーティングによる生体活性能の改善、
スマートプロセス学会誌, (2021), in press. -
2021.3.17
山陽特殊製鋼(株)、関西大学、神戸大学との共同研究の成果がスマートプロセス学会誌に受理されました。
小笹良輔、Gupta Mridul、石本卓也、松垣あいら、久世哲嗣、柳谷彰彦、上田正人、池尾直子、中野貴由:
レーザ粉末床溶融結合法による導電性材料としての銅合金の造形、
スマートプロセス学会誌, (2021), in press. -
2021.3.16
松垣先生が、令和2年度日本材料学会生体・医療材料部門研究奨励賞を受賞することが内定いたしました。
松垣あいら:
「骨機能化の生物学的機序解明とそれに基づく骨配向化誘導材料の開発」、
令和2年度日本材料学会生体・医療材料部門研究奨励賞 -
2021.3.16
中野先生が第27回日本金属学会増本量賞を受賞しました。
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2021.3.15
Materials Transactions誌にAMでの組織制御シミュレーションの論文が受理されました。
Jun Kubo, Yuichiro Koizumi, Takuya Ishimoto and Takayoshi Nakano:
Modified Cellular Automaton Simulation of Metal Additive Manufacturing,
Materials Transactions, 62 (6), (2021), 864–870 -
2021.3.12
スマート・アディティブ・マニュファクチャリング・セミナーで中野先生が「金属積層造形法による組織制御による造形体 の高機能化」という題名で教育講演を行いました。
中野貴由:
金属積層造形法による組織制御による造形体の高機能化、
スマート・アディティブ・マニュファクチャリング・セミナー、大阪大学中ノ島センター、2021年3月12日14:40~16:10(教育講演)、(一社)スマートプロセス学会「アディティブ・マニュファクチャリング部会」 -
2021.3.12
中野先生がSmart MADE2021(The 2nd Global Forum on Smart Additive Manufacturing, Design & Evaluation)で基調講演を行いました。
Takayoshi Nakano:
Formation of Crystallographic Texture by Metal Powder Bed Fusion,
Smart MADE2021(The 2nd Global Forum on Smart Additive Manufacturing, Design & Evaluation)10th-12th, March, 2021, WEB, 【Keynote presentation】. -
2021.3.9
無機マテリアル学会誌に論文がオープンアクセス掲載されました。
李誠鎬、永田夫久江、加藤且也、中野貴由、春日敏宏:
リン酸カルシウム系インバートガラスへのAl2O3添加による化学耐久性の向上(Improving chemical durability of calcium phosphate invert glasses by Al2O3 addition)、
無機マテリアル学会誌、(2021), 28, 67-73.PDFはこちら
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2021.3.8
中野研の中野加菜さん(M2)が令和2年度大阪大学工業会賞に決定しました。
中野加菜:
令和2年度大阪大学工業会賞:「レーザ積層造形法を用いた生体用TiNbTaZrMoハイエントロピー合金(BioHEA)の創製と高機能性付与」に対して、
2021年3月15日授賞式(センテラス3F:研究科長、副研究科長同席)、大阪大学工業会授賞式後の集合写真
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2021.3.8
神戸大学との共同研究がスマートプロセス学会誌に受理されました。
池尾直子、中野貴由、向井敏司:
電子ビーム粉末床溶融法によるTi-6Al-4V合金製三次元多孔質構造体の創製と微細組織制御、
スマートプロセス学会誌、(2021), in press -
2021.3.6
萩原先生を中心にMg合金によるLPSO層の強化に対する新機構の解明がActa Materialiaに受理され、オープンアクセスとして掲載されます。
Koji Hagihara*, Ryohei Ueyama, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Surprising increase in yield stress of Mg single crystal using long-period stacking ordered nanoplates,
Acta Materialia, (2021), in press. -
2021.3.4
第8回チタン研究者・技術者研究交流会(日本チタン協会主催)で中野先生が招待講演を行いました。
中野貴由:
チタン含有生体用ハイエントロピー合金(BioHEA)の設計と開発、
2021年3月4日13時-18時30分(招待講演:16:25-16:55)、WEB開催 -
2021.3.1
中野先生がICOTOM19にて招待講演を行いました。
T. Nakano:
Formation of Crystallographic Texture by Additive Manufacturing,
ICOTOM19 150 Additive manufacturing, 3月1日, on-line.詳細はこちら
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2021.3.1
スマートプロセス学会誌に高瀬さんの論文が受理されました。
高瀬文、石本卓也、中野貴由:
レーザ粉末床溶融結合法により作製したTi-15Mo-5Zr-3Al合金試料における残留応力とスキャンストラテジーの関係、
スマートプロセス学会誌、(2021), in press. -
2021.2.26
スマートプロセス学会誌に安田研を中心とした共同研究論文が受理されました。
趙 研*、川端はじめ、尾堂裕隆、林竜弘、安田弘行*、竹山雅夫、中野貴由:
電子ビーム積層造形法によるβ相含有γ-TiAl合金の健全造形と組織制御、
スマートプロセス学会誌、(2021)、in press. -
2021.2.24
Co-Cr-Mo単結晶の摩耗特性に関する論文が"Wear (Elsevier)"に受理されました。オープンアクセスとして掲載される予定です。
Takayoshi Nakano*, Koji Hagihara, Ana R Ribeiro, Yusuke Fujii, Tsubasa Todo, Ryo Fukushima, Luís Augusto Rocha:
Orientation dependence of the wear resistance in the Co-Cr-Mo single crystal,
Wear, (2021) in press. -
2021.2.23
中野教授が第18回本多フロンティア賞の受賞者に内定しました。授賞式は5月28日学士会館(東京都千代田区神田錦町)にて行われる予定です。
中野貴由:
金属材料工学を駆使した骨基質配向化機構解明と制御法の確立、
第18回本多フロンティア賞、2021年5月28日、(公社)本多記念会本多フロンティア賞:理工学特に金属材料などの無機材料、有機材料及びこれらの複合材料の3分野のいずれかの分野に関する研究を行い、学術面あるいは技術面において画期的な発見又は発明を行った者に対して贈られる記念賞。
本多フロンティア賞についての詳細はこちら
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2021.2.22
阪大整形外科との磁場を使った骨制御に関する共同研究の成果が"Bone Reports"誌にオープンアクセスとして掲載されました。
Rintaro Okada, Kai Yamato, Minoru Kawakami, Joe Kodama, Junichi Kushioka, Daisuke Tateiwa , Yuichiro Ukon , Bal Zeynep, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hideki Yoshikawa, Takashi Kaito*:
Low magnetic field promotes recombinant human BMP-2-induced bone formation and influences orientation of trabeculae and bone marrow-derived stromal cells,
Bone Reports, (2021), 100757; 1-.
https://doi.org/10.1016/j.bonr.2021.100757Abstract
Effects of high magnetic fields [MFs, ≥ 1 T (T)] on osteoblastic differentiation and the orientation of cells or matrix proteins have been reported. However, the effect of low MFs (< 1 T) on the orientation of bone formation is not well known. This study was performed to verify the effects of low MFs on osteoblastic differentiation, bone formation, and orientation of both cells and newly formed bone. An apparatus was prepared with two magnets (190 mT) aligned in parallel to generate a parallel MF. In vitro, bone marrow-derived stromal cells of rats were used to assess the effects of low MFs on cell orientation, osteoblastic differentiation, and mineralization. A bone morphogenetic protein (BMP)-2-induced ectopic bone model was used to elucidate the effect of low MFs on microstructural indices, trabecula orientation, and the apatite c-axis orientation of newly formed bone. Low MFs resulted in an increased ratio of cells oriented perpendicular to the direction of the MF and promoted osteoblastic differentiation in vitro. Moreover, in vivo analysis demonstrated that low MFs promoted bone formation and changed the orientation of trabeculae and apatite crystal in a direction perpendicular to the MF. These changes led to an increase in the mechanical strength of rhBMP-2-induced bone. These results suggest that the application of low MFs has potential to facilitate the regeneration of bone with sufficient mechanical strength by controlling the orientation of newly formed bone. -
2021.2.22
Precision Medicine「Personal health record の利活用」(3月号)に当研究室の解説が掲載されました。
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2021.2.21
Precision Medicine「Personal health record の利活用」(3月号)に当研究室の解説が掲載されます。
松垣あいら、石本卓也、小笹良輔、池尾直子、中野貴由:
パーソナル骨質医療実現のための骨コラーゲン/アパタイト配向性評価とその制御、
Precision Medicine「Personal health record の利活用」, 3月号, (2021)、pp.59-68. -
2021.2.19
スマートプロセス学会誌に小泉研を中心とした共同研究論文が受理されました。
奥川将行、宮田雄一朗、王雷、能勢和史、小泉雄一郎、中野貴由:
付加製造用電子ビーム照射による316Lステンレス鋼の溶融・凝固挙動、
スマートプロセス学会誌、(2021), in press. -
2021.2.17
阪大整形外科との磁場を使った骨制御に関する共同研究の成果が"Bone Reports"誌に受理され、オープンアクセスされます。
Rintaro Okada, Kai Yamato, Minoru Kawakami, Joe Kodama, Junichi Kushioka, Daisuke Tateiwa , Yuichiro Ukon , Bal Zeynep, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hideki Yoshikawa, Takashi Kaito*:
Low magnetic field promotes recombinant human BMP-2-induced bone formation and influences orientation of trabeculae and bone marrow-derived stromal cells,
Bone Reports, (2021), in press. -
2021.2.17
卒業論文発表会が開催されました。
中野研の7名(GUPTA MRIDUL君・田中 健嗣君・西川 侑希君・細川 智哉君・益田 欣宗君・眞鍋 光喜君・三浦 涼靖君)が卒業論文の発表をしました。初めての研究室配属に加えて、コロナ禍で例年とは研究様式も異なっており、慣れない環境にて研究を続けてきましたが、皆さん素晴らしい発表と質疑応答をしました。発表会も緊急事態宣言下での開催ではあったものの、みんなでコロナ感染対策を行った中での対面で発表が行えました。B4の皆さん、お疲れ様でした。
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2021.2.14
Tissue Engineering誌に初期骨化過程に関する解説論文がオープンアクセスとして掲載されました。
Emilio Satoshi Hara, Masahiko Okada, Noriyuki Nagaoka, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto*:
Re-evaluation of initial bone mineralization from an engineering perspective,
Tissue Engineering, Review Article-Part B, (2021), online.
https://doi.org/10.1089/ten.TEB.2020.0352Abstract
Bone regeneration was one of the earliest fields to develop in the context of tissue regeneration, and currently, repair of small-sized bone defects has reached a high success rate. Future researches are expected to incorporate more advanced techniques towards achieving rapid bone repair and modulation of the regenerated bone quality. For these purposes, it is important to have a more integrative understanding of the mechanisms of bone formation and maturation from multiple perspectives and to incorporate these new concepts into the development and designing of novel materials and techniques for bone regeneration. This review focuses on the analysis of the earliest stages of bone tissue development from the biology, material science, and engineering perspectives for a more integrative understanding of bone formation and maturation, and for the development of novel biology-based engineering approaches for tissue synthesis in vitro. More specifically, the authors describe the systematic methodology that allowed the understanding of the different nucleation sites in intramembranous and endochondral ossification, the space-making process for mineral formation and growth, as well as the process of apatite crystal cluster growth in vivo in the presence of suppressing biomolecules. -
2021.2.9
修士論文発表会が開催されました。
中野研の6名(伊藤志将君・菅沼諒耶君・竹花諒君・藤當翼君・中野加菜さん・中村郁仁君)が修士論文の発表をしました。コロナ禍の中で例年とは異なる環境にて研究を続けてきましたが、全員が素晴らしい講演と質疑応答をし、有終の美を飾りました。発表会も緊急事態宣言下での開催でしたが、コロナ感染対策を行った中でのface to faceでの発表会でした。M2の皆さん、お疲れ様でした。
修士論文発表後の居室にて
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2021.2.6
日本鉄鋼協会・日本金属学会関西支部材料物性工学談話会第2回講演会(学生講演会)(2021年2月4日開催)にてM1の福島涼君が優秀講演賞を受賞しました。
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2021.2.5
引張変形が可能な新規BioHEAの作製に成功し、オープンアクセスとしてMaterials & Designに掲載されました。新たな実用化への展開が期待されます。
Yuuka Iijima, Takeshi Nagase, Aira Matsugaki, Pan Wang, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano*:
Design and development of Ti-Zr-Hf-Nb-Ta-Mo high-entropy Alloys for metallic biomaterials,
Materials & Design, (2021), in press.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109548Abstract
Applying empirical alloy parameters (including Mo equivalent), the predicted ground state diagram, and thermodynamic calculations, noble nonequiatomic Ti–Zr–Hf–Nb–Ta–Mo high-entropy alloys for metallic biomaterials (BioHEAs) were designed and newly developed. It is found that the Moeq and valence electron concentration (VEC) parameters are useful for alloy design involving BCC structure formation in bio medium-entropy alloys and BioHEAs. Finally, we find a Ti28.33Zr28.33Hf28.33Nb6.74Ta6.74Mo1.55 (at.%) BioHEA that exhibits biocompatibility comparable to that of CP–Ti, higher mechanical strength than CP–Ti, and an appreciable room-temperature tensile ductility. The current findings pave the way for new Ti–Zr–Hf–Nb–Ta–Mo BioHEAs development and are applicable for another BioHEA alloys system. -
2021.2.2
中野先生がオンラインで開催される令和2年度第4回材料研究会にて講演を行います。
中野先生がオンラインで開催される令和2年度第4回材料研究会にてハイエントロピー合金について講演を行います。 皆様のご参加をお待ちしております。
中野貴由:
ハイエントロピー合金の基礎とその生体材料としての合金開発、
2021年2月25日 15:30-17:30、オンライン(Zoom) -
2021.2.2
新たな生体用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta-Moハイエントロピー合金の開発に関する研究が"Materials and Design"誌に受理されました。オープンアクセスとして掲載される予定です。
Yuuka Iijima, Takeshi Nagase, Aira Matsugaki, Pan Wang, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano:
Design and development of Ti-Zr-Hf-Nb-Ta-Mo High-Entropy Alloys for Metallic Biomaterials,
Materials and Design, (2021), in press. -
2021.2.1
生体用Co-Cr-W-Niの力学特性改善のための組織制御に関する論文がMaterials Transactionsに掲載されました。
Kosuke Ueki, Soh Yanagihara, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima:
Improvement of Mechanical Properties by Microstructural Evolution of Biomedical Co-Cr-W-Ni Alloys with the Addition of Mn and Si,
Materials Transactions, 62 [2], (2021), 229-238.Abstract
We investigated changes in the microstructure and mechanical properties of biomedical Co-20Cr-15W-10Ni alloys (mass%) containing 8 mass% Mn and 0-3 mass% Si due to hot forging, solution treatment, cold swaging, and static recrystallization. The η-phase (M6X-M12X type cubic structure, M: metallic elements, X: C and/or N, space group: Fd-3m (227)) and CoWSi type Laves phase (C14 MgZn2 type hexagonal structure, space group: P63/mmc (194)) were confirmed as precipitates in the as-cast and as-forged alloys. To the best of our knowledge, this is the first report that reveals the formation of CoWSi type Laves phase precipitates in Co-Cr-W-Ni-based alloys. The addition of Si promoted the formation of precipitates of both η-phase and CoWSi type Laves phase. The solution-treated 8Mn+(0, 1)Si-added alloys exhibited TWIP-like plastic deformation behavior with an increasing work-hardening rate during the early to middle stages of plastic deformation. This plastic deformation behavior is effective in achieving both the low yield stress and high strength required to develop a high-performance balloon-expandable stent. The 8Mn+2Si-added alloy retained the CoWSi type Laves phase even after solution treatment, such that the ductility decreased but the strength improved. Additions of Mn and Si are effective in improving the ductility and strength of the Co-Cr-W-Ni alloy, respectively. -
2021.1.31
Tissue Engineering誌に初期骨化過程に関する解説論文が受理されました。
Emilio Satoshi Hara, Masahiko Okada, Noriyuki Nagaoka, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Re-evaluation of initial bone mineralization from an engineering perspective,
Tissue Engineering, Review Article-Part B, (2021), in press. -
2021.1.29
中野先生がBioHEAに関する招待講演を行いました。
2021年1月29日(金)15:10-16:00
Ti 含有生体用ハイエントロピー合金(BioHEA)の研究開発
大阪大学 大学院工学研究科 マテリアル生産工学専攻 教授 中野 貴由氏
(一社)日本鉄鋼協会 令和 2 年度チタンフォーラム第1回研究発表会
良好な地球環境を継続的に維持するためのチタンとその合金の開発
~ チタン系ハイエントロピー合金の現状と展望 ~
スケジュールはこちら -
2021.1.20
オートモーティブワールド(東京ビッグサイト)(1月20日~22日) で中野先生が講演を行いました。
第11回クルマの軽量化技術展、軽量化革新フォーラム2021、ALT-2、3Dプリンティングが実現するクルマの新設計
「金属Additive Manufacturingで開拓する原子配列制御の世界」
大阪大学大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻 マテリアル科学コース 材料機能化プロセス工学講座 生体材料学領域 教授 中野 貴由:
13:00~14:30(後半)、東京ビッグサイト -
2021.1.20
MDPIの"Biomolecules"(IF=4.082)に当研究室のガン(メラノーマ)骨転移の骨基質の形成と深く関与する骨芽細胞の乱れに関する論文がオープンアクセス論文として掲載されました。
Aira Matsugaki*, Yumi Kimura, Ryota Watanabe, Fumihito Nakamura, Ryo Takehana, Takayoshi Nakano*:
Impaired alignment of bone matrix microstructure associated with disorganized osteoblast arrangement in malignant melanoma metastasis,
Biomolecules, 11(2), (2021), 131: 1-9.
https://doi.org/10.3390/biom11020131Abstract
Malignant melanoma favors spreading to bone, resulting in a weakened bone with a high fracture risk. Here, we revealed the disorganized alignment of apatite crystals in the bone matrix associated with the homing of cancer cells by developing an artificially controlled ex vivo melanoma bone metastasis model. The ex vivo metastasis model reflects the progressive melanoma cell activation in vivo, resulting in decreased bone mineral density and expression of MMP1-positive cells. Moreover, less organized intercellular connections were observed in the neighboring osteoblasts in metastasized bone, indicating the abnormal and randomized organization of bone matrix secreted by disconnected osteoblasts. Our study revealed that the deteriorated microstructure associated with disorganized osteoblast arrangement was a determinant of malignant melanoma-related bone dysfunction.
Keywords: malignant melanoma; ex vivo metastasis model; bone tissue microstructure; osteoblast -
2021.1.19
本日の日刊工業新聞に中野先生のコラム記事が掲載されました。
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2021.1.18
日本金属学会誌に組織形成のシミュレーションが早期公開されました。
久保順、小泉雄一郎、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形における結晶集合組織形成機構解明のための改良CA法によるシミュレーション、
日本金属学会誌, 85, 3, (2021), 103-109.Abstract
Metal additive manufacturing (AM) technologies are attracting attentions not only as a forming process but also as microstructure controlling processes. In powder bed fusion (PBF) AM, crystal orientations can be controlled by scanning strategies of energy beam. To optimize microstructures, computer simulations for predicting microstructures play very important roles. In this work, we have developed simulation programs to explain the mechanism of the crystal orientation control. First, we simulated the shape of melt pool by analyzing the heat transfer using apparent heat conductivity when the penetration of laser beam through keyholes was taken into consideration because of the evaporation and accompanying convections. It was assumed that the primary crystal growth direction can be determined by the temperature gradient, and the crystals grow keeping the growth direction as generally recognized. The shapes of simulated melt pools agree well with experimental observations. The modified cellular automaton simulations successfully reproduced two typical textures with different preferential orientations along the building directions of 〈001〉 and 〈011〉 when the bidirectional scanning with and without a rotation of 90° was accomplished between the layers. -
2021.1.18
MDPIの"Biomolecules"に当研究室のガン(メラノーマ)骨転移の骨基質の形成と深く関与する骨芽細胞の乱れに関する論文が受理されました。
Aira Matsugaki*, Yumi Kimura, Ryota Watanabe, Fumihito Nakamura, Ryo Takehana, Takayoshi Nakano*:
Impaired alignment of bone matrix microstructure associated with disorganized osteoblast arrangement in malignant melanoma metastasis,
Biomolecules, (2021), in press. -
2021.1.13
本日の日刊工業新聞25面に金属3Dプリンタによる耐熱材料の亀裂形成抑制に関する記事が掲載されました。
耐熱材 ひび割れ抑制、阪大 金属3Dプリンター活用
日刊工業新聞、2021年1月13日、朝刊、25面(科学技術・大学)
電子版はこちら -
2021.1.8
オステオカルシンの新機能に関する、長崎大小守先生、北海道大網塚先生らとの共同研究成果が、骨代謝学会HPの「1st Author」で紹介されています。
オステオカルシンの新機能に関する、長崎大小守先生、北海道大網塚先生らとの共同研究成果(PLoS Genetics)が、骨代謝学会HPの「1st Author」で紹介されています。
オステオカルシンが、コラーゲンとアパタイトの結晶学的方位関係を制御することを見出した成果を報告しており、引用上位1%論文となり高い注目を浴びています。オステオカルシンはアパタイト結晶の配向に必要であるが、糖代謝・テストステロン産生・筋量維持には必要でない
Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass.
著者: Takeshi Moriishi, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tomoka Hasegawa, Toshihiro Miyazaki, Wenguang Liu, Ryo Fukuyama, Yuying Wang, Hisato Komori, Xin Qin, Norio Amizuka, Toshihisa Komori
雑誌: PLoS Genet. 2020 May 28;16(5):e1008586. -
2021.1.5
Thermec2021のproceedingsがMaterials Science Forumに掲載されました。
K. Ueki, S. Yanagihara, K. Ueda, M. Nakai, T. Nakano and T. Narushima:
Improvement of Strength and Ductility by Combining Static Recrystallization and Unique Heat Treatment in Co-20Cr-15W-10Ni Alloy for Stent Application,
Materials Science Forum, 1016, (2021), 1503-1509.M. Todai, T. Nagase and T. Nakano:
Fabrication of Be-Ta Ti Alloys without Pre-Alloyed Powders via SLM,
Materials Science Forum, 1016, (2021), 1797-1801. -
2021.1.1
当研究室の論文が、Most Cited Scripta Materialia Articlesにランキングされました。
当研究室の、SLMによるSUS316Lの高耐食性化に関する論文が、Most Cited Scripta Materialia Articles(2018年以降掲載論文対象)にランキングされました。
Excellent mechanical and corrosion properties of austenitic stainless steel with a unique crystallographic lamellar microstructure via selective laser melting - Open access
Scripta Materialia, Volume 159, January 2019, Pages 89-93
Shi Hai Sun | Takuya Ishimoto | Koji Hagihara | Yusuke Tsutsumi | Takao Hanawa | Takayoshi Nakano* -
2021.1.1
新年あけましておめでとうございます。
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2020.6.25
日本学術会議の材料工学委員会バイオマテリアル分科会(委員長:片岡一則先生)から「バイオマテリアル国際先導研究拠点の構築」が提言「第24期学術の大型研究計画に関するマスタープラン(マスタープラン2020)」として発出されました。中野先生も作成に携わりました。
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2020.6.25
当研究室で開発した応力感受可能なミニ配向性骨臓器に関する研究成果が"International Journal of Bioprinting"に受理されました。
Aira Matsugaki, Tadaaki Matsuzaka, Ami Murakami, Pan Wang, Takayoshi Nakano:
Three-dimensional printing of anisotropic bone mimetic structure with controlled fluid flow stimuli for osteocytes: Flow orientation determines the elongation of dendrites,
International Journal of Bioprinting, (2020), in press. -
2020.6.20
中野研メンバーが第40回日本骨形態計測学会(紙面開催)に参加しました。
中野先生はシンポジウム講演を行いました。
発表は以下の通りです。シンポジウム講演
○中野貴由
骨部位に依存した骨基質配向性と骨インプラントのアライメント口頭発表
○石本卓也、川原啓太、松垣あいら、上岡 寛、中野貴由
長管骨におけるアパタイト配向化とオステオサイト形態異方性の相関性、○松垣あいら、中西陽平、中野貴由
ナノ周期表面構造による特異な直交性骨基質配向化○小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由
アテローム性動脈硬化における骨基質配向性とヤング率の変化○松坂匡晃、松垣あいら、中野貴由
応力負荷異方性共培養モデル構築によるオステオサイトを起点落とした骨基質配向化機序解明○山岡祐介、小笹良輔、中野貴由
X染色体連鎖性低リンパ血症性くる病における骨基質性配向性と骨強度の変化 -
2020.6.20
中野研の骨基質配向性に関する解説が、「BIO Clinica」の7月号に出版されました。
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2020.6.20
新たなBioHEAs(生体用ハイエントロピー合金)に2相分離の研究がMDPIの"Crystals"にopen accessとして掲載されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Liquid Phase Separation in Ag-Co-Cr-Fe-Mn-Ni, Co Cr-Cu-Fe-Mn-Ni and Co-Cr-Cu-Fe-Mn-Ni-B High Entropy Alloys for Biomedical Application,
Crystals, 10(6), (2020), 527; 1-20.
https://doi.org/10.3390/cryst10060527
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Abstract
The liquid phase separation (LPS) behavior in Co-Cr-based high-entropy alloys (HEAs) is an important target for the development of Co-Cr-based HEAs for metallic biomaterials (BioHEAs). The solidification microstructure in Ag-Co-Cr-Fe-Mn-Ni-Ag, Co-Cr-Cu-Fe-Mn-Ni-Cu, and Co-Cr-Cu-Fe-Mn-Ni-B HEAs, which were designed as the combination of the equiatomic CoCrFeMnNi with Ag, Cu, and the interstitial element of B, was investigated as the fundamental research of LPS in Co-Cr-based HEAs. Ingots of equiatomic AgCoCrFeMnNi, equiatomic CoCrCuFeMnNi, non-equiatomic CoCrCuxFeMnNi (x = 2, 3), and CoCrCuxFeMnNiB0.2 (x = 1, 2, 3) with a small amount of B were fabricated using the arc-melting process. A macroscopic phase-separated structure was observed in the ingots of the equiatomic AgCoCrFeMnNi and CoCrCuxFeMnNiB0.2 (x = 2, 3) HEAs. The addition of a small amount of B enhanced the LPS tendency in the Co-Cr-Fe-Mn-Ni-Cu HEAs. The LPS behavior was discussed through the heat of mixing and computer coupling of phase diagrams and thermochemistry (CALPHAD).Keywords: high-entropy alloys; metallic biomaterials; BioHEAs; liquid phase separation; solidification; microstructure; CALPHAD
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2020.6.18
MDPIの"Crystals"誌にCo-Cr基FCC BioHEA(バイオハイエントロピー合金)の2相分離も用いた研究開発についての論文が受理されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Liquid Phase Separation in Ag-Co-Cr-Fe-Mn-Ni, Co Cr-Cu-Fe-Mn-Ni and Co-Cr-Cu-Fe-Mn-Ni-B High Entropy Alloys for Biomedical Application,
Crystals, (2020) in press. -
2020.6.17
本日の日刊工業新聞朝刊に中野先生のコラムが掲載されました。
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2020.6.16
AMセンターの宣伝用ビデオを制作しました。
リンクはこちら
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2020.6.11
日刊工業新聞の1面トップ記事に中野研で開発されたhcp-Ti基HEAの記事が掲載されています。
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2020.6.10
第40回日本骨形態計測学会若手研究者賞にM1松坂匡晃君が選ばれ内定を受けました。
松坂匡晃:
応力負荷異方性共培養モデル構築におけるオステオサイトを起点とした骨基質配向化機序解明
(共同研究者:松垣あいら、中野貴由) -
2020.6.9
日本金属学会の秋賞受賞者に中野研の4名が内定しました。
○小笹良輔:
日本金属学会 第30回奨励賞(学術部門)
○日比野真也(川崎重工業&中野研D1):
日本金属学会 第30回奨励賞(技術部門)
○中野貴由、石本卓也:
日本金属学会 第10回まてりあ論文賞 -
2020.6.5
Scripta Material誌に中野研で開発された2つの異方性hcp構造を含有するハイエントロピー合金の論文がオープンアクセス論文としてonlineされました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Development of Ti–Zr–Hf–Y–La high-entropy alloys with dual hexagonal-close-packed structure,
Scripta Materialia, 186 (2020), pp.242-246.
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Highlights
•Ti–Zr–Hf–Y–La high-entropy alloys with dual hcp structure were developed.
•Ti–Zr–Hf-rich and Y-La-rich phases were formed.
•Equi-axis dendrite structure was observed in the central area of the ingot.
•Liquid phase separation and segregation formed the dual hcp structure.
•The alloy design was verified based on immiscibility.Abstract
TiZrHfYLa0.2 high-entropy alloys (HEAs) with dual hexagonal-closed-packed (HCP) structures were designed based on the concept of liquid phase separation (LPS) and segregation for enhancing the immiscibility of the constituent elements. The LPS leads to a particular solidification microstructure on the free surface side and Cu-hearth contacted area in the ingots. The dual HCP structures with equi-axis Ti–Zr–Hf dendrite and Y-La-rich interdendrite were observed at most regions of the arc-melted ingots. The mixing enthalpy among the constituent elements and predicted phase diagrams constructed by the Materials Project were effective for the alloy design of the HEAs with dual HCP structures. -
2020.5.29
分担執筆した書籍「3Dプリンタ用材料開発と造形物の高精度化」(株)技術情報協会が出版されました。
小笹良輔、石本卓也、中野貴由:
金属3Dプリンタによる結晶方位制御に基づく高機能積層造形材料の開発、「3Dプリンタ用材料開発と造形物の高精度化」、
技術情報協会、(2020)、 pp.445-454.
詳細はこちらから -
2020.5.28
長崎大小守先生等との共同研究のオステオカルシン(OCN)がコラーゲン線維に対するアパタイト結晶のc軸配向性を決定することを初めて明らかにした研究が「PLoS Getetics」誌にオープンアクセスとして掲載されました。
Takeshi Moriishi, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tomoka Hasegawa, Toshihiro Miyazaki, Wenguang Liu, Ryo Fukuyama, Yuying Wang, Hisato Komori, Xin Qin, Norio Amizuka, Toshihisa Komori*:
Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass,
PLoS Getetics, 16 [5], (2020), e1008586.
https://doi.org/10.1371/ journal.pgen.1008586
論文はこちらから
PDFはこちらからAbstract
The strength of bone depends on bone quantity and quality. Osteocalcin (Ocn) is the most abundant noncollagenous protein in bone and is produced by osteoblasts. It has been previously claimed that Ocn inhibits bone formation and also functions as a hormone to regulate insulin secretion in the pancreas, testosterone synthesis in the testes, and muscle mass. We generated Ocn-deficient (Ocn–/–) mice by deleting Bglap and Bglap2. Analysis of Ocn–/–mice revealed that Ocn is not involved in the regulation of bone quantity, glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass. The orientation degree of collagen fibrils and size of biological apatite (BAp) crystallites in the c-axis were normal in the Ocn–/–bone. However, the crystallographic orientation of the BAp c-axis, which is normally parallel to collagen fibrils, was severely disrupted, resulting in reduced bone strength. These results demonstrate that Ocn is required for bone quality and strength by adjusting the alignment of BAp crystallites parallel to collagen fibrils; but it does not function as a hormone. -
2020.5.26
中野研の骨基質配向性に関する解説が、「BIO Clinica」の7月号に掲載されます。
中野貴由、石本卓也、松垣あいら、小笹良輔:
骨質指標としての骨基質配向性とその変化、クリニカルトピックス、
BIO Clinica、 35 [7]、 (2020)、 PP651-657 (PP61-67). -
2020.5.25
2013年に出版された骨再生時のBone Qualityに関するJBMR(Journal of Bone and Mineral Research)論文がopen-accessになっています。
Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*, Yukichi Umakoshi, Masaya Yamamoto, Yasuhiko Tabata:
Degree of Biological Apatite c-Axis Orientation Rather Than Bone Mineral Density Controls Mechanical Function in Bone Regenerated Using Recombinant Bone Morphogenetic Protein-2,
Journal of Bone and Mineral Research (JBMR), 28 [5], (2013), pp 1170–1179.
DOI: 10.1002/jbmr.1825
論文はこちらから
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The aim of the present study was to assess the bone regeneration process in defects introduced into rabbit long bones, which were regenerated with controlled release of recombinant bone morphogenetic protein-2 (rBMP-2). The orientation of the biological apatite (BAp) c-axis and bone mineral density (BMD) were compared as predictors of bone mechanical function. A 20-mm-long defect was introduced in rabbit ulnas, and 17 mg of rBMP-2 was controlled-released into the defect using a biodegradable gelatin hydrogel as the carrier. In the bone regeneration process, two characteristic phases may have been governed by different factors. First, new bone formation actively occurred, filling the bone defect with newly formed bone tissue and increasing the BMD. This process was regulated by the strong osteoinductive capacity of rBMP-2. Second, after filling of the defect and moderate BMD restoration, preferential BAp c-axis orientation began to increase, coincident with initiation of remodeling. In addition, the BAp c-axis orientation, rather than BMD, was strongly correlated with Young’s modulus, an important index of bone mechanical function, particularly in the later stage of bone regeneration. Thus, preferential BAp c-axis orientation is a strong determinant and predictor of the mechanical function of tissueengineered bone. Therefore, analysis of BAp preferential c-axis orientation in addition to measurement of BMD is crucial in assessment of bone mechanical function. Ⓒ2013 American Society for Bone and Mineral Research. -
2020.5.21
zoomでB4歓迎会を行いました!
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2020.5.20
中野研の論文がWiley発行のJBMR-A(Journal of Biomedical Materials Research Part A)誌の「Top Downloaded Paper 2018-2019」に選ばれました。
中野研の論文がWiley発行のJBMR-A(Journal of Biomedical Materials Research Part A)誌の「Top Downloaded Paper 2018-2019」に選ばれました。
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2020.5.20
日刊工業新聞に共同研究を進める「レーザ積層造形による耐食性の向上」の記事がNIMS堤先生によって公表されました。
ステンレス鋼~耐食性発揮で用途拡大:
2020年5月20日、日刊工業新聞朝刊、25面(科学技術・大学)PDFはこちらから
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2020.5.18
中野先生へ令和2年度科学技術分野での文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)の賞状とメダルなどがを届きました。
中野貴由:
異方性の材料科学に関する研究、
文部科学省、令和2年度4月14日文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)の賞状
科学技術分野のメダル(メダルの図版は古代ローマの建築家ヴィトルヴィウスにより著された「建築十書」(フランス語版1547年刊行)の挿絵と考えられる。科学技術の象徴として、「人類と火の関わり」の図をデザイン化したものである。)
今回の「異方性の材料科学に関する研究」に関する受賞理由
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2020.5.15
骨粗鬆症患者さん向けの骨代謝学会の提言についての掲載
日本骨代謝学会
理事長 福本 誠二新型コロナウイルス感染症(COVID-19)のパンデミックに伴い、骨粗鬆症患者さんの受診、治療継続が困難な状況が見られます。
そこで日本骨代謝学会と日本骨粗鬆症学会ではこのたび、骨粗鬆症治療継続のための提言をまとめました。
診療に従事される医師の方々には診療の一助にしていただき、治療中断による不利益を少しでも低減できることを願うものです。
なおこの提言は American Society for Bone Mineral Research(ASBMR)などによる声明を参考にしております。COVID-19 が一日でも早く終息収束することを願っております。
■骨粗鬆症診療に携わる医療機関の皆様への提言
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2020.5.13
「まてりあ」に昨年度SEEDSプログラムで中野研で研究した近藤さんの記事が掲載されました。
近藤陽香:
私の人生を変えた経験~高血圧と骨の関係解明~、
まてりあ、59 [5], (2020), pp.269.
PDFはこちらから -
2020.5.13
阪大歯学研究科の豊澤研との共同研究が「Bone」誌にon-line掲載されました。
Katsutoshi Hirose, Takuya Ishimoto, Yu Usami, Sunao Sato, Kaori Oya, Takayoshi Nakano, Toshihisa Komori, Satoru Toyosawa*:
Overexpression of Fam20C in osteoblast in vivo leads to increased cortical bone formation and osteoclastic bone resorption,
Bone, 138, (2020) 115414; 1-15
https://doi.org/10.1016/j.bone.2020.115414論文はこちらから
Abstract
Fam20C, which phosphorylates many secretory proteins with S-x-E/pS motifs, is highly expressed in bone and tooth tissues, implying that Fam20C-mediated phosphorylation is critical for regulation of these mineralized tissues. Previous studies of Fam20C-deficient mice revealed that Fam20C plays important roles in bone formation and mineralization. However, Fam20C-deficient mice develop hypophosphatemia, a systemic factor that masks the local effect of Fam20C in the bone tissue; consequently, the local role of Fam20C remains unknown. To elucidate the local function of Fam20C in bone tissue, we studied osteoblast-specific Fam20C transgenic (Fam20C-Tg) mice, which have no alteration in serum calcium and phosphate levels. Fam20C-Tg mice had more highly phosphorylated proteins in bone tissue than wild-type mice. In cortical bone of Fam20C-Tg mice, bone volume, mineralization surface (MS/BS), and mineral apposition rate (MAR) were elevated; in addition, the transgenic mice had an elevated number of vascular canals, resulting in an increased cortical porosity. Osteocyte number was elevated in the transgenics, but osteoblast number was unchanged. The microstructure of bone matrix characterized by the preferential orientation of collagen and apatite, was degraded and thus the mechanical function of bone material was deteriorated. In trabecular bone of Fam20C-Tg mice, bone volume was reduced, whereas MS/BS and MAR were unchanged. Osteoclast number was elevated and eroded surface area was non-significantly elevated with an increased serum CTX-I level, whereas osteoblast number was unchanged. These findings indicated that Fam20C overexpression in osteoblasts promotes cortical bone formation by increasing MS/BS and MAR and promoting osteocyte differentiation, but does not affect trabecular bone formation. Furthermore, Fam20C overexpression indirectly promotes osteoclastic bone resorption in cortical and trabecular bones. Our findings show that osteoblastic Fam20C-mediated phosphorylation in bone tissue regulates bone formation and resorption, and bone material quality. -
2020.5.13
dual-hexagonal構造のTiZrHfYLa0.2高エントロピー合金の開発に成功した論文が、Scripta Materialia誌に受理されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Development of Ti-Zr-Hf-Y-La high-entropy alloys with dual hexagonal-close-packed structure,
Scripta Materialia, (2020), in press. -
2020.5.9
3Dプリンティング(Additive Manufacturing)に関する今後のテクノロジー・ロードマップです。
中野先生が3Dプリンティング(Additive Manufacturing)に関するテクノロジー・ロードマップを示します。
2020年(2021-2030)は2020年11月に出版予定です。中野貴由(分担執筆):
「9-7. 3Dアディティブ・マニュファクチャリング (3D-AM)」、
テクノロジー・ロードマップ 2020-2029 全産業編、日経BP社、2019年11月29日発行、pp.378-381、ISBN: 978-4-296-10436-9.
PDFはこちらから中野貴由(分担執筆):
「9-7. 3D プリンティング」、
テクノロジーロードマップ 2019-2028 全産業編、日経BP社、2018年11月30日発行、pp.386-389、ISBN: 978-4-296-10072-9.
PDFはこちらから中野貴由(分担執筆):
「8-7. 3D プリンティング」、
テクノロジーロードマップ 2018-2027 全産業編、日経BP社、2017年11月28日発行、pp.338-341、ISBN: 978-4-822-25862-7.
PDFはこちらから -
2020.5.9
セラミックス誌に「生体活性ガラスを用いた骨形成促進材料の開発」に関する解説が掲載されました。
李 誠鎬・春日敏宏・中野貴由:
生体活性ガラスを用いた骨形成促進材料の開発、
セラミックス, 55 [3], (2020), pp.150-154.PDFはこちらから
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2020.5.7
Journal of Materials Engineering and Performance誌に東北大、上海大との共同研究論文がオープンアクセスとしてon-line掲載されました。
Qiang Li , Chao Cheng, Junjie Li, Ke Zhang, Kai Zhou, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Kenta Yamanaka, Daixiu Wei, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano:
Low Young‛s Modulus and High Strength Obtained in Ti-Nb-Zr-Cr Alloys by Optimizing Zr Content,
Journal of Materials Engineering and Performance, (2020) on line.
https://doi.org/10.1007/s11665-020-04826-6 -
2020.4.28
オステオカルシンがコラーゲン線維に対してアパタイトの結晶方位を決定する因子であることを発見した論文が「PLOS Genetics」に受理されました。世界的な発見です。
Takeshi Moriishi, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tomoka Hasegawa, Toshihiro Miyazaki, Wenguang Liu, Ryo Fukuyama, Yuying Wang, Hisato Komori, Xin Qin, Norio Amizuka, Toshihisa Komori*:
Osteocalcin is necessary for the alignment of apatite crystallites, but not glucose metabolism, testosterone synthesis, or muscle mass,
PLOS Genetics, (2020), in press. -
2020.4.27
スマートプロセス学会誌(2020年7月号)に中野研の研究に関する解説と論文がそれぞれ掲載されます。
【解説】
松垣あいら、中野貴由:
3Dプリンティングによる生体材料開発と細胞制御への応用、
スマートプロセス学会誌, Vol.9, [4], (2020年7月), pp164-168
【論文】
趙 研、安田弘行*、當代光陽、上田 実、竹山雅夫、中野貴由:
電子ビーム積層造形により作製したTiAl合金の熱間等方圧加圧法による高温疲労特性改善、
スマートプロセス学会誌, Vol.9, [4],(2020年7月), pp180-184 -
2020.4.24
中野先生が分担執筆した書籍「ハイエントロピー合金」が出版されます。
中野貴由(分担執筆):
「6章2項 生体材料」ハイエントロピー合金、
内田老鶴圃、東京、(2020).
書籍の詳細はこちら -
2020.4.24
日刊工業新聞に岡山大松本教授との共同研究の記事が掲載されました。
チタンが金属接着材に、生体軟組織向け 岡山大など
日刊工業新聞朝刊、23面、2020年4月24日 -
2020.4.20
2020年度スマートプロセス学会論文賞に中野研の論文が内定いたしました。
2020年度スマートプロセス学会論文賞に中野研の論文が内定いたしました。
表彰式は2020年11月27日(金)の学術講演会にて行う予定です。天野宏紀、山口祐典、佐々木智章、佐藤豊幸、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形における雰囲気中の酸素がスパッタ発生に与える影響、
Vol.8, No.3, (2019), pp.102-105. -
2020.4.16
日刊工業新聞のコラムに中野先生の文部科学技術大臣表彰に関する記事が掲載されました。
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2020.4.13
鋳造工学会関西支部 支部報 第7号 (2020)に中野研の関係の生体用HEA合金に関する写真が掲載されました。
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2020.4.13
中野研の知財の紹介でライフサイエンス/ナノテクノロジー・材料分野「骨配向化用薬剤、治療薬」が紹介されています。
中野貴由、松垣あいら、石本卓也、小笹良輔:骨配向化用薬剤、治療薬、ライフサイエンス/ナノテクノロジー・材料、pp. 47.
詳しくはこちら
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2020.4.10
中野研へ新B4として7名(GUPTA MRIDUL君、田中健嗣君、西川侑希君、細川智哉君、益田欣宗君、眞鍋光喜君、三浦涼靖君)の配属が決定しました。
これで中野研の新体制が決まりました。皆で力を合わせて頑張っていきましょう。
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2020.4.8
中野研のM1として中野研出身の5名(福島涼君、松坂匡晃君、松本峻君、森田尚昂君、山岡祐介君)が定員通り配属されました。
中野研の中核としてよろしくお願いします。
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2020.4.7
中野先生が「異方性の材料科学に関する研究」で令和2年度 科学技術分野での文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)を受賞することが決定しました。
中野先生が「異方性の材料科学に関する研究」で令和2年度 科学技術分野での文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)を受賞することが決定しました。
中野貴由: 異方性の材料科学に関する研究、文部科学省、令和2年度4月
詳しくはこちらー> https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_00187.html
受賞者PDFはこちらー>https://www.mext.go.jp/content/20200402-mxt_sinkou02-00187_001.pdf
大阪大学のHPの関連記事はこちらからー>http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2020/04/0701
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2020.4.4
中野研で書籍「3Dプリンタ用材料開発と造形物の高精度化」、(株)技術情報協会出版を分担執筆しました。
小笹良輔、石本卓也、中野貴由:
金属3Dプリンタによる結晶方位制御に基づく高機能積層造形材料の開発、
技術情報協会、(2020). -
2020.4.2
エレクトロスピニング法での細線により細胞配向化・基質配向化できることを示した論文がRSC Advancesで公開されました。
Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Takayoshi Nakano*:
Bone apatite anisotropic structure control via designing fibrous scaffolds,
RSC Advances, 10, (2020), 13500–13506, DOI: 10.1039/d0ra01295e.Abstract
Bone tissue has an anisotropic structure, associated with the collagen fibrils' orientation and the c-axis direction of the bone apatite crystal. The bone regeneration process comprises two main phases: bone mineral density restoration (bone quantity), and subsequent recovery of bone apatite c-axis orientation (bone quality). Bone quality is the determinant factor for mechanical properties of bone. Control of osteoblast alignment is one of the strategies for reconstructing bone quality since the collagen/apatite matrix orientation in calcified tissues is dependent on the osteoblast orientation. In this work, fibrous scaffolds designed for reconstruction of bone quality via cell alignment control was investigated. The fibrous scaffolds were fabricated using the electrospinning method with poly(lactic acid) at various fiber collecting speeds. The degree of fiber alignment in the prepared fibrous scaffolds increased with increasing fiber collecting speed, indicating that the fibers were oriented in a single direction. The alignment of osteoblasts on the fibrous scaffolds as well as the subsequent apatite c-axis orientation increased with increasing fiber collecting speed. We successfully controlled cell alignment and apatite c-axis orientation using the designed morphology of fibrous scaffolds. To the best of our knowledge, this is the first report demonstrating that adjusting the degree of fiber orientation for fibrous scaffolds can manipulate the regeneration of bone quality. -
2020.4.1
科研費の採択結果が出ました。中野研は100%採択率で、研究代表者としての新たな研究課題で、松垣先生が基盤研究(A)、小笹先生が若手研究、継続研究として、中野先生が基盤研究(S)、石本先生が基盤研究(A)として採択されました。
【新規課題(研究代表者として)】
◎松垣あいら:科学研究費基盤研究(A)、
「がん転移が骨機能不全をもたらす原理解明ー革新的「骨配向性がん医療」実現を目指して」、
令和2年度~令和5年度、直接経費総額34,300千円(総経費44,590千円)◎小笹良輔:科学研究費若手研究、
「材料工学的手法を基軸とする生体微量金属元素としてのCuによる骨強度制御機構の解明」、
令和2年度~令和3年度、直接経費総額3,300千円(総経費4,290千円)【継続課題(研究代表者として)】
◎中野貴由:科学研究費補助金基盤研究(S)、
「骨異方性誘導のための「異方性の材料科学」の構築」、
平成30年度~令和4年度、直接経費総額148,800千円(総経費193,440千円)◎石本卓也:科学研究費基盤研究(A)、
「骨劣化を生じない新骨機能化インプラントロジー」、
平成31年度~令和4年度、直接経費総額34,600千円(総経費44,980千円) -
2020.4.1
日比野真也さん、Sung-Hyun Parkさんが博士後期課程学生として中野研に仲間入りしました。
日比野真也さん、Sung-Hyun Parkさんが博士後期課程学生として中野研に仲間入りしました。
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2020.4.1
中野先生が大阪大学工学研究科附属異方性カスタム設計・AM研究開発センターのセンター長に就任しました。
中野先生が大阪大学工学研究科附属異方性カスタム設計・AM研究開発センターのセンター長に就任しました。
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2020.3.25
本日卒業式でした。
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2020.3.24
岡山大学医歯薬総合研究科の松本教授との共同研究である「軟組織接着性Ti材料の開発」に関する研究が、「Advanced Materials Interfaces」に掲載されました。
Masahiro Okada, Emilio Satoshi Hara, Atsushi Yabe, Kei Okada, Yo Shibata, Yasuhiro Torii, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Titanium as an Instant Adhesive for Biological Soft Tissue,
Advanced Materials Interfaces, (2020), pp.192089(1-7)
https://doi.org/10.1002/admi.201902089.Abstract
A variety of polymer- and ceramic-based soft-tissue adhesives have been developed as alternatives to surgical sutures, yet several disadvantages regarding the mechanical properties, biocompatibility, and handling hinder their further application particularly when applied for immobilization of implantable devices. Here, it is reported that a biocompatible and tough metal, titanium (Ti), shows instant and remarkable adhesion properties after acid treatment, demonstrated by ex vivo shear adhesion tests with mouse dermal tissues. Importantly, in vivo experiments demonstrate that the acidtreated Ti can easily and stably immobilize a device implanted in the mouse subcutaneous tissue. Collectively, the acid-treated Ti is shown as a solid-state instant adhesive material for biological soft tissues, which can have diverse applications including immobilization of body-implantable devices. -
2020.3.23
日経産業新聞に中野研のコンセプトである「異方性の材料科学」の重要性が紹介されました。
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2020.3.23
日刊工業新聞に金属AMセンターのプロジェクトが紹介されました。
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2020.3.20
エレクトロスピニング法でPLLAを細線化することで、骨芽細胞の配列やアパタイト結晶を一方向に揃えることが可能であることを示した論文がRSC Advancesに受理されました。
Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Takayoshi Nakano*:
Bone apatite anisotropic structure control via designing of fibrous scaffolds,
RSC Advances, (2020), in press. -
2020.3.20
JBMR-Bに東京歯科大との共同研究が掲載されました。ヒトの顎骨アパタイトへの筋肉の影響です。
Masaaki Kasahara, Satoru Matsunaga, Tomoko Someya, Kei Kitamura, Kento Odaka, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Masayuki Hattori:
Micro- and nano-bone analyses of the human mandible coronoid process and tendon-bone enthuses,
JBMR-B, (2020)
DOI: 10.1002/jbm.b.34609 -
2020.3.17
石本先生が、日本金属学会第78回功績賞を受賞しました。
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2020.3.14
Materials Transactions2019年9月号がオープンアクセスになりました。
4つの関係論文があります。
Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima, Takao Hanawa, Masato Ueda, Yoko Yamabe-Mitarai, Tadashi Furuhara, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi:
Preface,
Materials Transactions, 60 [9], (2019), 1732,
https://doi.org/10.2320/matertrans.MPR2019906.M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai, Y. Koizumi, A. Chiba, T. Nakano, T. Kakeshita, Y. Yamabe-Mitarai, S. Kuroda, N. Motohashi, Y. Itsumi, T. Choda:
Quantitative and Qualitative Relationship between Microstructural Factors and Fatigue Lives under Load- and Strain-Controlled Conditions of Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo (Ti-17) Fabricated Using a 1500-ton Forging Simulator,
Materials Transactions, 60 [9]. (2019), 1740-1748,
https://doi.org/10.2320/matertrans.ME201904.Qiang Li, Qiang Qi, Junjie Li, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Yuichiro Koizumi, Daixiu Wei, Kenta Yamanaka, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Xuyan Liu, Deng Pan:
Low Springback and Low Young's Modulus in Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr Alloy Modified by Mo Addition,
Materials Transactions, 60 [9]. (2019), 1755-1762,
https://doi.org/10.2320/matertrans.ME201912.Qiang Li, Xufeng Yuan, Junjie Li, Pan Wang, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Xuyan Liu, Deng Pan:
Effects of Fe on Microstructures and Mechanical Properties of Ti-15Nb-25Zr-(0, 2, 4, 8)Fe Alloys Prepared by Spark Plasma Sintering,
Materials Transactions, 60 [9]. (2019), 1763-176.
https://doi.org/10.2320/matertrans.ME201913.Sungho Lee, Jong Yeong Oh, Soichiro Mukaeyama, Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano:
Preparation of Titanium Alloy/Bioactive Glass Composite for Biomedical Applications via Selective Laser Melting,
Materials Transactions, 60 [9]. (2019), 1779-1784.
DOI https://doi.org/10.2320/matertrans.ME201914 -
2020.3.11
SUS316Lステンレス鋼におけるレーザ3Dプリンタ(SLM)による組織制御の多様性に関する論文がISIJ Internationalにオープンアクセス論文としてon line掲載されました。
Takuya ISHIMOTO, Siqi WU, Yukinobu ITO, Shi-Hai SUN, Hiroki AMANO, Takayoshi NAKANO*:
Crystallographic Orientation Control of 316L Austenitic Stainless Steel via Selective Laser Melting,
ISIJ International, (2020), on line
DOI: https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-744.【Absract】
In recent years, additive manufacturing has attracted attention as a technology that enables control of the crystallographic texture of metallic materials. We achieved successful control of the crystallographic texture of 316L austenitic stainless steel using selective laser melting (SLM). Three distinguished textures were achieved by changing the laser scan speed, namely: the single crystalline-like texture with {001} orientation in the build direction, the crystallographic lamellar texture in which two kinds of grains with {011} and {001} orientations in the build direction are alternately stacked, and polycrystalline with relatively random orientation. The melt pool shape and the solidification behavior (thermal gradient and migration velocity of solid/liquid interface) in a melt pool could be important controlling factors for the evolution of the crystallographic texture under the SLM process. -
2020.3.8
ヒト下顎骨の配向性に関する東京歯科大との共同研究論文が「JBMR-B」に受理されました。
Masaaki Kasahara*, Satoru Matsunaga, Tomoko Someya, Kei Kitamura, Kento Odaka, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Masayuki Hattori:
Micro- and nano-bone analyses of the human mandible coronoid process and tendon-bone enthuses,
Journal of Biomedical Materials: Part B, in press (2020). -
2020.3.6
3月4日にHPのヒット数が290,000件に達しました!
3月4日にHPのヒット数が290,000件に達しました!
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2020.3.2
日本経済新聞朝刊に当研究室で見出した「金属3Dプリンターの活用でステンレス鋼の性能がアップする」ことを示した記事が掲載されました。
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2020.2.27
レーザ加工学会誌2月号に当研究室の316Lステンレス鋼に関する解説が掲載されました。
石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形法による316Lステンレス鋼の組織制御と高機能化、
レーザ学会誌、27 [1]、(2020)、pp.61-63PDFはこちらから
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2020.2.20
毎年恒例の中野研の追いコンが開催されました。
卒業生には、皆からのメッセージや思い出の写真の入った手作りのアルバムとプレゼントが贈呈されました。
門出を祝うとともに寂しさも感じる行事でしたが、盛大に開催することができました。
卒業生の皆様には今後ともご活躍を期待しております。
孫先生、飯島さん、奥田さん、小林くん、佐々木くん、原田くん、森口くん、四方くん
本当にお疲れ様でした。 -
2020.2.18
卒業論文発表会が開催されました。
卒業論文発表会が開催され、中野研の4年生7名(四方君、福島君、松坂君、松本君、森田君、山岡君、若林君)全員が立派に発表を終えました。お疲れさまでした。
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2020.2.12
修士論文発表会が開催されました。
修士論文発表会が開催され、中野研の修士2年生6名(飯島さん、奥田さん、小林君、佐々木君、原田君、森口君)全員が立派に発表を終えました。お疲れさまでした。
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2020.2.9
Dental Materials Journalにラット尾懸垂による低配向化の論文が掲載されました。
Kosuke NAKAJIMA, Satoru MATSUNAGA*, Toshiyuki MORIOKA, Takayoshi NAKANO, Shinichi ABE, Yoshitaka FURUYA, Yasutomo YAJIMA:
Effects of unloading by tail suspension on biological apatite crystallite alignment in mouse femur,
Dental Materials Journal, (2020), on line.
https://doi.org/10.4012/dmj.2019-187
Article ID: 2019-187, Published: 2020
[Advance publication] Released: February 07, 2020.
論文はこちらから
PDFはこちらからAbstract
The aim of this study was clarify the effects of reducing various functional pressures essential for the maintenance of bone homeostasis. Femoral bone mineral density (BMD) and biological apatite (BAp) crystallite alignment were measured in conventionally reared and hindlimb-unloaded mice. The femur was divided into 10 equal segments perpendicular to the longitudinal axis of the bone and measurements were performed on the cortical bone in the five segments closest to the midpoint of the femur. Significantly lower BMD and BAp alignment in the longitudinal (Z-axis) direction were observed in the hindlimb-unloaded group. The present findings suggest that unloading by tail suspension significantly decreases not only mouse femoral bone mass but also BAp crystallite alignment, although minimal uniaxial preferential alignment is retained.●あわせて既掲載の下記論文をお読みください。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano*:
Unloading-Induced Degradation of the Anisotropic Arrangement of Collagen/Apatite in Rat Femurs,
Calcif Tissue Int, 100 (2017) 87–94.
論文はこちらから
PDFはこちらからAbstract
The specific orientation of collagen and biological apatite (BAp) is an anisotropic feature of bone micro-organization; it is an important determinant of bone mechanical function and performance under anisotropic stress. However, it is poorly understood how this microstructure orientation is altered when the mechanical environment changes. We hypothesized that the preferential orientation of collagen/BAp would change in response to changes in mechanical conditions, similar to the manner in which bone mass and bone shape change. In the present study, we investigated the effect of unloading (removal of anisotropic stress) on the preferential orientation of collagen/BAp using a rat sciatic neurectomy model. Bone tissue that formed under unloaded conditions showed a more disordered collagen/BAp orientation than bone tissue that formed under physiological conditions. Coincidentally, osteocytes in unloaded bone displayed spherical morphology and random alignment. To the best of our knowledge, this study is the first to demonstrate the degradation of preferential collagen/BAp orientation in response to unloading conditions. In summary, we identified alterations in bone material anisotropy as an important aspect of the bone’s response to unloading, which had previously been examined with regard to bone loss only. -
2020.2.6
本日の日刊工業新聞に中野研が中心に進める経済産業省の「地域新成長産業創出促進事業費補助金(地域未来オープンイノベーション・プラットフォーム構築事業)」に関する記事が掲載されています。
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2020.2.4
チタン誌1月号に中野研関連の研究報告の記事が掲載されました。
生体用bcc型ハイエントロピー合金の設計と開発に関する内容です。
當代光陽、永瀬丈嗣、中野貴由:
純チタンに匹敵する生体適合性を有する生体用bcc型ハイエントロピー合金の設計と開発、
チタン, 68 [1], January, (2020),pp.59-63PDFはこちらから
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2020.1.31
Co-Cr-Mo合金をベースにしたHEA合金に関する論文が「Materials Transactions」誌に早期公開されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Development of Co-Cr-Mo-Fe-Mn-W and Co-Cr-Mo-Fe-Mn-W-Ag High-Entropy Alloys Based on Co-Cr-Mo Alloys,
Materials Transactions, (2020) Advance View,
PDFはこちらから -
2020.1.29
本日の日刊工業新聞に立命館大学飴山先生との共同研究の成果が掲載されています。
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2020.1.23
オーステナイト系ステンレス鋼のAMによる結晶方位制御に関する論文が「ISIJ International」に受理されました。
Takuya Ishimoto, Siqi Wu, Yukinobu Ito, Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano:
*Crystallographic orientation control of 316L austenitic stainless steel via selective laser melting,
ISIJ International, 60 [8], (2020), in press. -
2020.1.21
軽金属学会誌1月号にHEA合金に関する当研究室の解説が掲載されました。
當代光陽、永瀬丈嗣、中野貴由:
軽金属元素を含むハイエントロピー合金とBCC型生体用ハイエントロピー合金の開発と展望、
軽金属学会誌、70 [1]、(2020)、pp.14-23PDFはこちらから
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2020.1.15
立命館大飴山先生との共同研究が「Materials Transactions」誌に受理されました。
Bhupendra, Sharma, Sanjay Vajpa, Mie Kawabata, Takayoshi Nakano, Kei Ameyama:
Microstructure and mechanical behavior of Ti-25Nb-25Zr alloy prepared from pre-alloyed and hydride-mixed elemental powders,
Materials Transactions, (2020) in press. -
2020.1.14
本日の日刊工業新聞に東京歯科大との共同研究の成果が掲載されています。
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2020.1.14
中野研定例報告会とその後に研究室新年会を行いました。
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2020.1.14
溶接学会誌1月号に中野先生のAMプロジェクトに関する解説が掲載されました。
中野貴由:
SIP 第1 期・SIP第2 期・経産省地域新成長産業創出促進事業:レーザ金属Additive Manufacturingによる材料組織ならびに原子配列制御、
溶接学会誌, 89 [1], (2020), 27-37.記事はこちらから
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2020.1.11
中野先生が2019年秋季合同学会(第99回日本獣医麻酔外科学会・第111回日本獣医循環器学会・第66回日本獣医画像診断学会)の2019年秋季合同学会企画 『骨・軟骨における再生医療の未来像』で招待講演を行いました。
中野貴由:
新骨質指標としてのアパタイト/コラーゲンの配向性と金属3Dプリンタを含む骨再生医療への応用、
令和2年1月11日(土)9:00~10:00、大阪国際交流センター第9会場(大ホール 1F)講演の様子
学会の基調講演者とともに(左から、佐々井大会長、妻木先生、中野先生、黒田先生、西田先生)
卒業生で獣医になった八野田先生と久しぶりの再会。左から、八野田先生、佐々井大会長、中野先生)
中野先生が情報交換会で乾杯前に挨拶
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2020.1.1
新年明けましておめでとうございます
昨年の共同研究者の先生方、ご指導いただいた関連の先生方に御礼申し上げるとともに、今年1年間さらになる「異方性の材料科学」の構築に向け邁進していく所存です。本年もご指導のほどよろしくお願い申し上げます。
中野研一同
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2019.6.25
大阪府工業協会主催、阪大AMセンター後援の研究会が今年で6回目となり、例年通り中野先生が最初に基調講演を行いました。
大阪府工業協会主催、阪大AMセンター後援の研究会が今年で6回目となり、例年通り中野先生が最初に基調講演を行いました。今年から金属造形を中心に展開し、定員がいっぱいになりました。来年の1月まで続きます。
第1部
「金属積層3D プリンタによる製造と技術」
大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻・教授
大阪大学異方性カスタム設計・AM研究開発センター・副センター長(兼任)
中 野 貴 由
「3Dプリンタ実践活用研究会」
2019年6月25日(火)13:30~
主催:公益社団法人 大阪府工業協会 -
2019.6.24
平成31年度卒業アルバム用集合写真撮影を行いました。
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2019.6.21
中野研究室にて骨基質の配列因子を特定したことに関する記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2019.6.20
当研究室ならびに当研究室出身のM2の皆さんの就職内々定お祝い会を行いました。
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2019.6.17
中野研と古野電気らとの「骨の配向性を超音波で測る」手法に関する装置に関する記事が、日本経済新聞の朝刊に掲載されました。
中野研と古野電気らとの「骨の配向性を超音波で測る」手法に関する装置に関する記事が、日本経済新聞の朝刊に掲載されました。
大阪大学、骨の健康度超音波で計測、
日本経済新聞朝刊(9面:科学技術面)、2019年6月17日 -
2019.6.17
小笹先生の第39回日本骨形態計測学会若手研究賞の受賞が内定いたしました。
小笹先生の第39回日本骨形態計測学会若手研究賞の受賞が内定いたしました。
表彰は7月5日に行われます。小笹良輔:
骨粗鬆症におけるコラーゲン/アパタイト配向性とヤング率の変化、
第39回日本骨形態計測学会若手研究賞、2019年7月5日 -
2019.6.17
現代化学7月号で当研究室の記事が掲載されます。
現代化学7月号で当研究室の記事が掲載されます。
松垣あいら、中野貴由:
応力による骨のリモデリング~骨の配向性と骨再生を促す表面形態、
現代化学7月号、(No.580)、東京化学同人、(2019)、pp.56-59PDFはこちらから
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2019.6.11
中野先生が、仏ナントで開催のThe 14th World conference on Titaniumに出席しています。
中野先生が、フランスナントで開催のThe 14th World conference on Titaniumに出席しています。
Takayoshi Nakano, Takuya Ishimoto, Aira Matsugaki, Koji Hagihara, Yuichiro Koizumi and Ryosuke Ozasa:
Control of crystallographic orientation by metal additive manufacturing process of β-type Ti alloys based on the bone tissue anisotropy,
Nantes, France, (2019), 8:20-8:40, 12th, June, 2019.講演をされる中野先生
16年ぶりに、FRANCE ONERA研究所で仲間だったDr. Yu Lung Chu先生と偶然にも再会しました。
Orland大に移動していたことを聞いていましたが、University of Birminghamに移動しているとのことです。 -
2019.6.7
石本先生が、日本金属学会 第16回村上奨励賞に、當代先生らが、第9回まてりあ論文賞に内定しました。
石本先生が 日本金属学会 第16回村上奨励賞に、當代先生らの執筆した以下の記事が 第9回まてりあ論文賞に内定しました。
授賞式は9月11日に岡山大学にて行われます。當代光陽、石本卓也、松垣あいら、中野貴由:
次世代生体材料開発に向けた設計指針の構築、
日本金属学会、第9回まてりあ論文賞、岡山大学、2019年9月11日 -
2019.6.6
ヒトの骨に対して超音波による非侵襲法にて骨質パラメータ―としてのアパタイト配向性を解析可能であることを示した論文が「Bone」誌にopen-access誌として掲載されました.
ヒトの骨に対して超音波による非侵襲法にて骨質パラメータ―としてのアパタイト配向性を解析可能であることを示した論文が「Bone」誌にopen-access誌として掲載されました。
Takuya Ishimoto, Ryoichi Suetoshi, Dorian Cretin, Koji Hagihara, Jun Hashimoto, Akio Kobayashi, Takayoshi Nakano*:
Quantitative ultrasound (QUS) axial transmission method reflects anisotropy in micro-arrangement of apatite crystallites in human long bones: A study with 3-MHz-frequency ultrasound,
Bone, 127, (2019), 82-90
https://doi.org/10.1016/j.bone.2019.05.034.Abstract
Anisotropic arrangement of apatite crystallites, i.e., preferential orientation of the apatite c-axis, is known to be an important bone quality parameter that governs the mechanical properties. However, noninvasive evaluation of apatite orientation has not been achieved to date. The present paper reports the potential of quantitative ultrasound (QUS) for noninvasive evaluation of the degree of apatite orientation in human bone for the first time. A novel QUS instrument for implementation of the axial transmission (AT) method is developed, so as to achieve precise measurement of the speed of sound (SOS) in the cortex (cSOS) of human long bone. The advantages of our QUS instrument are the following: (i) it is equipped with a cortical bone surface-morphology detection system to correct the ultrasound transmission distance, which should be necessary for AT measurement of long bone covered by soft tissue of non-uniform thickness; and (ii) ultrasound with a relatively high frequency of 3 MHz is employed, enabling thickness-independent cSOS measurement even for the thin cortex by preventing guide wave generation. The reliability of the proposed AT measurement system is confirmed through comparison with the well-established direct transmission (DT) method. The cSOS in human long bone is found to exhibit considerable direction-dependent anisotropy; the axial cSOS (3870 ± 66 m/s) is the highest, followed by the tangential (3411 ± 94 m/s) and radial (3320 ± 85 m/s) cSOSs. The degree of apatite orientation exhibits the same order, despite the unchanged bone mineral density. Multiple regression analysis reveals that the cSOS of human long bone strongly reflects the apatite orientation. The cSOS determined by the AT method is positively correlated with that determined by the DT method and sensitively reflects the apatite orientation variation, indicating the validity of the AT instrument developed in this study. Our instrument will be beneficial for noninvasive evaluation of the material integrity of the human long-bone cortex, as determined by apatite c-axis orientation along the axial direction.論文はこちらから
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2019.6.5
中野先生が粉体粉末冶金協会2019年度春季大会(第123回講演大会)にて「粉末成形・加工による特異組織構造形成と高次機能化」セッションにおいて特別講演(Special invited lecture)を行いました。
中野先生が粉体粉末冶金協会2019年度春季大会(第123回講演大会)にて「粉末成形・加工による特異組織構造形成と高次機能化」セッションにおいて特別講演(Special invited lecture)を行いました。
中野貴由、石本卓也:
金属Additive Manufacturingによる特異組織構造形成と高次機能化、
東京工業大学すずかけ台キャンパス・大学会館(第II会場 (2F、集会室1)、2019年6月5日(水) 9:00~9:30 -
2019.6.3
中野先生の日本骨代謝学会・学術賞(基礎系)の受賞が内定いたしました。
中野先生の日本骨代謝学会・学術賞(基礎系)の受賞が内定いたしました。
授賞式・受賞講演は10月13日です。
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2019.5.30
5月30日にHPのヒット、270,000件を達成いたしました!
5月30日にHPのヒット、270,000件を達成いたしました!
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2019.5.29
中野研が分担執筆した『無機/有機材料の表面処理・改質による生体適合性付与』がシーエムシー出版より発刊されました。
中野研が分担執筆した『無機/有機材料の表面処理・改質による生体適合性付与』がシーエムシー出版より発刊されました。
小笹良輔, 石本卓也, 中野貴由(分担執筆):
生体用金属材料への異方性付与による組織形成・配向化制御,
無機/有機材料の表面処理・改質による生体適合性付与(蓜島由二監修), シーエムシー出版, (2019).詳しくはこちら
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2019.5.27
ヒトの骨に対して超音波による非侵襲法にて骨質パラメータ―としてのアパタイト配向性を解析可能であることを示した論文が「Bone」誌に受理されました。
ヒトの骨に対して超音波による非侵襲法にて骨質パラメータ―としてのアパタイト配向性を解析可能であることを示した論文が「Bone」誌に受理されました。
Takuya Ishimoto#, Ryoichi Suetoshi#, Dorian Cretin, Koji Hagihara, Jun Hashimoto, Akio Kobayashi, Takayoshi Nakano*:
Quantitative ultrasound (QUS) axial transmission method reflects anisotropy in micro-arrangement of apatite crystallites in human long bones: A study with 3-MHz-frequency ultrasound,
Bone, (2019) in press
These authors (#) contributed equally to this work. -
2019.5.26
大阪大学SEEDSプログラム実感コース「実感科学研究」の第2回目を開催しました。
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2019.5.22
Kim先生が中野研を訪問され、特別講演を行って頂きました。
Kim先生が中野研を訪問され、特別講演を行って頂きました。
Special Lecture1
Prof. Young-Won Kim & Prof. Sang-Lan Kim:
Gammaloy Materials Technologies at Two Different Use - Temperature Regimes based on anisotropic microstructure control,
R4-2F Seminar Room, Osaka University, 22th May 2019, 10:00-12:00Special Lecture2
Prof. Young-Won Kim & Prof. Sang-Lan Kim:
Evolution of Anisotropic Microstructures in Gamma TiAl Alloys,
R4-2F Seminar Room, Osaka University, 22th May 2019, 13:00-15:00集合写真
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2019.5.18
中野先生が分担執筆した「Metals for Biomedical Devices -Second Edition (Edited by M. Niinomi)」がElsevier (Woodhead Publishing) から出版されました。
中野先生が分担執筆した「Metals for Biomedical Devices –Second Edition (Edited by M. Niinomi)」がElsevier (Woodhead Publishing) から出版されました。
中野先生は「Part 2: Mechanical behavior, degradation, and testing of metals for biomedical devices」を担当し、Additive Manufacturingや骨の異方性を考慮した新たな金属医療デバイスの創製に関する力学機能の基礎について執筆しました。Takayoshi Nakano (Collected written):
Mechanical behavior, degradation, and testing of metals for biomedical devices, Metals for Biomedical Devices –Second Edition (Edited by M. Niinomi),
Elsevier (Woodhead Publishing), (2019) pp.97-126.執筆目次
Part 2: Mechanical behavior, degradation, and testing of metals for biomedical devices
3 Physical and mechanical properties of metallic biomaterials 97
3.1 Introduction 97
3.2 Metallic biomaterials which can realize sufficient mechanical
properties for use in vivo 97
3.3 Methods for strengthening metallic biomaterials 110
3.4 Phase rule and phase diagram 111
3.5 Deformation and recovery, recrystallization, and grain
ripening 114
3.6 Microstructure and related mechanical properties in typical metallic
biomaterials 115
3.7 Development of metallic biomaterials based on biological bone
tissues 116
3.8 Additive manufacturing technology for developing metallic
biomaterials 121
3.9 Summary 126
Acknowledgments 126
References 126本はこちらから
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2019.5.13
「スマートプロセス学会誌」7月号に中野研関連解説・論文が受理されました。
「スマートプロセス学会誌」に中野研関連解説・論文が受理されました。
石本卓也:
骨への応力遮蔽低減のためのAdditive Manufacturingプロセスによるβ型チタン合金の組織制御、
スマートプロセス学会誌、8 [4] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(2)」、(2019)、in press.Oh Jong Yeong、Takuya Ishimoto、Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano:
Crystallographic texture formation of pure tantalum by selective laser melting method、
スマートプロセス学会誌、8 [4] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(2)」、(2019)、in press. -
2019.5.13
「スマートプロセス学会誌」5月号に中野研関連解説・論文が掲載されました。
「スマートプロセス学会誌」に中野研関連解説・論文が掲載されました。
安田弘行、趙研、當代光陽、中野貴由、上田実、近藤大介、唐土庄太郎、池田亜矢子、竹山雅夫:
Additive ManufacturingプロセスによるTiAl金属間化合物の組織制御と力学特性、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019)、pp.78-83.萩原幸司、石本卓也、孫世海、中野貴由:
Additive Manufacturingプロセスによるシリサイド金属間化合物の結晶方位・組織制御、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019)、pp.84-89.天野宏紀、佐々木智章、野村祐司、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形における雰囲気中の酸素がスパッタ発生に与える影響、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019)、pp.102-105.岡田竜太朗、野村嘉道、井頭賢一郎、中野貴由:
Additive ManufacturingプロセスによるNi基超合金のクリープ特性向上に向けた異方性組織制御、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019)、pp.106-111 . -
2019.5.11
MDPIの「Entropy誌にTiNbTaZrを基本組成とするMEA (medium-entropy alloy)ならびにHEA (high-entropy alloy)の凝固組織に関する研究成果がopen access articleとして掲載されました。
MDPIの「Entropy」誌にTiNbTaZrを基本組成とするMEA (medium-entropy alloy)ならびにHEA (high-entropy alloy)の凝固組織に関する研究成果がopen access articleとして掲載されました。
Takeshi Nagase, Kiyoshi Mizuuchi, Takayoshi Nakano*:
Solidification microstructures of the ingots obtained by arc-melting and cold crucible levitation melting in an equiatomic TiNbTaZr medium-entropy alloy and TiNbTaZrX (X = V, Mo, W) high-entropy alloys,
Entropy, 21(5), (2019) pp.483: 1-17Abstract
The solidification microstructures of the TiNbTaZr medium-entropy alloy and TiNbTaZrX (X = V, Mo, and W) high-entropy alloys (HEAs), including the TiNbTaZrMo bio-HEA, were investigated. Equiaxed dendrite structures were observed in the ingots that were prepared by arc melting, regardless of the position of the ingots and the alloy system. In addition, no significant difference in the solidification microstructure was observed in TiZrNbTaMo bio-HEAs between the arc-melted (AM) ingots and cold crucible levitation melted (CCLM) ingots. A cold shut was observed in the AM ingots, but not in the CCLM ingots. The interdendrite regions tended to be enriched in Ti and Zr in the TiNbTaZr MEA and TiNbTaZrX (X = V, Mo, and W) HEAs. The distribution coefficients during solidification, which were estimated by thermodynamic calculations, could explain the distribution of the constituent elements in the dendrite and interdendrite regions. The thermodynamic calculations indicated that an increase in the concentration of the low melting-temperature V (2183 K) leads to a monotonic decrease in the liquidus temperature (TL), and that increases in the concentration of high melting-temperature Mo (2896 K) and W (3695 K) lead to a monotonic increase in TL in TiNbTaZrXx (X = V, Mo, and W) (x = 0 − 2) HEAs.
PDFはこちらから
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2019.5.6
MDPIの「Entropy誌にTiNbTaZrを基本組成とするMEA (medium-entropy alloy)ならびにHEA (high-entropy alloy)の凝固組織に関する研究成果がopen access articleとして受理されました。
MDPIの「Entropy誌にTiNbTaZrを基本組成とするMEA (medium-entropy alloy)ならびにHEA (high-entropy alloy)の凝固組織に関する研究成果がopen access articleとして受理されました。
Takeshi Nagase, Kiyoshi Mizuuchi, Takayoshi Nakano*:
Solidification microstructures of the ingots obtained by arc-melting and cold crucible levitation melting in an equiatomic TiNbTaZr medium-entropy alloy and TiNbTaZrX (X = V, Mo, W) high-entropy alloys,
Entropy (2019) in press. -
2019.4.27
中野研恒例のBBQを行いました。
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2019.4.27
Ti合金の荷重およびひずみ制御条件下における微細構造因子と疲労寿命の定量的および定性的な関係に関する新家先生との共同研究が「Materials Transactions」誌に早期公開されました。
Ti合金の荷重およびひずみ制御条件下における微細構造因子と疲労寿命の定量的および定性的な関係に関する新家先生との共同研究が「Materials Transactions」誌に早期公開されました。
M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai, Y. Koizumi, A. Chiba, T. Nakano, T. Kakeshita, Y. Yamabe-Mitarai, S. Kuroda, N. Motohashi, Y. Itsumi, T. Choda:
Quantitative and Qualitative Relationship between Microstructural Factors and Fatigue Lives under Load- and Strain-Controlled Conditions of Ti–5Al–2Sn–2Zr–4Cr–4Mo (Ti-17) Fabricated Using a 1500-ton Forging Simulator,
Materials Transactions, (2019)
DOI:10.2320/matertrans.ME201904論文はこちらから入手できます。
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2019.4.26
骨代謝学会HPの1st Authorに、小笹先生が執筆した「Calcified Tissue International」誌の記事が掲載されています。
「骨粗鬆症はラット椎体皮質骨のコラーゲン/アパタイト配向性とヤング率を変化させる」(Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Sayaka Miyabe, Jun Hashimoto, Makoto Hirao, Hideki Yoshikawa, Takayoshi Nakano*: Osteoporosis changes collagen/apatite orientation and Young’s modulus in vertebral cortical bone of rat, Calcified Tissue International, 104 [4], (2019), pp.449-460., DOI:10.1007/s00223-018-0508-z)という題名で、骨粗鬆症が骨配向性と骨強度を最適値から著しく変化させることを示した論文です。
こちらからアクセスできます。
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2019.4.24
金属Additive Manufacturingにより混合粉末で結晶配向性を持つTi系合金を作製することに成功した論文が「Materials & Design」誌にopen access journalとして掲載されました。
金属Additive Manufacturingにより混合粉末で結晶配向性を持つTi系合金を作製することに成功した論文が「Materials & Design」誌にopen access journalとして掲載されました。
Takeshi Nagase, Takao Hori, Mitsuharu Todai, Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano*:
Additive manufacturing of dense components in beta-titanium alloys with crystallographic texture from a mixture of pure metallic element powders,
Materials & Design, 173 [107771], (2019) pp.1-10
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107771Abstract
The fabrication of dense components composed of Ti-based alloys, i.e., Ti-X (X=Cr, Nb, Mo, Ta) alloys, from a mixture of pure elemental powders was achieved using selective laser melting (SLM) process. The Ti-Cr alloys comprise β-Ti single-phase components without any non-molten particles and macroscopic defects. The crystallographic texture of these β-Ti-Cr alloys can be controlled effectively by optimizing the build parameters. The development of {001}〈100〉crystallographic orientation during the SLM process is discussed based on the solidification process focusing on the columnar cell growth in the melt pool. These results demonstrate the possibility of fabricating the Ti-based alloy components with well-developed crystallographic texture from the mixture of pure elemental powders using the process of SLM.
論文はこちらから
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2019.4.21
大阪大学SEEDSプログラム実感コース「実感科学研究」の第1回目を開催しました。
大阪大学SEEDSプログラム実感コース「実感科学研究」の第1回目を開催しました。
本プログラムは傑出した科学技術人材発見と早期育成を目指す、大阪大学が主催する中・高校生を対象にした教育プログラムです。
中野研究室では兵庫県立尼崎稲園高等学校からの受講生を受入れ、「病気で骨が脆くなるメカニズムを解明しよう」を研究テーマとして受講生とともに研究を行います。
第1回目は、中野先生による研究紹介から始まり、小笹先生によるX線の安全な取り扱い方についての講義、その後に研究設備・装置の見学などを行いました。次回から本格的に研究が始まります。良い研究になるように、一緒に頑張りましょう!中野先生による講義の様子
小笹先生による講義の様子
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2019.4.18
中野研で、レーザ積層造形法を用いてTi合金と生体活性型バイオガラス複合体の合成に成功した論文が「Materials Transactions」誌に受理されました。
中野研で、レーザ積層造形法を用いてTi合金と生体活性型バイオガラス複合体の合成に成功した論文が「Materials Transactions」誌に受理されました。
Sungho Lee, Jong Yeong Oh, Soichiro Mukaeyama, Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano*:
Preparation of Titanium Alloy/Bioactive Glass Composite for Biomedical Applications via Selective Laser Melting,
Materials Transactions, (2019) in press. -
2019.4.18
中野研が共同研究していたチタン合金の研究が、「東北大と阪大、「無拡散等温オメガ変態」という新しい相転移が存在することを実証し相転移機構を解明」として、プレスリリースしました。
中野研が共同研究していたチタン合金の研究が、「東北大と阪大、「無拡散等温オメガ変態」という新しい相転移が存在することを実証し相転移機構を解明」として、プレスリリースしました。
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2019.4.17
Tspan11が細胞配列を介した直交化配向基質の制御因子の1つであることを見出した論文が、「Biomaterials」誌(IF=8.8)にopen access journalとして掲載されました。
Tspan11が細胞配列を介した直交化配向基質の制御因子の1つであることを見出した論文が、「Biomaterials」誌(IF=8.8)にopen access journalとして掲載されました。
Yohei Nakanishi, Aira Matsugaki, Kosuke Kawahara, Takafumi Ninomiya, Hiroshi Sawada, Takayoshi Nakano*:
Unique arrangement of bone matrix orthogonal to osteoblast alignment controlled by Tspan11-mediated focal adhesion assembly,
Biomaterials, 209, (2019) pp.103-110
DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.04.016Abstract
During tissue construction, cells coordinate extracellular matrix (ECM) assembly depending on the cellular arrangement. The traditional understanding of the relationship between the ECM and cells is limited to the orientation-matched interaction between them. Indeed, it is commonly accepted that the bone matrix (collagen/apatite) is formed along osteoblast orientation. Nonetheless, our recent findings are contrary to the above theory; osteoblasts on nanogrooves organize formation of the bone matrix perpendicular to cell orientation. However, the precise molecular mechanisms underlying the orthogonal organization of bone matrix are still unknown. Here, we show that mature fibrillar focal adhesions (FAs) facilitate the perpendicular arrangement between cells and bone matrix. The osteoblasts aligned along nanogrooves expressed highly mature fibrillar FAs mediated by integrin clustering. Microarray analysis revealed that Tspan11, a member of the transmembrane tetraspanin protein family, was upregulated in cells on the nanogrooved surface compared with that in cells on isotropic, flat, or rough surfaces. Tspan11 silencing significantly disrupted osteoblast alignment and further construction of aligned bone matrix orthogonal to cell orientation. Our results demonstrate that the unique bone matrix formation orthogonal to cell alignment is facilitated by FA maturation. To the best of our knowledge, this report is the first to show that FA assembly mediated by Tspan11 determines the direction of bone matrix organization.論文はこちらから
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2019.4.17
産研、東北大との共同研究の新しいTi合金の変態機構に関する研究が、「Physical Review Materials」誌に掲載されました。
産研、東北大との共同研究の新しいTi合金の変態機構に関する研究が、「Physical Review Materials」誌に掲載されました。
Masakazu Tane, Hiroki Nishiyama, Akihiro Umeda, Norihiko, L. Okamoto, Koji Inoue, Martin Luckabauer, Yasuyoshi Nagai, Tohru Sekino, Takayoshi Nakano, Tetsu Ichitsubo:
Diffusionless isothermal omega transformation in titanium alloys driven by quenched-in compositional fluctuations,
Physical Review Materials 3, 043604, (2019) pp.1-9
Abstract
In titanium alloys, the ω(hexagonal)-phase transformation has been categorized as either a diffusion-mediated isothermal transformation or an athermal transformation that occurs spontaneously via a diffusionless mechanism. Here we report a diffusionless isothermal ω transformation that can occur even above the ω transformation temperature. In body-centered cubic β-titanium alloyed with β-stabilizing elements, there are locally unstable regions having fewer β-stabilizing elements owing to quenched-in compositional fluctuations that are inevitably present in thermal equilibrium. In these locally unstable regions, diffusionless isothermal ω transformation occurs even when the entire β region is stable on average so that athermal ω transformation cannot occur. This anomalous, localized transformation originates from the fluctuation-driven localized softening of 2/3[111]β longitudinal phonon, which cannot be suppressed by the stabilization of β phase on average. In the diffusionless isothermal and athermal ω transformations, the transformation rate is dominated by two activation processes: a dynamical collapse of {111}β pairs, caused by the phonon softening, and a nucleation process. In the diffusionless isothermal transformation, the ω-phase nucleation, resulting from the localized phonon softening, requires relatively high activation energy owing to the coherent β/ωinterface. Thus, the transformation occurs at slower rates than the athermal transformation, which occurs by the widely spread phonon softening. Consequently, the nucleation probability reflecting the β/ω interface energy is the rate-determining process in the diffusionless ω transformations.
論文はこちらから -
2019.4.13
応用理工学科4組の新入生クラスハイキングを行いました。
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2019.4.12
新B4歓迎会を行いました!
4/12(金)に新B4歓迎会を行いました。
新しく配属された新B4の四方君、福島君、松坂君、松本君、森田君、山岡君、若林君の7名です。
スタッフ、学生全員で頑張っていきましょう!前列左から山岡君、四方君、森田君、松坂君、松本君、福島君、若林君
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2019.4.11
Tspan11が細胞配列を介した直交化配向基質の制御因子の1つであることを見出した論文が、「Biomaterials」誌(IF=8.8)に受理されました。
Tspan11が細胞配列を介した直交化配向基質の制御因子の1つであることを見出した論文が、「Biomaterials」誌(IF=8.8)に受理されました。
Yohei Nakanishi, Aira Matsugaki, Kosuke Kawahara, Takafumi Ninomiya, Hiroshi Sawada, Takayoshi Nakano*:
Unique arrangement of bone matrix orthogonal to osteoblast alignment controlled by Tspan11-mediated focal adhesion assembly,
Biomaterials, (2019) in press. -
2019.4.11
原茂太名誉教授の幹事のもと、阪大冶金学科昭和38年卒業生の先輩方がマテリアル生産科学専攻、ならびに中野研究室・阪大AMセンターなどを見学されました。
原茂太名誉教授の幹事のもと、阪大冶金学科昭和38年卒業生の先輩方がマテリアル生産科学専攻、ならびに中野研究室・阪大AMセンターなどを見学されました。先輩方から刺激をいただく大変良い機会となりました。
集合写真@材料系研究棟(R棟)前
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2019.4.5
中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日、新M1の配属が行われました。内部進学者の中野研出身5名と外部推薦枠で1名の合計6名が配属になりました。また、今年度から中野研の一員となった天野さんと樋本さんも加わり、より一層賑やかな研究室がスタートします。4月12日には新B4が配属されます。
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2019.4.3
中野先生が金属積層3Dプリンタ研究会を開催し、講演を行います。
中野先生が金属積層3Dプリンタ研究会を開催し、講演を行います。
本研究会は金属積層3Dプリンタの技術紹介、活用事例を中心とした情報交換を目的としております。
是非本研究会にご出席を賜りたくご案内申し上げます。【開催概要】
●日時:2019年6月25日-2020年1月28日
●場所:大阪府工業協会研究室(大阪府大阪市中央区本町2-6-12 サンマリオンNBFタワー4F)
●定員:30名(定員に達し次第締め切ります)
●参加対象:企業経営者、開発設計・生産技術の管理者、技術者および担当者申し込み、開催概要の詳細はこちらから
【講演内容】
中野貴由:
金属積層3Dプリンタによる製造と技術、
金属積層3Dプリンタ研究会、大阪府工業協会研究室(大阪府大阪市中央区本町2-6-12 サンマリオンNBFタワー4F)、2019年6月25日 -
2019.4.1
チタンならびにチタン合金に着目したAdditive Manufacturingの技術紹介に関する記事がまてりあに掲載されました。
チタンならびにチタン合金に着目したAdditive Manufacturingの技術紹介に関する記事がまてりあに掲載されました。
中野貴由、石本卓也:
チタンならびにチタン合金のAdditive Manufacturingプロセス、
まてりあ,58[4],(2019),pp.181-187.pdfはこちらから
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2019.4.1
石本准教授が平成31年度科研費 基盤研究(A)に新規採択されました。さらに、中野先生が科研費 基盤研究(S)、萌芽研究(開拓)、松垣先生が若手研究(A)に継続採択されました。
石本准教授が平成31年度科研費 基盤研究(A)に新規採択されました。さらに、中野先生が科研費 基盤研究(S)、萌芽研究(開拓)、松垣先生が若手研究(A)に継続採択されました。
これまで以上に研究活動に邁進する所存です。 -
2019.3.28
金属Additive Manufacturingにより混合粉末で結晶配向性を持つTi系合金を作製することに成功した論文が「Materials & Design」誌に受理されました。
金属Additive Manufacturingにより混合粉末で結晶配向性を持つTi系合金を作製することに成功した論文が「Materials & Design」誌に受理されました。
Takeshi Nagase, Takao Hori, Mitsuharu Todai, Shi-Hai Sun, Takayoshi Nakano*:
Additive manufacturing of dense components in beta-titanium alloys with crystallographic texture from a mixture of pure metallic element powders,
Materials & Design 173, 107771, (2019) pp.1-10PDFはこちらから
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2019.3.25
平成30年度の博士前期・後期課程修了式、学部卒業式が行われました。
平成30年度の博士前期・後期課程修了式、学部卒業式が行われ、中野研からも多くの学生が巣立っていきました。
D3高橋さん、小笹君、M2呉さん、杉本君、永石君、中西君、安冨君、B4菅沼君、竹花君、樽見君、藤當君、中津さん、中村君、伊藤君、ご卒業おめでとうございます!皆さん、益々ご活躍ください!集合写真①
集合写真②
左から、小笹君、中野先生、高橋さん
左から、高橋さん、藤本愼司教授、小笹君(右)
田中敏宏工学研究科長と小笹君
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2019.3.20
中野研のメンバーが、3月20日ー22日まで東京電機大学にて開催されている日本金属学会2019年春期(第164回)講演に参加しています。
中野研のメンバーが、3月20日ー22日まで東京電機大学にて開催されている日本金属学会2019年春期(第164回)講演に参加しています。
集合写真
中野先生は谷川・ハリス賞受賞講演、石本先生はテーラーメード医療材料セッションの座長を行います。
谷川・ハリス賞受賞講演
〇中野貴由:
異方性を基軸にした耐熱性金属間化合物の塑性挙動解明と生体材料への展開に関する研究基調講演
〇萩原幸司、山崎倫昭、河村能人、中野貴由:
長周期積層Mg基LPSO相の塑性変形機構、キンク変形を介した強化機構口頭発表
〇石本卓也、杉本昌太、松垣あいら、中野貴由、吉田清志、大槻大、吉川秀樹:
再生部の牽引を用いた再生骨配向化促進〇松垣あいら、中西陽平、中野貴由:
材料表面形状制御に基づく直交性骨配向化機構〇李誠鎬、春日敏宏、中野貴由:
異方性骨基質早期再建に向けたケイリン酸塩ガラス/ポリ乳酸ファイバーマットの作製〇小笹良輔、永石武流、神崎万智子、坂田泰史、森井英一、倉谷徹、中野貴由:
コラーゲン/エラスチン配向性の血管機能における役割〇原田樹、松垣あいら、中野貴由:
がん細胞との動的相互作用に基づく骨芽細胞配列制御機構〇森口敦、小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
破骨細胞・骨芽細胞間連携による骨基質配向化機構〇飯島佑香、永瀬丈嗣、松垣あいら、石本卓也、飴山惠、中野貴由:
Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo系生体ハイエントロピー合金の開発〇中村郁仁、小笹良輔、中野貴由:
妊娠および授乳関連性骨粗鬆症における骨配向性変化〇藤當翼、石本卓也、孫世海、上田良夫、中野貴由:
レーザ積層造形法によるタングステンの造形〇萩原幸司、成本祐希、上山椋平、中野貴由、山崎倫昭、眞山剛、河村能人:
LPSO相におけるキンク形成、強化挙動制御の試み〇趙研、福岡拓馬、尾堂裕隆、安田弘行、當代光陽、池田亜矢子、近藤大介、唐土庄太郎、上田実、竹山雅夫、中野貴由:
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金における特異バンド状組織と疲労特性の関係〇當代光陽、萩原幸司、中野貴由:
Ti-Nb系合金における特異な動的析出軟化現象の発現とω相析出 -
2019.3.20
「レーザ積層造形法によるβ型 Ti-15Mo-5Zr-3Al 合金の集合組織形成(Vol.7, No.6, 2018)」がスマートプロセス学会論文賞に内定しました。
「レーザ積層造形法によるβ型 Ti-15Mo-5Zr-3Al 合金の集合組織形成(Vol.7, No.6, 2018)」がスマートプロセス学会論文賞に内定しました。
石本 卓也、安冨 淳平、杉本 昌太、中野 貴由:
レーザ積層造形法によるβ型 Ti-15Mo-5Zr-3Al 合金の集合組織形成(Vol.7, No.6, 2018)、
スマートプロセス学会論文賞、2019年3月20日 -
2019.3.20
中野先生が、日本金属学会2019年(164回)春期講演大会にて、「第58回日本金属学会 谷川・ハリス賞」を受賞しました。
中野先生が、日本金属学会2019年(164回)春期講演大会にて、「第58回日本金属学会 谷川・ハリス賞」を受賞しました。
中野貴由:
異方性を基軸にした耐熱性金属間化合物の塑性挙動解明と生体材料への展開に関する研究、
第58回日本金属学会 谷川・ハリス賞、日本金属学会2019年(164回)春期講演大会(東京電機大学)、2019年3月20日中野先生 受賞時の様子
授賞式の様子
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2019.3.19
産研、東北大との共同研究の新しいTi合金の変態機構に関する研究が、「Physical Review Materials」誌に受理されました。
産研、東北大との共同研究の新しいTi合金の変態機構に関する研究が、「Physical Review Materials」誌に受理されました。
Masakazu Tane, Hiroki Nishiyama, Akihiro Umeda, Norihiko, L. Okamoto, Koji Inoue, Martin Luckabauer, Yasuyoshi Nagai, Tohru Sekino, Takayoshi Nakano, Tetsu Ichitsubo:
Diffusionless isothermal omega transformation in titanium alloys driven by quenched-in compositional fluctuations,
Physical Review Materials, (2019) in press. -
2019.3.18
名工大・春日研との共同研究の骨量・骨質を向上させる新材料であるシロキサン含有バテライト/ポリ乳酸複合体開発に関する論文が、「Journal of Asian Ceramic Societies」誌にOpen Access Journalとして受理されました。
名工大・春日研との共同研究の骨量・骨質を向上させる新材料であるシロキサン含有バテライト/ポリ乳酸複合体開発に関する論文が、「Journal of Asian Ceramic Societies」誌にOpen Access Journalとして受理されました。
Sungho Lee, Yuriko Kiyokane, Toshihiro Kasuga, Takayoshi Nakano:
Oriented siloxane-containing vaterite/poly(lactic acid) composite scaffolds for controlling osteoblast alignment and proliferation,
Journal of Asian Ceramic Societies (2019) in press. -
2019.3.18
「スマートプロセス学会」誌に中野研関連解説・論文が受理されました。
「スマートプロセス学会」誌に中野研関連解説・論文が受理されました。
安田弘行、趙研、當代光陽、中野貴由、上田実、近藤大介、唐土庄太郎、池田亜矢子、竹山雅夫:
Additive ManufacturingプロセスによるTiAl金属間化合物の組織制御と力学特性、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、5月号、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019) in press.萩原幸司、石本卓也、孫世海、中野貴由:
Additive Manufacturingプロセスによるシリサイド金属間化合物の結晶方位・組織制御、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、5月号、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019) in press.天野宏紀、佐々木智章、野村祐司、石本卓也:
レーザ積層造形における雰囲気中の酸素がスパッタ発生に与える影響、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、5月号、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019) in press.岡田竜太朗、野村嘉道、井頭賢一郎、中野貴由:
Additive ManufacturingプロセスによるNi基超合金のクリープ特性向上に向けた異方性組織制御、
スマートプロセス学会誌、8 [3] 、5月号、「Additive Manufacturingプロセスが切り開く革新的ハードマテリアルの開発(1)」、(2019) in press. -
2019.3.13
日刊工業新聞に中野先生の金属3Dプリンターに関する3回連載記事の3回目「下」が本日掲載されました。
日刊工業新聞に中野先生の金属3Dプリンターに関する3回連載記事の3回目「下」が本日掲載されました。
設計のセッケイ、SIP革新的設計生産技術、「異方性カスタムAM(下)、「マテリアル革命」実現へ」、
日刊工業新聞、2019年3月13日、26面、科学技術・大学欄 -
2019.3.7
「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」キックオフイベントが開催され、中野先生が講演を行いました。
「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」キックオフイベントが開催され、中野先生が講演を行いました。
中野貴由:
金属3D積層造形に係る異方性制御技術開発、
大阪工業大学 梅田キャンパス(大阪府大阪市北区茶屋町1番45号)常翔ホール、(主催)近畿経済産業局、2019年3月7日(木)13:00~17:00中野先生 講演の様子
詳細はこちらから
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2019.3.6
日刊工業新聞に中野先生の金属3Dプリンターに関する3回連載記事の2回目「中」が本日掲載されました。
日刊工業新聞に中野先生の金属3Dプリンターに関する3回連載記事の2回目「中」が本日掲載されました。
設計のセッケイ、SIP革新的設計生産技術、「異方性カスタムAM(中)、金属3Dプリンター 造形中に問題個所を修正」、
日刊工業新聞、2019年3月6日、23面、科学技術・大学欄 -
2019.3.1
Cr添加によるTi-Nb基合金の低弾性化に関する論文が「Journal of Materials Science」誌にon lineで掲載されました。
Cr添加によるTi-Nb基合金の低弾性化に関する論文が「Journal of Materials Science」誌にon lineで掲載されました。
Qiang Li, Guanghao Ma, Junjie Li, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Yuichro Koizumi, Dai-Xiu Wei, Tomoyuki Kakeshita, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Xuyan Liu, Kai Zhou, Deng Pan:
Development of low-Young’s modulus Ti–Nb-based alloys with Cr addition,
Journal of Materials Science,54, (2019),pp.8675-8683.
https://doi.org/10.1007/s10853-019-03457-0.Abstract
Different amounts of Cr were added to a metastable β-type Ti–22Nb (at.%) alloy to obtain desirable mechanical properties, including a low Young’s modulus, high strength, and good plasticity. The mechanical properties and microstructural changes were investigated. Cr has a high ability to stabilize the β phase, as well as suppress both α″ martensite and ω phase transformations during quenching and the stress-induced α″ martensite transformation during tension. Solid solution strengthening is scarcely achieved by Cr addition. The changes in mechanical properties can be attributed to the different β stabilities. The Ti–22Nb–(0,1)Cr alloys have metastable β phases and exhibit double yielding phenomena, indicating a stress-induced α″ martensite transformation. The Ti–22Nb–(2,3)Cr alloys with stable β phases exhibit distinct work hardening caused by a {332}β<113>β twinning, which also occurs in the Ti–22Nb–(0,1)Cr alloys, but not in the Ti–22Nb–4Cr alloy. Low Young’s moduli of approximately 60 GPa are obtained for the Ti–22Nb–(1,2)Cr alloys. The Ti–22Nb–2Cr alloy exhibits desirable properties for biomedical applications, including an ultimate tensile strength of approximately 600 MPa and elongation of approximately 20%.
論文はこちらから
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2019.2.28
中野先生が、3月7日に近畿経済産業局主催の「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」キックオフイベントで講演をします。
中野先生が、3月7日に近畿経済産業局主催の「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」キックオフイベントで講演をします。
講演内容はこちらから「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」キックオフイベントのご案内
グローバルにおいて加速化する「3D積層造形による量産化」に対応する為、近畿経済産業局では、日本初となる「3D積層造形によるモノづくり革新拠点化構想」を1月24日にプレス発表しました。
【開催概要】
●日時:2019年3月7日(木曜日) 13:00~17:00
●場所:大阪工業大学 梅田キャンパス(大阪府大阪市北区茶屋町1番45号)3階常翔ホール
詳細はこちらから
●定員:450名(参加無料)
●申込みURLはこちらから
●問い合わせ先 近畿経済産業局 次世代産業・情報政策課 谷川 様 電話番号:06-6966-6008 -
2019.2.28
中野先生が、平成30年度第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行いました。
中野先生が、平成30年度第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行いました。
中野貴由:
三次元異方性カスタマイズ化設計・生産(13:40~14:40),
平成30年度第3回次世代ものづくり技術セミナー、2019年2月27日(水) 13:30~16:20, 東広島芸術文化ホールくらら サロンホール(東広島市西条栄町7番19号)講演の様子
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2019.2.28
中野先生、石本先生、當代先生が原案作成に加わった医療用コーティング膜の界面強度評価試験法(日本機械学会基準)が発刊されました。
中野先生、石本先生、當代先生が原案作成に加わった医療用コーティング膜の界面強度評価試験法(日本機械学会基準)が発刊されました。
中野貴由、石本卓也、當代光陽(原案作成委員会委員):
医療用コーティング膜の界面強度評価試験法、
日本機械学会基準(JSME)、JSME S 019-2019、(一社)日本機械学会、2019年2月28日、丸善、pp.1-67. -
2019.2.27
戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)革新的設計生産技術にて、中野研究室を中心に阪大AM(3Dプリンタ)センターで産学連携により取り組んできた「三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の構築と地域実証」に関する中野先生の記事が、2月27日付けの日刊工業新聞に掲載されました。この後、3月6日、3月13日に3回連載の記事として掲載される予定です。
戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)革新的設計生産技術にて、中野研究室を中心に阪大AM(3Dプリンタ)センターで産学連携により取り組んできた「三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の構築と地域実証」に関する中野先生の記事が、2月27日付けの日刊工業新聞に掲載されました。この後、3月6日、3月13日に3回連載の記事として掲載される予定です。
設計のセッケイ、SIP革新的設計生産技術、「異方性カスタムAM(上)、金属3Dプリンター活用 自然界模倣 “必要な方向に”」、
日刊工業新聞、2019年2月27日、26面、科学技術・大学欄 -
2019.2.26
中野先生がSIP/統合型材料開発システムによるマテリアル革命のC領域長を務めることになりました。
中野先生がSIP/統合型材料開発システムによるマテリアル革命のC領域長を務めることになりました。
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2019.2.25
中野先生が第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行います。
中野先生が第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行います。
中野貴由:
三次元異方性カスタマイズ化設計・生産、
第3回次世代ものづくり技術セミナー~アディティブ・マニュファクチャリング技術の最新動向と適用事例~、東広島芸術文化ホールくららサロンホール、2019年2月27日 13:40-14:40詳細はこちらから
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2019.2.22
2月22日に中野研の追いコンを行いました。
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2019.2.20
中野先生が「第40回長崎骨粗鬆症研究会」で講演を行います。
中野先生が「第40回長崎骨粗鬆症研究会」で講演を行います。
【講演1】
座長: 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 生命医科学講座(細胞生物学)
教授 小守 壽文 先生
『骨粗しょう症による骨質指標としての骨基質配向性への影響』
演者:大阪大学大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻(生体材料学領域)
教授 中野 貴由 先生
平成31年2月20日 18:30-19:30 @長崎県医師会館案内のPDFはこちら
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2019.2.19
B4の7名が無事に卒論発表会を終えました。
2月19日にB4の卒論発表会がありました。
中野研は7名が無事に発表を終えました。お疲れさまでした。伊藤志将:金属Additive Manufacturingによるステンレス鋼の組織形成と力学特性
菅沼諒耶:レーザ積層造形法によるβ型Ti合金集合組織形成機構の解明
竹花 諒:微細周期構造に依存した骨芽細胞・骨基質配向化挙動
樽美良紀:原発性骨腫瘍形成による骨配向性変化
藤當 翼:タングステンのレーザ積層造形法による緻密体の作製
中津麻祐子:骨基質配向化制御における骨基質タンパク質の役割
中村郁仁:妊娠および授乳関連性骨粗鬆症による骨配向性への影響
卒論発表後に居室にて
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2019.2.13
M2の5名が修士論文発表会を終えました。
2月12、13日にM2の修士論文発表会がありました。
中野研のM2らしく、5名とも素晴らしい発表を行いました。呉 思綺:レーザ積層造形によるSUS316L鋼の特異的微細組織形成と力学特性制御
杉本昌太:骨延長法による再生骨配向化促進とその機序解明
永石武流:血管中膜における基質配向性と血管機能の相関解明
中西陽平:材料表面形状制御による骨芽細胞ならびに骨基質の配向化機構解明
安冨淳平:レーザ積層造形法によるInconel718合金の組織設計と制御
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2019.2.7
クロスリンクしたPTFEの照射損傷抵抗に関する論文が「Polymer Bulletin」誌に受理されました。
クロスリンクしたPTFEの照射損傷抵抗に関する論文が「Polymer Bulletin」誌に受理されました。
Hiroshi Saito, Masakazu Furuta, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Masako Oishi, Masayuki Okazaki:
Radiation-resistant properties of cross-linking PTFE for medical use,
Polymer Bulletin, (2019) in press. -
2019.2.4
本学歯学研究科との共同研究論文の成果が、Nature出版の「Scientific Reports」誌にopen access journalとして掲載されました。
本学歯学研究科との共同研究論文の成果が、Nature出版の「Scientific Reports」誌にopen access journalとして掲載されました。
R. Uemura, J. Miura, T. Ishimoto, K. Yagi, Y. Matsuda, M. Shimizu, T. Nakano & M. Hayashi:
UVA-activated riboflavin promotes collagen crosslinking to prevent root caries,
Scientific Reports, 9, (2019) paper#1252.Abstract
Root caries is an increasingly problem in aging societies with severe implications for the general health and wellbeing of large numbers of people. Strengthening type-I collagen, a major organic component of human dentin, has proved effective in preventing root caries. This study sought to determine whether exposure to riboflavin followed by UVA irradiation (RF/UVA) could promote additional collagen crosslinking, and thus improve the acid and enzymatic resistance of human dentin under simulated oral environments. If so, it could offer potential for treatment of the intractable problem of root caries. The greatest flexural strengths were found in dentin exposed to a 0.1% riboflavin solution for 1 minute followed by 1,600 mW/cm2 UVA irradiation for 10 minutes. Mineral loss and lesion depth were significantly lower in the RF/UVA group than in the control group. The microstructures of dentinal tubules and collagen networks after RF/UVA treatment retained their original forms after acidic and enzymatic degradation. In conclusion, RF/UVA treatment may be a new method for preventing root caries with promising prospects for clinical application. -
2019.2.4
中野先生が、平成30年度第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行います。
中野先生が、平成30年度第3回次世代ものづくり技術セミナーにて講演を行います。
中野貴由:
三次元異方性カスタマイズ化設計・生産、
第3回次世代ものづくり技術セミナー、東広島芸術文化ホールくららサロンホール、2019年2月27日 13:40-14:40申し込みはこちらから
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2019.2.1
2月1日にHPのヒット、260,000件を達成いたしました!
2月1日にHPのヒット、260,000件を達成いたしました!
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2019.2.1
まてりあに2つの解説記事(「顕微鏡法による材料開発のための微細構造研究最前線(11)」―顕微鏡法の材料評価への展開と先端評価法の進展―)が掲載されました
まてりあに2つの解説記事(「顕微鏡法による材料開発のための微細構造研究最前線(11)」―顕微鏡法の材料評価への展開と先端評価法の進展―)が掲載されました。
永瀬丈嗣、水内潔、當代光陽、中野貴由:
耐熱合金・生体合金として開発がすすむ4族・5族・6族元素からなるハイエントロピー合金の凝固組織、
特集「顕微鏡法による材料開発のための微細構造研究座最前線(11)」ー顕微鏡法の材料評価への展開と先端評価法の進展―SEMを活用したマルチスケール観察、まてりあ、58 [2] (2019).萩原幸司、池西貴昭、中野貴由:
Cr,Ir共添加によるC40/C11b超高温耐熱複相シリサイドの格子ラメラ組織制御、
特集「顕微鏡法による材料開発のための微細構造研究座最前線(11)」ー顕微鏡法の材料評価への展開と先端評価法の進展―SEMを活用したマルチスケール観察、まてりあ、58 [2]、(2019). -
2019.1.31
岡山大学医歯薬総合研究科の松本卓也先生との共同研究成果が「Journal of Biomedical Materials Research Part A」誌にopen access journalとして掲載されました。
岡山大学医歯薬総合研究科の松本卓也先生との共同研究成果が「Journal of Biomedical Materials Research Part A」誌にopen access journalとして掲載されました。
Yosuke Kunitomi, Emilio Satoshi Hara, Masahiro, Okada, Noriyuki Nagaoka, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Hiroshi Kamioka, Takuya Matsumoto:
Biomimetic mineralization using matrix vesicle nanofragments,
Journal of Biomedical Materials Research Part A, (2019),pp.1021-1030.
https://doi.org/10.1002/jbm.a.36618Abstract
In vitro synthesis of bone tissue has been paid attention in recent years; however, current methods to fabricate bone tissue are still ineffective due to some remaining gaps in the understanding of real in vivo bone formation process, and application of the knowledge in bone synthesis. Therefore, the objectives of this study were first, to perform a systematic and ultrastructural investigation of the initial mineral formation during intramembranous ossification of mouse calvaria from a material scientists’ viewpoint, and to develop novel mineralization methods based on the in vivo findings. First, the very initial mineral deposition was found to occur at embryonic day E14.0 in mouse calvaria. Analysis of the initial bone formation process showed that it involved the following distinct steps: collagen secretion, matrix vesicle (MV) release, MV mineralization, MV rupture and collagen fiber mineralization. Next, we performed in vitro mineralization experiments using MVs and hydrogel scaffolds. Intact MVs embedded in collagen gel did not mineralize, whereas, interestingly, MV nanofragments obtained by ultrasonication could promote rapid mineralization. These results indicate that mechanically ruptured MV membrane can be a promising material for in vitro bone tissue synthesis.
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2019.1.30
骨量・骨質を向上させる新材料であるbioactive glass / poly(lactic acid)複合体開発に関する論文が、「Journal of Biomedical Materials Research Part A」誌にopen access journalとして掲載されました。
骨量・骨質を向上させる新材料であるbioactive glass / poly(lactic acid)複合体開発に関する論文が、「Journal of Biomedical Materials Research Part A」誌にopen access journalとして掲載されました。
Sungho Lee, Aira Matsugaki, Toshihiro Kasuga, Takayoshi Nakano*:
Development of bifunctional oriented bioactive glass / poly(lactic acid) composite scaffolds to control osteoblast alignment and proliferation,
Journal of Biomedical Materials Research Part A, (2019),pp.1031-1041.
doi.org/10.1002/jbm.a.36619Abstract
During the bone regeneration process, the anisotropic microstructure of bone tissue (bone quality) recovers much later than bone mass (bone quantity), resulting in severe mechanical dysfunction in the bone. Hence, restoration of bone microstructure in parallel with bone mass is necessary for ideal bone tissue regeneration; for this, development of advanced bifunctional biomaterials, which control both the quality and quantity in regenerated bone, is required. We developed novel oriented bioactive glass / poly(lactic acid) composite scaffolds by introducing an effective methodology for controlling cell alignment and proliferation, which play important roles for achieving bone anisotropy and bone mass, respectively. Our strategy is to manipulate the cell alignment and proliferation by the morphological control of the scaffolds in combination with controlled ion release from bioactive glasses. We quantitatively controlled the morphology of fibermats containing bioactive glasses by electrospinning, which successfully induced cell alignment along the fibermats. Also, the substitution of CaO in Bioglass®(45S5) with MgO and SrO improved osteoblast proliferation, indicating that dissolved Mg2+ and Sr2+ ions promoted cell adhesion and proliferation. Our results indicate that the fibermats developed in this work are candidates for the scaffolds to bone tissue regeneration that enable recovery of both bone quality and bone quantity.
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2019.1.29
中野先生が、JAXA主催の「金属積層造形技術ワークショップ~宇宙機へのAdditive Manufacturing技術の適用に向けた品質保証の取り組み」にて招待講演をしました。
中野先生が、JAXA主催の「金属積層造形技術ワークショップ~宇宙機へのAdditive Manufacturing技術の適用に向けた品質保証の取り組み」にて招待講演をしました。
中野貴由:
SIPにおけるAM技術(構造・材質制御)動向と品質保証への期待(SIP: Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program)、
JAXA相模原キャンパス 研究管理棟2階 大会議室、2019年1月29日(火)10:10~10:50
講演案内のpdfはこちらから -
2019.1.25
【プレスリリース】阪大AMセンターがコアメンバーとして参画する、関西における3Dプリンタの産学官連携拠点の発足が、近畿経済産業局により発表され、産経新聞、読売新聞にプレスリリースされました。
阪大AMセンターがコアメンバーとして参画する、関西における3Dプリンタの産学官連携拠点の発足が、近畿経済産業局により発表され、産経新聞、読売新聞にプレスリリースされました。
次世代3Dプリンタの創製を目指し研究開発に取り組む企業・大学間の連携を図り、実用化促進を目指すための拠点が関西地域を中心に発足します。この中で阪大異方性カスタム設計・AM研究開発センターは、これまで蓄積してきた異方性モノづくりの先端的知見を活用し、中心的な役割を担います。
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2019.1.25
骨粗鬆症の要因によって、コラーゲン/アパタイト配向性が反対方向に変化することを発見した当研究室の成果が、日刊工業新聞に掲載されました。
骨粗鬆症の要因によって、コラーゲン/アパタイト配向性が反対方向に変化することを発見した研究成果が、日刊工業新聞に掲載されました。
エストロゲン欠乏による閉経後骨粗鬆症では主応力方向への配向性が上昇する一方で、カルシウム・リン欠乏による栄養性骨粗鬆症では低下し、いずれも異常状態となります。 -
2019.1.23
中野先生が本学歯学研究科で大学院特別講義を行いました。
中野先生が本学歯学研究科で大学院特別講義を行いました。
中野貴由:
材料科学から見た骨質指標としての骨基質配向性とインプラントへの応用展開、
阪大歯学研究科D棟4階大講義室、2019年1月22日18:00~19:30 -
2019.1.21
M1の飯島さんが、平成30年度第2回材料物性工学談話でポスター賞を受賞しました。
M1の飯島さんが、平成30年度第2回材料物性工学談話でポスター賞を受賞しました。
〇飯島佑香,永瀬丈嗣,松垣あいら,石本卓也,飴山惠(立命大理工),中野貴由:
Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo系生体ハイエントロピー合金の合金設計 -
2019.1.16
萩原研との共同研究の成果が、平成30年度軽金属学会関西支部若手研究者・院生による研究発表会にてベストポスター賞を受賞しました。
萩原研との共同研究の成果が、平成30年度軽金属学会関西支部若手研究者・院生による研究発表会にてベストポスター賞を受賞しました。
〇成本裕希,萩原幸司,中野貴由,山崎倫昭,河村能人:
Mg基LPSO相における,キンク帯を介した組織・力学特性制御、
平成30年度軽金属学会関西支部若手研究者・院生研究発表会、大阪大学、2019年1月16日 -
2019.1.16
日本学術振興会のホームページにて、中野研で今年度スタートした科学研究費補助金・基盤研究(S)についての記事が紹介されています。
日本学術振興会のホームページにて、我が国における学術研究課題の最前線として、中野研の科学研究費補助金・基盤研究(S)についての記事が紹介されています。
骨異方性誘導のための「異方性の材料科学」の構築(研究代表者:中野貴由)、科学研究費補助金・基盤研究(S) 大区分D、H30-H34
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2019.1.11
金属AM法を用いることでオーステナイト系ステンレスの層状組織を制御可能で、強度や耐食性や著しく向上することを発見したことが日刊工業新聞に掲載されました。東京医科歯科大学塙研との共同研究の成果です。
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2019.1.10
当研究室の骨代謝とアパタイト配向性に関する解説が「腎と骨代謝」誌に掲載されました。
当研究室の骨代謝とアパタイト配向性の関連についての解説が「腎と骨代謝」誌に掲載されました。
小笹良輔、石本卓也、中野貴由:
骨代謝とアパタイト配向性、
「特集:尿毒症と骨」腎と骨代謝、32 [1] (2019) pp. 45-50. -
2019.1.10
韓国のOh先生が中野研を訪問され、特別講演を行って頂きました。
韓国からご来校中のOh先生が中野研を訪問され、特別講演を行って頂きました。
Prof. Myung-Hoon Oh:
Ti-based research project by AM (Additive Manufacturing),
Meeting room R2-720, Osaka Unversity, 11th Jan 2019, 10:00-12:00集合写真
講演の様子
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2019.1.4
中野先生が執筆協力した、ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル 改訂第3版が学研メディカル秀潤社より出版されています。
中野先生が執筆協力した、ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル 改訂第3版が学研メディカル秀潤社より出版されています。
中野貴由(分担執筆):
ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル 改訂第3版(編集:古薗勉、岡田正弘、臨床工学ライブラリーシリーズ)、
時代をリードする先端バイオマテリアル、株式会社学研メディカル秀潤社, (2018).
サイズ:B5判、164ページ、本体3,200円(税別)、2018年10月26日発行詳しくはこちらから
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2019.1.1
新年あけましておめでとうございます。
新年あけましておめでとうございます。旧年中は皆様からのご指導をいただきありがとうございました。お陰様で充実した研究室での教育研究活動が実施できました。今年も引き続きご指導のほどお願い申し上げます。中野研究室一同
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2018.6.29
(株)技術情報協会から、中野先生が分担執筆した「産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用」が出版されました。
(株)技術情報協会から、中野先生が分担執筆した「産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用」が出版されました。
中野貴由(分担執筆):
産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用、
(株)技術情報協会、東京、2018年6月29日、(2018). -
2018.6.29
平成30年度日本学術振興会科学研究費挑戦的研究(萌芽)が採択されました。
平成30年度日本学術振興会科学研究費挑戦的研究(萌芽)が採択されました。
代表者は松垣先生、分担者は中野先生です。
研究室一同、更に身を引き締めて研究活動を推進していきます。 -
2018.6.28
中野先生が第3回先端獣医療コンソーシアム シンポジウムで講演を行いました。
中野先生が第3回先端獣医療コンソーシアム シンポジウムで講演を行いました。
中野貴由:
コラーゲン/アパタイト配向性を指標とした 骨疾患機構の解明とデバイス開発、
2018年6月28日(木)13:30~14:00(I-siteなんば 〒556-0012 大阪府大阪市浪速区敷津東2丁目1番41号 南海なんば第1ビル2階) -
2018.6.27
中野先生が(公社)大阪府工業協会主催、阪大AMセンター後援の3Dプリンタ実践研究会(第5回)で全体を紹介する講演を行いました。
中野先生が(公社)大阪府工業協会主催、阪大AMセンター後援の3Dプリンタ実践研究会(第5回)で全体を紹介する講演を行いました。
中野貴由:
第1部「3Dプリンタ実践によるこれからのものづくり」、
2018年6月27日(水)13:35~14:05(〒541-0054 大阪市中央区南本町2-6-12 サンマリオンNBFタワー4F)講演概要
3Dプリンタが身近となり、試作品製作から新規ビジネスに応用する時代へと変わってきた。 各企業における3Dプリンタの導入・事業化のためのポイントについて紹介する。 -
2018.6.23
第38回骨形態計測学会にて、D3小笹君が学術奨励賞、M2中西君が若手研究者賞を受賞しました。
第38回骨形態計測学会にて、D3小笹君が学術奨励賞、M2中西君が若手研究者賞を受賞しました。
小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由:
Apolipoprotein Eによる骨配向性制御機構への関与
第38回骨形態計測学会学術奨励賞、大阪国際交流センター、2018年6月23日中西陽平、松垣あいら、中野貴由:
ナノ周期表面構造による骨芽細胞および骨基質配向化機構
第38回骨形態計測学会若手研究者賞、大阪国際交流センター、2018年6月22日 -
2018.6.22
6月21~23日、大阪国際交流センターにて開催されている、第38回骨形態計測学会に中野研のメンバーが参加しています。
6月21~23日、大阪国際交流センターにて開催されている、第38回骨形態計測学会に中野研のメンバーが参加しています。
中野先生はシンポジウム4「医歯薬工連携による医療デバイスの研究開発と骨形態計測」、Ⅷ「バイオマテリアル」、イブニングセミナー2「骨粗鬆症の病態の理解に基づく治療法の選択」の座長を行いました。
中野研から石本先生、松垣先生、小笹君、中西君が口頭発表を行いました。
集合写真
発表は以下の通りです。
座長演目
安達泰治、中野貴由:
シンポジウム4「医歯薬工連携による医療デバイスの研究開発と骨形態計測」中野貴由、疋田温彦:
Ⅷ「バイオマテリアル」中野貴由:
イブニングセミナー2「骨粗鬆症の病態の理解に基づく治療法の選択」口頭発表
◯石本卓也、川西洋平、阿部信吾、坂井孝司、村瀬剛、吉川秀樹、中野貴由:
Additive Manufacturingによる低ヤング率インプラントの創製と骨への応力遮蔽抑制効果<◯松垣あいら、木村友美、原田樹、中野貴由:
がん細胞との相互作用による骨芽細胞配列化破綻◯小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由:
Apolipoprotein Eによる骨配向性制御機構への関与◯中西陽平、松垣あいら、中野貴由:
ナノ周期表面構造による骨芽細胞および骨基質配向化機構◯岩崎香子、大和英之、松垣あいら、中野貴由、高垣裕子、深川雅史:
低代謝回転を伴う腎不全動物の骨力学特性の特徴とその影響因子◯右藤友督、黒嶋信一郎、石本卓也、内田悠介、叶井里歩、中野貴由、澤瀬隆:
インプラントを介した規則的な繰り返し荷重が骨関連細胞とコラーゲン配向性に与える影響◯澤瀬隆、黒嶋信一郎、中野貴由:
骨配向を目指したデジタルインプラントの研究開発D3小笹君 学術奨励賞受賞の様子(曽根理事長とともに)
M2中西君 若手研究者賞受賞の様子(稲葉会長とともに)
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2018.6.22
シンガポールで活躍するDr. Pan Wang君との論文が「JALCOM」誌に受理されました。
シンガポールで活躍するDr. Pan Wang君との論文が「JALCOM」誌に受理されました。
Pan Wang*, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*;
ω-phase transformation and lattice modulation in biomedicalβ-phase Ti-Nb-Al alloys,
Journal of Alloys and Compounds,(2018) in press. -
2018.6.17
日本補綴歯科学会第127回学術大会にて中野先生が招待シンポジウム講演を行いました。
中野貴由:
骨再生・疾患における骨質因子としての骨基質配向性
シンポジウム4『補綴治療に求められる骨質を科学する』、平成30年6月17日(日)9:00~10:30、 岡山コンベンションセンター会場内の看板
感謝状
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2018.6.11
第38回骨形態計測学会にて、D3小笹君が学術奨励賞、M2中西君が若手研究者賞に内定しました。
第38回骨形態計測学会にて、D3小笹君が学術奨励賞、M2中西君が若手研究者賞に内定しました。
小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由:
Apolipoprotein Eの骨配向性制御機構への寄与、
第38回骨形態計測学会学術奨励賞、大阪国際交流センター、2018年6月23日中西陽平、松垣あいら、中野貴由:
ナノ周期表面構造による骨芽細胞および骨基質配向化機構、
第38回骨形態計測学会若手研究者賞、大阪国際交流センター、2018年6月23日 -
2018.6.11
中野研の研究テーマが科学研究費補助金基盤研究(S)に採択されました。
中野研の研究テーマが科学研究費補助金基盤研究(S)に採択されました。
本年度から、昨年度までに引き続き科学研究費補助金基盤研究(S)が採択されました。研究期間は、平成30年度~平成34年度までの5年間で、直接経費総額1億4880万円(総経費1億9344万円)が投じられます。中野教授を研究代表者に、「骨異方性誘導のための「異方性の材料科学」の構築」を課題に新学理の構築に取り組みます。研究分担者は、中野研スタッフに加え、松本卓也 岡山大・歯 教授、村瀬剛 阪大・医 准教授などが加わります。研究費以上の成果がでるように、研究グループ全員が一丸となって、さらに身を引き締めて研究にあたりたいと思います。ご指導・ご支援のほどよろしくお願い申し上げます。
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2018.6.4
金属学会の中野研の各賞が内定しました。
金属学会の中野研の各賞が内定しました。
表彰式は9月の東北大学での秋期講演大会にて表彰されます。中野貴由:
日本金属学会第16回功労賞【学術部門】、東北大学、第163回日本金属学会Aiko Sekita, Aira Matsugaki and Takayoshi Nakano:
Structural crosstalk between crystallographic anisotropy in bone tissue and vascular network analyzed with a novel visualization method,(Materials Transactions, 58 [2], (2017), pp. 266-270.)
日本金属学会第66回論文賞【組織部門】、東北大学、第163回日本金属学会 -
2018.6.1
「生体材料におけるリン酸塩インバートガラス」に関する解説が「Phosphorus Letter」誌に掲載されました。
「生体材料におけるリン酸塩インバートガラス」に関する解説が「Phosphorus Letter」誌に掲載されました。
李 誠鎬、中野 貴由:
生体材料におけるリン酸塩インバートガラス(Phosphate Invert Glasses for Biomedical Application),
Phosphorus Letter, No.92 [6], (2018), 20-31.pdfはこちら
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2018.6.1
中野先生が日本金属学会の副会長を務めます。
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2018.6.1
山陽新聞朝刊に中野研博士課程高橋広幸さんがクローズアップされた記事が掲載されました。
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2018.5.31
中野先生が島津製作所で講演会を行いました。
5月31日に島津製作所で中野先生が講演会を行いました。
中野貴由:
3Dプリンタの最新技術による高度モノづくり展望-”異方性”を基軸に、材料科学の未来を切り開く-、
2018年5月31日15時~16時40分、(株)島津製作所本社講演する中野先生
島津製作所 上田社長
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2018.5.30
東京歯科大との共同研究であるヒト顎骨の結晶配向性の分類に関する研究が「JBMR-B」誌に受理されました。
東京歯科大との共同研究であるヒト顎骨の結晶配向性の分類に関する研究が「JBMR-B」誌に受理されました。
Takehiro Furukawa, Satoru Matsunaga, Toshiyuki Morioka, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Masao Yoshinari, Yasutomo Yajima:
Study on bone quality in the human mandible-Alignment of biological apatite crystallites-,
Journal of Biomedical Materials Research part B, (2018) in press. -
2018.5.30
中野先生が(一社)日本チタン協会平成30年度通常総会・第312回及び第313回理事会・記念講演会・交流会で講演をしました。
中野先生が(一社)日本チタン協会平成30年度通常総会・第312回及び第313回理事会・記念講演会・交流会で講演をしました。
記念講演会は以下の通りです。
中野貴由:
チタンのAdditive Manufacturing(付加製造)の基礎から応用まで -
2018.5.25
中野先生が一般社団法人 スマートプロセス学会の理事に就任しました。
中野先生が一般社団法人 スマートプロセス学会の理事に就任しました。
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2018.5.14
粉体粉末冶金協会の新技術・新製品賞を京都大学で開催の学会にて高橋広幸氏(中野研Drコース)らが受賞しました。
粉体粉末冶金協会の新技術・新製品賞を京都大学で開催の学会にて高橋広幸氏(中野研Drコース)らが受賞しました。
高橋広幸、中島義雄(帝人ナカシマメディカル((株)))、伊東学(北海道医療センター)、石本卓也、中野貴由:
新技術・新製品賞、金属粉末積層造形法による新規椎体ケージの設計・開発、新技術・新製品賞、
粉体粉末冶金協会第121回春季講演大会(京都大学)、2018年5月14日 -
2018.5.10
第68回日本金属学会組織写真優秀賞を受賞した、萩原研との共同研究成果に関する紹介記事がまてりあに掲載されました。
第68回日本金属学会組織写真優秀賞を受賞した、萩原研との共同研究成果に関する紹介記事がまてりあに掲載されました。
第68回日本金属学会組織写真賞([第2部門] 走査電子顕微鏡部門「優秀賞」)
萩原幸司、池西貴昭、中野貴由:
C40/11b超高温耐熱複相シリサイド合金における特異な「cross-lamellar microstructure」の発達、
まてりあ, 57 [5], (2018), pp. 204.PDFはこちら
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2018.5.8
新規椎体ケージの設計に関する論文が「臨床バイオメカニクス」誌に掲載決定されました。
新規椎体ケージの設計に関する論文が「臨床バイオメカニクス」誌に掲載決定されました。
高橋 広幸, 石本 卓也, 小林 佳弥, 伊東 学, 井上 貴之, 中島 義雄, 中野 貴由:
配向化骨の早期形成を目指した新規脊椎ケージの設計・開発
(Design and development of spinal cage for rapid induction of new bone with preferential collagen/apatite orientation) 、
臨床バイオメカニクス、Vol.39 (2018) in press. -
2018.5.2
バイオマテリアルサイエンス(東京化学同人)の新刊出版にともなう期間限定の特別割引販売があります。
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2018.4.28
中野研恒例のBBQを行いました。
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2018.4.26
240,000件突破!
4月26日にHPのヒット、240,000件を達成しました!!
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2018.4.26
我々の研究室で開発した生体用Ti-Nb-Ta-Zr-Moハイエントロピー合金の組織と熱力学計算に関する論文が、「Journal of Alloys and Compounds (JALCOM)」誌に受理されました。
我々の研究室で開発した生体用Ti-Nb-Ta-Zr-Moハイエントロピー合金の組織と熱力学計算に関する論文が、「Journal of Alloys and Compounds (JALCOM)」誌に受理されました。
Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Takao Hori, Takayoshi Nakano*:
Microstructure of equiatomic and non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo high-entropy alloys for metallic biomaterials,
Journal of Alloys and Compounds (JALCOM), (2018) pp.412-421. -
2018.4.25
Tiの酸素添加に関する共同研究成果が「Materials Transactions」誌に掲載されました。
Tiの酸素添加に関する共同研究成果が「Materials Transactions」誌に掲載されました。
Qiang Li, Dong Ma, Junjie Li, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Yuichiro Koizumi, Daixiu Wei, Tomoyuki Kakeshita, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Kai Zhou, Deng Pan:
Low Young’s Modulus Ti-Nb-O with High Strength and Good Plasticity,
Materials Transactions,59 [5], (2018) pp.858-860.Abstract
Oxygen was added to Ti–38Nb (mass%) alloys to improve their mechanical properties. Ti–38Nb–xO (x = 0.13, 0.24, 0.46, mass%) alloys were prepared by arc melting, and subsequently subjected to homogenization, hot rolling, and solution treatment. It was found that adding oxygen suppresses the martensite transformation and exhibits strong solution strengthening effect. Single β phase is obtained in Ti–38Nb–0.24O, whereas Ti–38Nb–0.13O is composed of both α′′ and β phases. Both alloys exhibit double yielding phenomena during tension, indicating a stress-induced martensitic transformation. Ti–38Nb–0.46O exhibits a non-linear deformation, a low Young’s modulus of 62 GPa, high tensile strength up to 780 MPa, and elongation around 23%, which are promising characteristics for biomedical applications.
論文はこちらから
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2018.4.23
中野先生が日本金属学会の副会長(理事、代議員)に就任しました。
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2018.4.20
当研究室にて見出した生体用ハイエントロピー合金に関する論文が、open access journalとして「Journal of Alloys and Compounds (JALCOM)」誌に掲載されました。
我々の見出した生体用ハイエントロピー合金に関する論文が、open access journalとして「Journal of Alloys and Compounds (JALCOM)」誌に掲載されました。
Takeshi Nagasea, Mitsuharu Todai, Takao Hori, Takayoshi Nakano:
Microstructure of equiatomic and non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo high-entropy alloys for metallic biomaterials,
Journal of Alloys and Compounds (JALCOM), (2018), in press.
doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.04.082Abstract
Athermal ω-phase transformation and the appearance of the lattice modulation in Ti-28Nb-xAl alloys were investigated by electrical resistivity measurements and transmission electron microscopy (TEM) observations. As a result, the athermal ω-phase is gradually suppressed with increasing Al content. In addition, the lattice modulation is also observed in Ti-28Nb-xAl alloys (0 ≤ x ≤ 7, in at.%) because of the transverse wave with a propagation vector of q = 1/2[ζ0]∗ and displacement in [110]. These results imply that the ω-phase can be controlled by addition of the Al content in Ti-Nb alloys, leading to the development of low Young's modulus β-phase Ti biomedical alloys single crystal
論文にはこちらからアクセスできます。
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2018.4.13
新しく4回生が中野研に配属され、歓迎会を行いました!
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2018.4.11
中野研の研究成果が紹介された記事が掲載されました。
技術動向レポート~医療への活用が進む3Dプリンティング技術
経営・ITコンサルティング部 コンサルタント 鶴岡 茉佑子
記事はこちらから -
2018.4.9
中野研究室の新M1歓迎会が行われました。
本日M1の配属でした。内部進学者の中野研出身5名と外部推薦枠で1名の合計6名が配属になりました。また賑やかな研究室がスタートします。今年は中野研発足11年目にあたる一つの節目です。4月13日にはB4が配属されます。
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2018.4.8
Co-Cr合金の熱処理による特異な組織形成による変形・腐食に関する東北大成島研究室との共同研究論文が「Metallurgical and Materials Transactions A」誌に掲載されました。
Co-Cr合金の熱処理による特異な組織形成による変形・腐食に関する東北大成島研究室との共同研究論文が「Metallurgical and Materials Transactions A」誌に掲載されました。
Kosuke Ueki, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima:
Microstructural Changes During Plastic Deformation and Corrosion Properties of Biomedical Co-20Cr-15W-10Ni Alloy Heat-Treated at 873 K,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2018) in press.
doi.org/10.1007/s11661-018-4597-0論文はこちらからアクセスできます。
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2018.4.4
科学研究費補助金・基盤研究(A)、H30 ~H32、「骨自発的・人為的アプローチによる骨配向化機構の解明と制御(研究代表者:中野貴由)」、37760000円が新規に採択されました。
科学研究費補助金・基盤研究(A)、H30 ~H32、「骨自発的・人為的アプローチによる骨配向化機構の解明と制御(研究代表者:中野貴由)」、37760000円が新規に採択されました。
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2018.4.4
中野先生が執筆を担当した教科書、バイオマテリアルサイエンス(東京化学同人)が4月11日に発刊されます。
中野先生が執筆を担当した教科書、バイオマテリアルサイエンス(東京化学同人)が4月11日に発刊されます。
山岡哲二、大矢裕一、中野貴由、石原一彦:
バイオマテリアルサイエンス 第2版-基礎から臨床まで、
東京化学同人、2018年4月11日購入はこちらから
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2018.4.2
まてりあのAM特集号に本研究室の記事が掲載されました。
まてりあのAM特集号に本研究室の記事が掲載されました。
萩原幸司、石本卓也、中野貴由:
金属積層造形法における形状・組織制御による異方性付与、ミニ特集:「Additive Manufacturing(付加製造)への医療応用への展開と現状」、
まてりあ、57 [4], (2018) 145-150.記事はこちら
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2018.3.28
東北大成島研との共著論文が、「Metallurgical and Materials Transactions A」誌に受理されました。
東北大成島研との共著論文が、「Metallurgical and Materials Transactions A」誌に受理されました。
Kosuke Ueki, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano and Takayuki Narushima:
Microstructural changes during plastic deformation and corrosion properties of biomedical Co-Cr-W-Ni alloy heat-treated at 873 K,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2018), pp.1-39. -
2018.3.23
中野先生が、第68回日本金属学会組織写真賞を受賞しました。
中野先生が、第68回日本金属学会組織写真賞の [第2部門] 走査電子顕微鏡部門にて優秀賞を受賞しました。
萩原幸司、池西貴照、中野貴由:
C40/C11b超高温耐熱複相シリサイド合金における特異な「cross-lamellar microstructureの発達」
第68回日本金属学会組織写真賞([第2部門] 走査電子顕微鏡部門「優秀賞」)、千葉工業大学、2018年3月19日 -
2018.3.23
中野研の修士2年生5名と、学部4年生6名が無事修了・卒業式を迎えました。
中野研の修士2年生5名と、学部4年生6名が無事修了・卒業式を迎えました。
皆立派な学生生活を終えることができました。修士の学生さんは、社会人になって益々ご活躍ください。学部4年生の学生は全員大学院進学で頑張っていきましょう! -
2018.3.21
中野研現M2の堀君が、大阪大学工業会賞を受賞しました。
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2018.3.20
中野研のメンバーが、3月19日~21日に千葉工業大学にて開催されている日本金属学会2018年春期 (第162回) 講演大会に参加しています。
中野研のメンバーが、3月19日~21日に千葉工業大学にて開催されている日本金属学会2018年春期 (第162回) 講演大会に参加しています。

発表は以下の通りです。
基調講演
〇井上貴之、高橋広幸、中島義雄 :
テーラーメード医療製品の現状と将来展望シンポジウム講演
〇石本卓也、孫世海、萩原幸司、中野貴由 :
金属付加造形法による医療用金属材料の材質制御〇孫世海、石本卓也、呉思綺、萩原幸司、中野貴由 :
Microstructure and mechanical properties of SUS316L products fabricated by selective laser melting〇ゴクチェカヤオズカン、孫世海、石本卓也、萩原幸司、上田恭介、成島尚之、中野貴由 :
Selective laser melting additive manufactured pure Cr : High-temprature oxidation behavior〇當代光陽、元木寛之、堀敬雄、永瀬丈嗣、中野貴由 :
成分元素混合粉を用いてのβ型Ti合金造形体の作製〇萩原幸司、中野貴由、李自宣、山崎倫昭、河村能人 :
LPSO相基Mg合金の塑性挙動支配因子口頭発表
〇松垣あいら、山崎大介、中野貴由 :
オステオサイトを起点とする細胞間相互作用に基づく骨基質配向化機構〇李誠鎬、春日敏宏、中野貴由 ;
異方性骨基質再生に向けたケイリン酸塩ガラス/ポリ乳酸ファイバーマットの作製〇小笹良輔、佐々木恭平、中野貴由 :
Apolipoprotein Eによる骨配向性制御機構〇新家光雄、Qiang Li、Dong Ma、Deng Pan、魏代修、小泉雄一郎、仲井正昭、赤堀俊和、中野貴由、掛下知行 :
生体用としてのβ型Ti-Nb合金の力学的機能性に及ぼす酸素の影響〇多根正和、梅田旭洋、関野徹、中野貴由、岡本範彦、市坪哲 :
bcc系チタン合金において生じる室温時効に伴う弾性率増加〇植木洸輔、上田恭介、仲井正昭、中野貴由、成島尚之 :
ステント用Co-Cr合金の塑性変形挙動に及ぼす結晶粒径の影響〇趙研、森田尚秀、安田弘行、當代光陽、中野貴由、池田亜矢子、近藤大介、長町悠斗、上田実、竹山雅夫 :
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金における室温延性向上に向けた微細組織の最適化〇坂田将啓、趙研、安田弘行、當代光陽、中野貴由、池田亜矢子、近藤大介、長町悠斗、上田実、竹山雅夫 :
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金の特異バンド状組織制御による室温延性の向上〇池田亜矢子、安田弘行、中野貴由、當代光陽、近藤大介、長町悠斗、上田実、竹山雅夫 :
伝熱解析による電子ビーム三次元積層造形法を用いて作製したTiAl合金の組織予測 -
2018.3.19
大阪天満にて開催された、第2回先端獣医療コンソーシアム シンポジウム ~伴侶動物における整形外科の現状と未来~で、中野先生が講演を行いました。
第2回先端獣医療コンソーシアムシンポジウムを大阪府立大獣医学科の先生を中心に開催し、多数の出席者のもと成功裏に終わりました。中野先生も講演を行いました。
シンポジウム ~伴侶動物における整形外科の現状と未来~
中野貴由 :
骨配向性と3Dプリンターによるカスタム異方性インプラントの創製、
第2回先端獣医療コンソーシアム、2018年3月17日、大阪天満研修センターポスターはこちら
シンポジウムの後、懇親会を行いました。実際の具体的なインプラント設計についてのDiscussionを行いました。
懇親会の様子
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2018.3.16
月刊自治体ソリューションズ3月号(69-71ページ)に当研究室の研究に関する記事が掲載されました。
月刊自治体ソリューションズ3月号(69-71ページ)に当研究室の研究に関する記事が掲載されました。
本記事は、日刊工業新聞社林武志氏の取材によるもので、「インプラントで骨折治療や歯の再建に新たな地平を拓く」という内容で、中野研の研究について紹介されています。
詳細はこちら -
2018.3.8
3月7日に大阪で開催される、第104回ニューフロンティア材料部会例会にて、中野先生が講演を行いました。
3月7日に大阪で開催される、第104回ニューフロンティア材料部会例会にて、中野先生が講演を行いました。
医療を支える生体適合性材料と周辺技術の開発
ー医工連携からメディカルビジネスへの展開ー中野貴由 :
材料工学的視点からの骨代替材料の設計・開発と金属3Dプリンタ適用の可能性、
第104回ニューフロンティア材料部会例会、2018年3月7日、KKRホテル大阪詳細はこちら
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2018.3.2
表面改質技術研究委員会 30 周年記念シンポジウム~多次元アディティブ・マニュファクチャリング~が日本溶接協会 溶接会館2階ホールにて開催され、中野先生が講演を行いました。
3月1日に、表面改質技術研究委員会 30 周年記念シンポジウム~多次元アディティブ・マニュファクチャリング~が日本溶接協会 溶接会館2階ホールにて開催されました。中野先生は、「レーザ積層造形法」という題名で講演しました。同時に分担執筆した書籍「多次元アディティブ・マニュファクチャリング(一般社団法人 日本溶接協会 表面改質技術研究会編)」が(株)ミックより販売開始されました。表紙の写真は阪大AMセンターで作製したTi合金製の複層型照明セードです。
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2018.2.26
2月22日~24日にOh先生 (KIT) 、KIM先生 (KIMS) が来日され、AMに関する講演や打ち合わせを行いました。
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2018.2.26
3月17日に大阪天満にて開催される、第2回先端獣医療コンソーシアム シンポジウム ~伴侶動物における整形外科の現状と未来~で、中野先生が講演を行います。
3月17日に大阪天満にて開催される第2回先端獣医療コンソーシアム シンポジウム ~伴侶動物における整形外科の現状と未来~で、中野先生が講演を行います。
シンポジウム ~伴侶動物における整形外科の現状と未来~
中野貴由 :
骨配向性と3Dプリンターによるカスタム異方性インプラントの創製、
第2回先端獣医療コンソーシアム、2018年3月17日、大阪天満研修センター詳細はこちらから
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2018.2.22
中野研の追い出しコンパが開催されました。
2月13、14日の修士論文発表会、21日の卒業論文発表会が終わり、21日に追い出しコンパを行いました。中野研恒例の、皆のメッセージ付き卒業アルバムやプレゼントを贈りました。卒業される中野研M2の皆さん、本当にお疲れ様でした。これからも益々のご活躍を祈っております。
M2 門田君 (左)
M2 久本君 (左)
M2 堀君 (左)
M2 山崎君 (左)
中野研出身のM2 青木君
集合写真
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2018.2.14
骨形成初期の二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムを発見した、岡山大学医歯薬総合研究科松本卓也教授との共同研究が2つの論文誌に掲載されました。
骨形成初期の二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムを発見した、岡山大学医歯薬総合研究科松本卓也教授との共同研究が「ACS Biomaterials Science & Engineering」「Integrative Biology」の2つの論文誌に掲載されました。「ACS Biomaterials Science & Engineering」誌にはオープンアクセスジャーナルとして掲載されています。
(1) Emilio Satoshi Hara, Masahiro Okada, Noriyuki Nagaoka, Takako Hattori, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Bioinspired mineralization using chondrocyte membrane nanofragments,
ACS Biomaterials Science & Engineering, 4 [2] ,(2018) pp.617-625.Abstract
Biomineralization involves complex processes and interactions between organic and inorganic matters, which are controlled in part by the cells. The objectives of this study were, first, to perform a systematic and ultrastructural investigation of the initial mineral formation during secondary ossification center of mouse femur based on material science and biology viewpoint, and then develop novel biomaterials for mineralization based on the in vivo findings. First, we identified the very initial mineral deposition at postnatal day 5 (P5) at the medial side of femur epiphysis by nanocomputed tomography. Initial minerals were found in the surroundings of hypertrophic chondrocytes. Interestingly, histological and immunohistochemical analyses showed that initial mineralization until P6 was based on chondrocyte activity only, i.e., it occurred in the absence of osteoblasts. Moreover, electron microscopy-based ultrastructural analysis showed that cell-secreted matrix vesicles were absent in the early steps of osteoblast-independent endochondral ossification. Instead, chondrocyte membrane nanofragments were found in the fibrous matrix surrounding the hypertrophic chondrocytes. EDS analysis and electron diffraction study indicated that cell membrane nanofragments were not mineralized material, and could be the nucleation site for the newly formed calcospherites. The phospholipids in the cell membrane nanofragments could be a source of phosphate for subsequent calcium phosphate formation, which initially was amorphous, and later transformed into apatite crystals. Finally, artificial cell nanofragments were synthesized from ATDC5 chondrogenic cells, and in vitro assays showed that these nanofragments could promote mineral formation. Taken together, these results indicated that cell membrane nanofragments were the nucleation site for mineral formation, and could potentially be used as material for manipulation of biomineralization.
論文にはこちらからアクセスできます。
(2) Emilio Satoshi Hara, Masahiro Okada, Noriyuki Nagaoka, Takako Hattori, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Chondrocyte burst promotes space for mineral expansion,
Integrative Biology, 10 ,(2018) pp.57-66.Abstract
Analysis of tissue development from multidisciplinary approaches can result in more integrative biological findings, and can eventually allow the development of more effective bioengineering methods. In this study, we analyzed the initial steps of mineral formation during secondary ossification of mouse femur based on biological and bioengineering approaches. We first found that some chondrocytes burst near the mineralized area. External factors that could trigger chondrocyte burst were then investigated. Chondrocyte burst was shown to be modulated by mechanical and osmotic pressure. A hypotonic solution, as well as mechanical stress, significantly induced chondrocyte burst. We further hypothesized that chondrocyte burst could be associated with space-making for mineral expansion. In fact, ex vivo culture of femur epiphysis in hypotonic conditions, or under mechanical pressure, enhanced mineral formation, compared to normal culture conditions. Additionally, the effect of mechanical pressure on bone formation in vivo was investigated by immobilization of mouse lower limbs to decrease the body pressure onto the joints. The results showed that limb immobilization suppressed bone formation. Together, these results suggest chondrocyte burst as a novel fate of chondrocytes, and that manipulation of chondrocyte burst with external mechano-chemical stimuli could be an additional approach for cartilage and bone tissue engineering.
論文にはこちらからアクセスできます。
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2018.2.8
当研究室の金属3Dプリンタによる骨・骨関節医療デバイスに関する解説が臨床整形外科に掲載されました。
当研究室の金属3Dプリンタによる骨・骨関節医療デバイスに関する解説が、臨床整形外科2月号に掲載されました。
中野貴由、石本卓也、小笹良輔、福田英次:
金属3Dプリンティングの先端的状況 : 骨・骨関節分野への応用へ向けて、
臨床整形外科、Vol.53 [2] (2018)、 pp.137-144PDFはこちら
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2018.2.7
三菱電機(株)にて中野先生がAMに関する講演をいたしました。卒業生の福永氏にも参加いただきました。
中野貴由:関西における3Dプリンタ拠点構築と形状・材質制御による金属積層造形体の創製、
15:10-17:10、2018年2月7日、@三菱電機(株) -
2018.2.5
電子ビーム積層造形(EBM)で造形された特殊層を持つTiAlの疲労特性に関する研究がIntermetallics誌(Elsevier)掲載されました。
Ken Cho, Ryota Kobayashi, Jong Yeong Oh, Hiroyuki Y. Yasuda, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano, Ayako Ikeda, Minoru Ueda, Masao Takeyama:
Influence of unique layered microstructure on fatigue properties of Ti-48Al2Cr-2Nb alloys fabricated by electron beam melting,
Intermetallics, 95, (2018), 1-10.Abstract
The influence of a unique layered microstructure consisting of duplex-like region and equiaxed γ grain layers (γ bands) on the fatigue properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloy bars fabricated by electron beam melting (EBM) was investigated at room temperature (RT) and 1023 K focusing on the angle (θ) between the building direction and cylinder (loading) axis. We found for the first time the fatigue strengths of the alloy bars with the layered microstructure depend strongly on the angle θ. Particularly, the fatigue strength of the alloy bars fabricated at θ = 45° is comparable to that of the hot isostatic pressing (HIP) treated cast alloys, even without HIP treatment. We also found the alloy bars fabricated at θ = 0° and 45° exhibit high fatigue strengths in the low-cycle fatigue life region at 1023 K similar to θ = 45° alloy bars at RT. These high fatigue strengths are caused by inhibition of the brittle main crack initiation by stress relaxation due to shear deformation at the γ bands and large plasticity of the alloys. These findings indicate that the alloys fabricated by EBM at θ = 45° with the unique layered microstructure have a great potential for aerospace and automobile applications.
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2018.2.3
血管中膜における基質配向性解析に関する論文が金属学会誌にて早期公開されています。
血管中膜における基質配向性解析に関する論文が金属学会誌にて早期公開されています。
小笹良輔、永石武流、山崎大介、松垣あいら、神崎万智子、倉谷徹、森井英一、坂田泰史、中野貴由*:
血管中膜におけるコラーゲン/エラスチン線維配向性解明のための定量的解析手法の確立、
日本金属学会誌、82 [3]、(2018),
DOI:10. 2320/jinstmet.J2017060.論文はこちらから入手できます
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2018.1.31
阪大歯学研究科保存科との共同研究が、「Clinical Oral Investigations」誌に受理されました。
阪大歯学研究科保存科との共同研究が、「Clinical Oral Investigations」誌に受理されました。
Motoki Okamoto, Yusuke Takahashi, Shungo Komichi, Manahil Ali, Naomichi Yoneda, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Mikako Hayashi:
Novel evaluation method of dentin repair by direct pulp capping using high-resolution micro-computed tomography,
Clinical Oral Investigations, (2018) pp.1-9 -
2018.1.30
慶応大学医学部との煙草の長期喫煙が骨質に悪影響を及ぼすことを証明した論文がopen access journalとして「PLOS ONE」誌に掲載されました。
慶応大学医学部との煙草の長期喫煙が骨質に悪影響を及ぼすことを証明した論文がopen access journalとして「PLOS ONE」誌に掲載されました。
Mamoru Sasaki, Shotaro Chubachi, Naofumi Kameyama, Minako Sato, Mizuha Haraguchi, Masaki Miyazaki, Saeko Takahashi, Takayoshi Nakano, Yukiko Kuroda, Tomoko Betsuyaku, Koichi Matsuo:
Effects of long-term cigarette smoke exposure on bone metabolism, structure, and quality in a mouse model of emphysema,
PLOS ONE, 13(1) (2018), e0191611.Abstract
Smoking is a common risk factor for both chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and osteoporosis. In patients with COPD, severe emphysema is a risk factor for vertebral fracture; however, the effects of smoking or emphysema on bone health remain largely unknown. We report bone deterioration in a mouse model of emphysema induced by nose-only cigarette smoke (CS) exposure. Unexpectedly, short-term exposure for 4-weeks decreased bone turnover and increased bone volume in mice. However, prolonged exposure for 20- and 40-weeks reversed the effects from suppression to promotion of bone resorption. This long-term CS exposure increased osteoclast number and impaired bone growth, while it increased bone volume. Strikingly, long-term CS exposure deteriorated bone quality of the lumbar vertebrae as illustrated by disorientation of collagen fibers and the biological apatite c-axis. This animal model may provide a better understanding of the mechanisms underlying the deterioration of bone quality in pulmonary emphysema caused by smoking.
論文にはこちらからアクセスできます。
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2018.1.30
3月7日に大阪で開催される、第104回ニューフロンティア材料部会例会にて、中野先生が講演を行います。
3月7日に大阪で開催される、第104回ニューフロンティア材料部会例会にて、中野先生が講演を行います。
医療を支える生体適合性材料と周辺技術の開発
ー医工連携からメディカルビジネスへの展開ー中野貴由 :
材料工学的視点からの骨代替材料の設計・開発と金属3Dプリンタ適用の可能性、
第104回ニューフロンティア材料部会例会、1018年3月7日、KKRホテル大阪 -
2018.1.26
材料物性工学談話会 平成29年度第2回講演会でM1杉本君が優秀ポスター賞を受賞しました。
材料物性工学談話会平成29年度第2回講演会でM1杉本君が優秀ポスター賞を受賞しました。
杉本昌太、石本卓也、松垣あいら、吉田清志、大槻大、吉川秀樹、中野貴由:
「再生骨の配向化と力学機能回復を促進する新たな骨再生法」 -
2018.1.25
日本歯科理工学会 近畿・中四国地方会 2018冬期セミナーにて中野先生が特別講演を行いました。
日本歯科理工学会 近畿・中四国地方会 2018冬期セミナーにて中野先生が特別講演を行いました。今里阪大歯学研究科副研究科長、河野徳島大学歯学研究科長、濱田徳島大歯学研究科教授、松本岡山大学医歯薬総合研究科教授など多数の先生方にお世話になりました。
中野貴由:
骨質指標としてのコラーゲン/アパタイト結晶の配向性とその応用、
日本歯科理工学会 近畿・中四国地方会 2018冬期セミナー、平成30年1月23日(火)13:30~(16:25~17:25)、徳島大学蔵本キャンパス、藤井節郎記念医科学センター1階 藤井節郎記念ホールプログラムはこちら
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2018.1.23
二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムの発見に関する記事が、1月18日付け朝日新聞、1月22日付け日刊工業新聞に掲載されました。
岡山大学医歯薬総合研究科松本卓也教授との共同研究による、二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムの発見に関する記事が、1月18日付け朝日新聞、1月22日付け日刊工業新聞「科学技術・大学」面に掲載されました。
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2018.1.23
北海道医療センター、東京医科歯科大学との共同研究による、脊椎インプラント埋入後の骨の健全性評価法確立に関する成果の記事が、1月23日付け日刊工業新聞に掲載されました。
中野研究室と、北海道医療センター脊椎脊髄病センター長・伊東学教授、東京医科歯科大学生体材料工学研究所・塙隆夫教授との共同研究による、脊椎インプラント埋入後の骨の健全性評価法確立に関する成果の記事が、1月23日付け日刊工業新聞「科学技術・大学」面に掲載されました。
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2018.1.17
慶應義塾大学大学院医学研究科松尾光一教授、循環器内科佐々木先生との共同研究成果が、「PLOS ONE」に受理されました。
慶應義塾大学大学院医学研究科松尾光一教授、循環器内科佐々木先生との共同研究成果が、「PLOS ONE」に受理されました。
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2018.1.17
当研究室の総合論文が「高分子論文集」に掲載されました。
当研究室の総合論文が「高分子論文集」に掲載されました。
松垣あいら、中野貴由 :
医用材料による細胞制御に基づく骨配向化誘導、
高分子論文集 (Japanese Journal of Polymer Science and Technology) 特集「医用高分子」、Vol. 75, (2018), pp. 164-173.
リンクはこちら
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2018.1.12
電子ビームAMで造形した特殊層状組織を持つTiAlの疲労に関する研究が、「Intermetallics (Elsevier) 」誌に受理されました。
電子ビームAMで造形した特殊層状組織を持つTiAlの疲労に関する研究が、「Intermetallics (Elsevier) 」誌に受理されました。
Ken Cho, Ryota Kobayashi, Hiroyuki Yasuda, Jong Yeong Oh, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano, Ayako Ikeda, Minoru Ueda, Masao Takeyama:
Influence of unique layered microstructure on fatigue properties of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloys fabricated by electron beam melting,
Intermetallics, (2018) pp.1-10. -
2018.1.10
骨形成初期の二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムを発見した、岡山大学医歯薬総合研究科松本卓也教授との共同研究が2つの論文誌に受理されました。
骨形成初期の二次骨化での石灰化初期における新たな骨形成メカニズムを発見した、岡山大学医歯薬総合研究科松本卓也教授との共同研究が「ACS Biomaterials Science & Engineering」「Integrative Biology」の2つの論文誌に受理されました。
(1) Emilio Satoshi Hara, Masahiro Okada, Noriyuki Nagaoka, Takako Hattori, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Chondrocyte membrane nanofragments are nucleation site for mineralization,
ACS Biomaterials Science & Engineering, (2018) in press.(2) Emilio Satoshi Hara, Masahiro Okada, Noriyuki Nagaoka, Takako Hattori, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto:
Chondrocyte burst promotes space for mineral expansion,
Integrative Biology, (2018) in press. -
2018.1.3
『生産と技術』 創立70周年記念号に中野先生がオーガナイズしたハイテク推進セミナーの記事が掲載されています。
『生産と技術』 創立70周年記念号に中野先生がオーガナイズしたハイテク推進セミナーの記事が掲載されています。
中野貴由 :
関西における3Dプリンタ拠点構築と形状・材質制御による造形体の創製、
生産と技術、70 [1], (2018), pp.19-26.『生産と技術』 創立70周年記念号はこちらから
記事はこちら記事概要
特集2〈ハイテク推進セミナー〉
3Dプリンタによる"モノづくり"の革命~何がどのように作れるようになったのか?~
・講師紹介 今中信人
・開会挨拶 中野貴由
・関西における3Dプリンタ拠点構築と形状・材質制御による造形体の創製 中野貴由
・関西企業における3次元モノづくりの動向~AM技術がもたらす変化~ 松下 隆
・微粒子ペースト光造形による金属ならびにセラミック構造の作製 桐原聡秀
・電子ビーム積層造形法による医療製品の開発 井上貴之
・3次元モノづくりによる輸送機器、エネルギー機器の新しい生産技術 井頭賢一郎
・3Dプリンティング技術のパナソニックでの活用と今後の展望 寺西正俊 -
2018.1.1
新年明けましておめでとうございます。
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2017.6.30
中野先生を代表とする日本学術振興会科学研究費挑戦的萌芽研究(開拓)(平成29年度~31年度)が採択されました。
中野先生を代表とする日本学術振興会科学研究費挑戦的萌芽研究(開拓)(平成29年度~31年度)が採択されました。
研究室一同、さらに身を引き締めて研究活動を推進していきます。
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2017.6.29
c-src KOマウスにおける骨配向性の低下と力学特性の低下の発見に関する論文が「Bone」誌に受理されました。
c-src KOマウスにおける骨配向性の低下と力学特性の低下の発見に関する論文が「Bone」誌に受理されました。
Takuya Ishimoto, Bunji Sato, Jee-Wook Lee, Takayoshi Nakano*:
Co-deteriorations of anisotropic extracellular matrix arrangement and intrinsic mechanical property in c-src deficient osteopetrotic mouse femur,
Bone in press (2017) pp.216-223.
doi: 10.1016/j.bone.2017.06.023. Epub 2017 Jul 15 -
2017.6.28
第4期3Dプリンタ実践研究会にて、中野先生が講演を行いました。
2017年6月28日~2018年1月24日の間に大阪府工業協会にて開催されている第4期3Dプリンタ実践研究会で、中野先生が講演を行いました。
6月28日(水) 第1回 [基調講演] 3Dプリンタによるものづくり
第1部
中野 貴由 :
3Dプリンタ実践によるこれからのものづくりパンフレットはこちら
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2017.6.26
中野先生が会長を務める第37回日本骨形態計測学会が、無事に閉会しました。
中野先生が会長を務める第37回日本骨形態計測学会が、大阪国際会議場にて6月22日(木)~24日(土)に開催され、無事終了致しました。
ご参加、ご協力いただきました関係者各位の皆様に厚く御礼申し上げます。
第37回骨形態計測学会ポスター
6月23日(金)に、大会長を務める中野先生が会長講演を行うとともに、松垣先生とD2 小笹君が一般講演を行いました。
会長講演
◯中野 貴由 :
骨配向性解析と制御に関する医歯薬工連携研究

中野先生
一般講演
◯松垣 あいら、青木 洋、中野 貴由 :
オステオサイトを起点とする細胞間相互作用に基づく骨芽細胞配列化挙動

松垣先生
◯小笹 良輔、松垣 あいら、中野 貴由 :
iPS細胞由来骨芽細胞を用いた配向化骨基質形成

D2 小笹君
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2017.6.26
金属3Dプリンタ技術による形状、材質制御に関する当研究室の解説記事が、「機械技術」に掲載されました。
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2017.6.23
阪大 萩原研との共同研究が、「International Journal of Plasticity」誌に掲載されました。
大阪大学 萩原研と共同研究で進めている、高性能「β-Ti単結晶インプラント」の実用化に向けた研究成果が、「International Journal of Plasticity」誌に受理されました。
本論文は、β-Ti単結晶の交番変形挙動(疲労変形挙動)の合金組成依存性について明らかにした論文です。K. Hagihara, T. Nakano*:
Experimental clarification of the cyclic deformation mechanisms of β-type Ti–Nb–Ta–Zr-alloy single crystals developed for the single-crystalline implant,
International Journal of Plasticity, (2017) pp.27-44.Abstract
Quaternary Ti–Nb–Ta–Zr (TNTZ) type β-Ti alloys with a body-centered cubic (bcc) structure have been of great interest as new implant biomaterials for bone replacement. Recently, we have proposed a “single crystalline β-Ti implant” as a novel hard-tissue replacement to suppress the stress shielding to bone after healing. To develop this, the fatigue properties and its controlling mechanisms of the TNTZ single crystals must be clarified. In this study, we focused on three alloys: Ti–25Nb–10Ta–5Zr(25Nb), Ti–29Nb–13Ta–4.6Zr(29Nb), and Ti–35Nb–10Ta–5Zr(35Nb) (mass%), and the cyclic deformation behaviors were examined using their single crystals. The shapes of the hysteresis loops were significantly different for these alloys, which was ascribed to the operation of different deformation modes: stress-induced α”-martensite (α”-SIM), {332}<113> twinning, and {101}<111> slip in the 25Nb, 29Nb, and 35Nb alloys, respectively. The hysteresis loops during cyclic deformation exhibited very irregular shapes for 25Nb and 29Nb, accompanied by a flow-stress asymmetry in tension and compression. This was caused by the polarized feature on the formation of them in tension and compression. In addition, the apparent yield stress in a hysteresis loop greatly decreased after the second cycle, owing to the reversible motion of the interfaces of the SIM and {332} twins by altering the direction of the applied stress. Although the cyclic deformation behavior was controlled by a similar mechanism in them, 29Nb was found to exhibit a much shorter fatigue life than 25Nb. This is because of the difference in the decreasing tendency of the reversibility for the SIM and {332} twins as cyclic deformation proceeded. The obtained results demonstrate that the controls of their asymmetric features and the reversible motion are the important factors to develop these alloys as a practical “single crystalline β-Ti implant”.
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2017.6.23
中野先生が会長を務める第37回骨形態計測学会が、大阪国際会議場にて開催されています。
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2017.6.22
超高温耐熱材料の開発に関する成果の記事が、6月22日付け日刊工業新聞に掲載されました。
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2017.6.21
超高温耐熱材料の開発に関する研究がScientific Reports (narure publishing) 誌に掲載され、萩原先生が記者発表をしました。
高温耐クリープと特性と高靱靭性を兼ね備える超高温耐熱材料の開発に関する研究がScientific Reports(narure publishing)誌に掲載され、萩原先生が記者発表をしました。
K. Hagihara, T. Ikenishi, H. Araki, T. Nakano:
Outstanding compressive creep strength in Cr/Ir-codoped (Mo0.85Nb0.15)Si2 crystals with the unique cross-lamellar microstructure,
Scientific Reports, 7 : 3936, (2017)Abstract
A (Mo0.85 Nb0.15)Si2 crystal with an oriented, lamellar, C40/C11b two-phase microstructure is a promising ultrahigh-temperature (UHT) structural material, but its low room-temperature fracture toughness and low high-temperature strength prevent its practical application. As a possibility to overcome these problems, we first found a development of unique “cross-lamellar microstructure”, by the cooping of Cr and Ir. The cross-lamellar microstructure consists of a rod-like C11b-phase grains that extend along a direction perpendicular to the lamellar interface in addition to the C40/C11b fine lamellae. In this study, the effectiveness of the cross-lamellar microstructure for improving the high-temperature creep deformation property, being the most essential for UHT materials, was examined by using the oriented crystals. The creep rate significantly reduced along a loading orientation parallel to the lamellar interface. Furthermore, the degradation in creep strength for other loading orientation that is not parallel to the lamellar interface, which has been a serious problem up to now, was also suppressed. The results demonstrated that the simultaneous improvement of high-temperature creep strength and room temperature fracture toughness can be first accomplished by the development of unique cross- lamellar microstructure, which opens a potential avenue for the development of novel UHT materials as alternatives to existing Ni-based superalloys.
論文にはこちらからアクセスできます。
記者会見の内容はこちらです。
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2017.6.17
中野研から出版した多くの論文が、Most downloaded articleとして発表されています。
以下の4報がMost downloaded articleとして紹介されています。
<Scripta Materialia>
(3番目)
T. Ishimoto, K. Hagihara, K. Hisamoto, S.-H. Sun, T. Nakano*:
Crystallographic texture control of beta-type Ti–15Mo–5Zr–3Al alloy by selective laser melting for the development of novel implants with a biocompatible low Young's modulus,
Scripta Materialia, 132 (2017), pp.34-38.(4番目)
M. Todai, T. Nagase, T. Hori, A. Matsugaki, A. Sekita, T. Nakano*;
Novel TiNbTaZrMo high-entropy alloys for metallic biomaterials,
Scripta Materialia, 129C (2017), pp.65-68.→https://www.journals.elsevier.com/scripta-materialia/most-downloaded-articles
<Bone>
(4番目)
A. Sekita, A. Matsugaki, T. Nakano*:
Disruption of collagen/apatite alignment impairs bone mechanical function in osteoblastic metastasis induced by prostate cancer,
Bone, 97 (2017), pp.83-93.→https://www.journals.elsevier.com/bone/most-downloaded-articles
<JALCOM>
(7番目)
K. Hagihara, T. Nakano*, M. Suzuki, T. Ishimoto, S. yalatu, S.-H. Sun:
Successful additive manufacturing of MoSi2 including crystallographic texture and shape control,
Journal of Alloys and Compounds (JALCOM),696 (2017), pp.67-72.→https://www.journals.elsevier.com/journal-of-alloys-and-compounds/most-downloaded-articles
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2017.6.17
当研究室が共著となった骨質のreviewが、Journal of Prosthodontic Researchに掲載されました。
当研究室が共著となった、顎骨における骨基質配向性の重要性と骨の配向性の意義について書かれたreviewが、Journal of Prosthodontic Researchに掲載されました。
S. Kuroshima, M. Kaku, T. Ishimoto, M. Sasaki, T. Nakano, T. Sawase:
A Paradigm Shift for Bone Quality in Dentistry: A Literature Review,
Journal of Prosthodontic Research, (2017)
DOI:10.1016/j.jpor.2017.05.006Abstract
PURPOSE:
The aim of this study was to present the current concept of bone quality based on the proposal by the National Institutes of Health (NIH) and some of the cellular and molecular factors that affect bone quality.
STUDY SELECTION:
This is a literature review which focuses on collagen, biological apatite (BAp), and bone cells such as osteoblasts and osteocytes.
RESULTS:
In dentistry, the term "bone quality" has long been considered to be synonymous with bone mineral density (BMD) based on radiographic and sensible evaluations. In 2000, the NIH proposed the concept of bone quality as "the sum of all characteristics of bone that influence the bone's resistance to fracture," which is completely independent of BMD. The NIH defines bone quality as comprising bone architecture, bone turnover, bone mineralization, and micro-damage accumulation. Moreover, our investigations have demonstrated that BAp, collagen, and bone cells such as osteoblasts and osteocytes play essential roles in controlling the current concept of bone quality in bone around hip and dental implants.
CONCLUSION:
The current concept of bone quality is crucial for understanding bone mechanical functions. BAp, collagen and osteocytes are the main factors affecting bone quality. Moreover, mechanical loading dynamically adapts bone quality. Understanding the current concept of bone quality is required in dentistry.
Copyright © 2017 Japan Prosthodontic Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
KEYWORDS:
Biological apatite (BAp); Bone quality; Collagen; Osteocytes; Prosthodontic dentistry
論文にはこちらからアクセスできます。
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2017.6.17
骨代謝学会のHPのInfinite dreamの記事に、中野先生に関する記事が掲載されています。
骨代謝学会のHPのInfinite dreamの記事に、中野先生に関する記事が掲載されています。
本記事では、基礎・臨床の骨研究のトップランナーとして、中野先生が紹介されています。中野 貴由(大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻生体材料学領域):
「医歯薬工の枠組みを超えた骨基質配向性研究」こちらからアクセスできます。
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2017.6.15
月刊自治体ソリューションズ6月号(73-75ページ)に当研究室の研究に関する記事が掲載されました。
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2017.6.14
第30回日本老年学会総会にて、中野先生が特別講演を行いました。
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2017.6.12
阪大歯学部との共同研究が、nature出版の「Scientific Reports」誌にオープンアクセスジャーナルとして掲載されました。
阪大歯学部との共同研究が、nature出版のScientific Reports誌にオープンアクセスジャーナルとして掲載されました。
N. Yoneda, Y. Noiri, S. Matsui, K. Kuremoto, H. Maezono, T. Ishimoto, T. Nakano, S. Ebisu, M. Hayashi:
Development of a root canal treatment model in the rat,
Scientific Reports, 7:3315, (2017)
DOI:10.1038/s41598-017-03628-6
AbstractRoot canal treatment is performed to treat apical periodontitis, and various procedures and techniques are currently used. Although animal models have been used in the developmental research of root canal treatment, little of this research has used small animals such as rats, because of their small size. In this study, root canal treatment was performed on the rat mandibular first molar, which had four root canals, using a microscope, and the therapeutic effect was evaluated bacteriologically, radiologically and histopathologically. By performing root canal treatment, the level of bacteria in the mesial root of the treated teeth was reduced by 75% compared with the control. Additionally, the volume of the periapical lesions of the treated teeth as measured by micro-computed tomography decreased significantly 2 weeks after the root canal treatment when compared with the control. Histological evidence of healing was observed in the treatment group 8 weeks after root canal treatment. These results suggest that a root canal treatment model using rats can be used in developmental research for novel methods of root canal treatment.
こちらからアクセス、論文をダウンロードできます。
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2017.6.12
共同研究論文が、「Radiation Physics and Chemistry」誌に掲載されました。
滅菌時のPTFEに関する分子レベルでの影響に関する論文が「Radiation Physics and Chemistry」誌に掲載されました。
M. Furuta, A. Matsugaki, T. Nakano, I. Hirata, K. Kato, T. Oda, M. Sato, M. Okazaki:
Molecular level analysis of mechinical properties of PTFE sterilized by Co-60 γ-ray irradiation for clincal use,
Radiation Physics and Chemistry, 139 (2017) pp.126-131Abstract
Recently, Co-60 gamma-ray irradiation has become markedly popular for the sterilization of biomedical materials, including expanded PTFE. However, its effect on the properties of PTFE has not been thoroughly examined. In this study, changes in the properties of PTFE before and after irradiation were analyzed physicochemically and discussed crystallographically. The tensile breaking strengths of PTFE decreased markedly on irradiation at 1 kGy, and were maintained at almost one fourth of the original value (44.3±2.5 N/mm2) ranging from 5 to 100 kGy. XPS analysis indicated that the atomic concentrations of carbon (C) and fluorine (F) of PTFE were not different among samples irradiated at various dosages. Raman spectra of PTFE showed a slight increase of the absorption peak intensity at 735 cm–1 in an irradiation dosage-dependent manner. X-ray diffraction showed that the crystal size of PTFE (56.7±1.0 nm) became smaller after radiation at 100 kGy (48.5±0.6 nm). These results are consistent with the above results of Raman analysis. It is suggested that the observed changes in the mechanical properties of PTFE may be due to nano-scale C–C bond scission by gamma ray irradiation, and not due to the formation of micro-scale cracks.
論文はこちらから50日間無料でダウンロードできます。
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2017.6.2
京セラ (株) から当研究室の骨配向性の考え方を導入したFINESIA (デンタルインプラント) が発売されます。
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2017.6.1
松垣あいら先生が日本金属学会第27回奨励賞に内定しました。さらに、中野研の論文が日本金属学会第65回論文賞に内定しました。
松垣あいら先生が日本金属学会第27回奨励賞に内定しました。さらに、中野研の論文が、日本金属学会第65回論文賞に内定しました。
いずれも9月6日の北海道で開催される日本金属学会で表彰されます。
A. Sekita, A. Matsugaki and T. Nakano* :
Structural crosstalk between crystallographic anisotropy in bone tissue and vascular network analyzed with a novel visualization method,
Materials Transactions, 58 [2], (2017), pp. 266-270.Abstract
Bone tissue has a highly anisotropic microstructure derived from the crystallographic orientation of apatite and the related collagen matrix alignment. Bone is also a highly vascularized tissue; intraosseous vascularization and bone formation are intimately coupled. Meanwhile, the structural relations between intraosseous vascular networks and bone microstructure are as yet unknown, partially due to technical difficulties in visualizing precise intraosseous vasculatures. The aim of this study is to develop a visualization method suitable for the structural analysis of intraosseous vascular networks and to reveal the relations between bone microstructure and the arrangement patterns of intraosseous vasculatures. Three-dimensional vascular networks were successfully visualized, and region-dependent arrangement patterns of blood vessels were clarified using fluorescent dye-conjugated lectin. Interestingly, the anisotropic structural correlation between bone matrix and the vascular system in a region-specific manner was clarified. The obtained results indicate the molecular interactions between the vascular system and bone tissue as a novel contributor for realization of anisotropic bone matrix construct.
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2017.5.31
Kipouros教授が阪大を訪問されました。
Kipouros教授(Technical University of Nova Scotia, Dalhousie University, 東大生産研岡部研客員教授)が阪大を訪問されました。
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2017.5.24
歯学部との骨質に関するreview論文がJournal of Prosthodontic Researchに受理されました。
歯学部との骨質に関するreview論文がJournal of Prosthodontic Researchに受理されました。
骨配向性を中心とした歯科系論文のreviewです。
S. Kuroshima, M. Kaku,T. Ishimoto, M. Sasaki, T. Nakano, T. Sawase:
A Paradigm Shift for Bone Quality in Dentistry: A Literature Review,
Journal of Prosthodontic Research, (2017) pp.353-362
DOI:10.1016/j.jpor.2017.05.006
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2017.5.23
中野先生が「The 12th Pacific Rim Conference on Ceramics and Glass Technolory (May 21-26, 2017)」で招待講演を行いました。
2017年5月22日に、中野先生が「The 12th Pacific Rim Conference on Ceramics and Glass Technolory (May 21-26, 2017)」で招待講演をしました。
講演は以下の通りです。
Takayoshi NAKANO, Takuya Ishimoto, Aira Matsugaki :
Analysis and control of preferential alignment of apatite crystals related to collagen fibers in various bones and in vitro bone-like tissues,
May, 22, 2017 from 3:45 PM to 4:15 PM,
Session: Fundamental Aspects of Biomineralization,
PACRIM Symposium 31: Advances in Bioceramics: Biomineralization and Bioinspired Materials, CERAMICS IN BIOLOGY, MEDICINE AND HUMAN HEALTHOrganizerのYun先生 (KIMS) 、春日先生 (名工大教授) とともに
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2017.5.15
ハイエントロピー合金に関する当研究室の解説記事がBIO INDUSTRYに掲載されました。
生体用高強度ハイエントロピー合金に関する当研究室の解説記事がBIO INDUSTRYに掲載されました。
中野貴由、永瀬丈嗣、當代光陽:
生体用高強度ハイエントロピー合金の開発,
BIO INDUSTRY, Vol.34 [5] (2017), pp.8-20PDFはこちら
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2017.5.15
異方性カスタム設計・AMセンターに関するインタビュー記事が精密工学会誌に掲載されました。
中野先生が副センター長を務める、異方性カスタム設計・AMセンターに関するインタビュー記事が精密工学会誌に掲載されました。
Gravure & Interview 精密工学の最前線
金属材料のサイエンスを駆使したカスタムAdditive Manufacturing,
精密工学会誌, 83巻, 5号, pp.387-390 (2017.5.5)PDFはこちら
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2017.5.15
当研究室の研究内容が阪大公式HPに紹介されています。
大阪大学における最先端研究の1つとして、異方性を基軸とした当研究室の研究内容が阪大HPに紹介されました。
紹介記事にはこちらからアクセスできます。
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2017.5.5
岡山大学医歯薬総合・松本卓也教授との共同研究がActa Biomaterialiaに受理され、on lineで掲載されました。
本研究は、ナノHApを用いて新規な生体軟組織への接着剤の開発について報告したものです。
M. Okada, A. Nakai, E. Hara, T. Taguchi, T. Nakano, T. Matsumoto:
Biocompatible nanostructured solid adhesives for biological soft tissues,
Acta Biomaterialia, (2017), in press,
DOI : doi.org/10.1016/j.actbio.2017.05.014Abstract
Over the past few years, the development of novel adhesives for biological soft tissue adhesion has gained significant interest. Such adhesives should be non-toxic and biocompatible. In this study, we synthesized a novel solid adhesive using nanostructured hydroxyapatite (HAp) and evaluated its physical adhesion properties through in vitro testing with synthetic hydrogels and mice soft tissues. The results revealed that the HAp-nanoparticle dispersions and HAp-nanoparticle-assembled nanoporous plates showed efficient adhesion to the hydrogels. Interestingly, the HAp plates showed different adhesive properties depending upon the shape of their nanoparticles. The HAp plate made up of 17 nm-sized nanoparticles showed an adhesive strength 2.2 times higher than the conventional fibrin glue for mice skin tissues.
Statement of Significance
The present study indicates a new application of inorganic biomaterials (bioceramics) as a soft tissue adhesive.Organic adhesives such as fibrin glues or cyanoacrylate derivatives have been commonly used clinically. However, their limited biocompatibility or low adhesion strength are some drawbacks that impair their clinical application. In this study, we synthesized a novel solid adhesive with biocompatible and biodegradable hydroxyapatite (HAp) nanoparticles without the aid of organic molecules, and showed an immediate and superior (i.e., 2.2 times higher) adhesion strength of mouse soft tissues compared to conventional fibrin glues. Given the importance of wet adhesion to biomedicine and biotechnology, our results suggest ways to develop new soft tissue adhesives as well as new applications of inorganic biomaterials.
論文はこちらからアクセスできます。
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2017.5.2
当研究室の論文が2017年4月の「Bone」誌の表紙を飾ることになりました。
前立腺癌による造骨性骨転移が骨配向性を崩壊し、骨力学機能を低下させることを見出した当研究室の論文が、「Bone」誌の表紙を飾ることになりました。
A. Sekita, A. Matsugaki, T. Nakano
Disruption of collagen/apatite alignment impairs bone mechanical function in osteoblastic metastasis induced by prostate cancer,
Bone, 97 (2017), pp.83-93
DOI: 10.1016/j.bone.2017.01.004
Abstract
論文にはこちらからアクセスできます。
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2017.5.1
当研究室出身のLee先生との共同研究が「Journal of Bone and Mineral Metabolism」誌に掲載されました。
本研究は、ひざ関節軟骨における変形性膝関節症評価の新指標として、生体アパタイト(BAp)配向性の有用性を示したものです。
J. ‑W. Lee, A. Kobayashi, T. Nakano*:
Crystallographic orientation of the c‑axis of biological apatite as a new index of the quality of subchondral bone in knee joint osteoarthritis,
J Bone Miner Metab, 35 [3], (2017), pp.308–314.
DOI: 10.1007/s00774-016-0754-y
Abstract
The aim of the present study was to investigate the preferred orientation of biological apatite (BAp) as a new index of the quality of subchondral bone (SB) in knee joint osteoarthritis (OA). Ten OA and five normal knee joints were obtained. Thickness, quantity and bone mineral density (BMD) of SB were analyzed at the medial condyle of the femur in dry conditions by peripheral quantitative computed tomography. In addition, the preferred crystallographic orientation of the c-axis of BAp was evaluated as bone quality parameter using a microbeam X-ray diffractometer technique. BMD and thickness of SB were significantly increased in OA specimens compared to normal knee specimens (P < 0.01), and the preferred orientation of the c-axis of BAp along the normal direction of SB surface was significantly higher in OA specimens ( P < 0.01), reflecting the change in stress of concentration in the pathological portion without cartilage. SB sclerosis in OA results in both proliferation of bone tissues and enhanced degree of preferential alignment of the c-axis of BAp. Our findings could have major implications for the diagnosis of clinical studies, including pathologic elucidation in OA.
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2017.4.29
中野研恒例のBBQを行いました。
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2017.4.14
新B4歓迎会を行いました!
4/14(金)に新B4歓迎会を行いました。新しく配属された新B4の奥田さん、小林君、佐々木君、原田君、迎山君、森口君の6名です。スタッフ、学生全員でがんばっていきましょう!!前列左から原田君、森口君、小林君、奥田さん、迎山君 (佐々木君は欠席) -
2017.4.12
共同研究論文が、Radiation Physics and Chemistry誌に受理されました。
滅菌時のPTFEに関する分子レベルでの影響に関する論文がRadiation Physics and Chemistry誌に受理されました。
M. Furuta, A. Matsugaki, T. Nakano, I. Hirata, K. Kato, T. Oda, M. Sato, M. Okazaki:
Molecular level analysis of mechinical properties of PTFE sterilized by Co-60 γ-ray irradiation for clincal use,
Radiation Physics and Chemistry, (2017) in press. -
2017.4.10
4/7に行われた、中野先生が参加した栄誉教授称号付与式の様子が阪大公式HPに掲載されています。
4月7日(金)に行われた、中野先生が参加した栄誉教授称号付与式の様子が阪大公式HPに掲載されています。
栄誉教授称号付与者は、大阪大学全体では27名、工学研究科では5名、マテリアル生産科学専攻では中野先生が唯一です。
掲載された記事はこちらです。
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2017.4.10
三島良直東工大学長らと3月某日に久しぶりにお会いしました。
3月某日に三島良直東工大学長と中野先生を含めた昔からの親友研究者3名でお会いしました。三島学長は、中野先生が助手の時代から金属間化合物研究でお世話になり、ご指導いただいておりますが、学長になられてからは超多忙な日々を過ごされておられるため、久しぶりの機会でした。
三島良直 東工大学長(右から2番目)、細田秀樹 東工大教授(左)、吉見享祐 東北大教授(右)、中野先生(左から2番目)
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2017.4.7
中野先生が大阪大学総長より栄誉教授(distinguished professor)の称号を付与されました(2017年4月1日付)。
中野教授がこれまでの業績を評価され、大阪大学栄誉教授(distinguished professor)の称号を付与され記念式典に参列しました。大阪大学全体で27名、工学研究科では5名、マテリアル生産科学専攻では唯一です。
(中野研のスタッフと学生さんのお蔭です。中野研のスタッフは栄誉教員、OBを含む学生さんは栄誉学生ですね(中野先生談))以下が規定です。
平成29年4月1日施行予定の『大阪大学栄誉教授称号付与規程』により、ノーベル賞、文化勲章、フィールズ賞、文化功労者、日本学士院賞、日本学士院エジンバラ公賞、日本芸術院賞、日本国際賞、紫綬褒章、京都賞、日本学術振興会賞その他これらに相当する著名な賞を受賞し、本学の教育、研究及び社会貢献の推進に先導的な役割を担う本学教授に対して、栄誉教授の称号を付与することとなりました。
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2017.4.6
新M1歓迎会を行いました。
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2017.4.3
当研究室の、成熟骨芽細胞単離・細胞配列化制御に関する論文が受理されました。
本論文はマウス頭蓋冠からの成熟骨芽細胞単離・細胞配列化制御に成功したものです。
Ryosuke Ozasa, Aira Matsugaki and Takayoshi Nakano*:
Directional control of mature osteoblast derived from juvenile mouse calvariae,
Materials Transactions, 58 [6], (2017) in press.
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2017.4.1
當代先生が、新居浜高専の准教授、阪大の招聘准教授に着任されました。
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2017.4.1
中野先生が4月1日より、大阪府立大学の客員教授に就任しました。
中野先生が4月1日より、大阪府立大学 大学院生命環境科学研究科獣医学専攻 客員教授に就任しました。
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2017.4.1
中野研の科学研究費は全て採択されました。
松垣先生が科学研究費若手Aに新規採択、中野先生が基盤研究Sに継続採択、石本先生が基盤研究Bに継続採択されました。
国の税金ですのでさらに身を引き締めて研究活動を推進したいと思います。
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2017.3.24
日刊工業新聞に中野先生に関するコラムが掲載されました。
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2017.3.22
平成28年度の修士課程修了式、学部卒業式が行われました。
平成28年度の博士前期・後期課程修了式、学部卒業式が行われ、中野研からも多くの学生が巣立って行きました。
D3 関田さん、M2 稲垣君、木村さん、鈴木君、黒住君、LIUさん、今井君、山田さん、B4 坂本君、杉本君、中西君、永石君、安富君、ご卒業おめでとうございます!しばらくの間寂しくなりますが、皆さん益々ご活躍ください! -
2017.3.21
当研究室で見出した、がん転移による骨脆弱化メカニズムに関する記事が3月21日付け日刊工業新聞の「科学技術・大学」面にトップ記事として掲載されました。
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2017.3.19
中野研10周年記念パーティを卒業生主催で開催しました。
3月19日、心斎橋にて中野研10周年記念パーティを卒業生主催で開催しました。遠路からの参加者を含め約70名の参加者のもと趣向を凝らした様々なサプライズが。写真のケーキには中野研のシンボルマークの骨系細胞と六方晶系アパタイト!
3時間はあっという間に過ぎていきました。中野先生談「10年間あっという間でしたが、皆に出会ったことが最高の幸せです」。
最後に参加者全員で集合写真
次回の中野研15周年記念パーティに向けて、これまで以上に中野研を盛り上げていきましょう!まずは、毎年恒例のBBQ、OB会でお会いできるのを楽しみにしております。
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2017.3.18
当研究室の、がん細胞との相互作用による骨微細構造破綻メカニズムに関する論文がnature出版の「Scientific Reports」誌にオープンアクセスジャーナルとして掲載されました。
当研究室の、がん細胞との相互作用による骨微細構造破綻メカニズムに関する論文がnature出版の「Scientific Reports」誌にオープンアクセスジャーナルとして掲載されました。
Y. Kimura, A. Matsugaki, A. Sekita, T. Nakano*:
Alteration of osteoblast arrangement via direct attack by cancer cells: New insights into bone metastasis,
Scientific Reports, 7:44824, pp.1-11
DOI: 10.1038/srep44824
AbstractIntact bone tissue exhibits a characteristic anisotropic microstructure derived from collagen fiberalignment and the related c-axis orientation of apatite crystals, which govern the mechanical propertiesof bone tissue. In contrast, tumor-invaded bone exhibits a disorganized, less-aligned microstructurethat results in severely disrupted mechanical function. Despite its importance both in basic principleand in therapeutic applications, the classical understanding of bone metastasis is limited to alterationsin bone mass regulated by metastatic cancer cells. In this study, we demonstrate a novel mechanismunderlying the disruption of bone tissue anisotropy in metastasized bone. We observed that directattack by cancer cells on osteoblasts induces the less-organized osteoblast arrangement. Importantly,the crystallographic anisotropy of bone tissue is quantitatively determined by the level of osteoblastarrangement. Osteoblast arrangement was significantly disrupted by physical contact with cancercells such as osteolytic melanoma B16F10, breast cancer MDA-MB-231, and osteoblastic prostatecancer MDA-PCa-2b cells. The present findings demonstrate that the abnormal arrangement ofosteoblasts induced by physical contact with cancer cells facilitates the disorganized microstructure ofmetastasized bone.論文にはこちらからアクセスすることができます。
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2017.3.16
第160回日本金属学会にて当研究室の研究発表がポスター賞を受賞しました。
第160回日本金属学会にて当研究室の研究発表がポスター賞を受賞しました。
〇樋口隆幹、池西貴昭、萩原幸司、中野貴由:
種々の第4元素天下によるC40/C11b複層シリサイドの組織制御、
第28回日本金属学会優秀ポスター賞、首都大学東京南大沢キャンパス、2017年3月16日
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2017.3.15
3月15日~17日 中野研のメンバーが首都大東京で開催されている日本金属学会2017年春期(第160回)講演大会に参加しています。
発表は以下の通りです。
基調講演
〇中野貴由、石本卓也、當代光陽、萩原幸司、孫世海、松垣あいら:
金属積層造形技術における形状・組織制御による異方性付与
口頭発表
〇石本卓也、秀平忠司、松垣あいら、中野貴由:
卵巣摘出ならびに応力負荷の複合環境下における骨配向化
〇當代光陽、永瀬丈嗣、堀敬雄、孫世海、中野貴由:
三次元積層造形法による純金属混合粉末からのβ型Ti合金像携帯の作製
〇松垣あいら、木村友美、関田愛子、中野貴由:
骨-がん細胞相互作用による骨配向化制御機構
〇李誠鎬、春日敏宏、中野貴由:
Bioglass/ポリ乳酸複合配向ファイバーマットの開発
〇孫世海、萩原幸司、石本卓也、中野貴由:
Comparison of microstructure and mechanical property of Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy fabricated by electron and laser beam melting
〇関田愛子、松垣あいら、中野貴由:
前立腺癌造骨型転移による骨配向性低下
〇小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
血管コラーゲン配向化構造に基づく力学支持機構
〇門田耕平、石本卓也、中野貴由:
骨の機能適応変化に対する強制負荷ひずみ速度の影響
〇久本健太、石本卓也、中野貴由:
積層造形法によるβチタン合金結晶集合組織のScan Strategy依存性
〇山崎大介、松垣あいら、中野貴由、磯部仁博、佐久太郎:
骨配向化機構解明を目指した生体模擬共培養モデルの構築
〇中西陽平、松垣あいら、中野貴由、川原公介、二宮孝文、沢田博司:
レーザ誘起周期表面構造による骨基質配向化機構
ポスター発表
〇堀敬雄、當代光陽、永瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由:
高強度かつ高生体適合性を示す生体用ハイエントロピー合金の開発
〇坂田将啓、趙研、安田弘行、當代光陽、中野貴由、池田亜矢子、近藤大介、長町悠斗、上田実、竹山雅夫:
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金の組織制御による室温延性の改善
〇樋口隆幹、池西貴昭、萩原幸司、中野貴由:
種々の第4元素天下によるC40/C11b複層シリサイドの組織制御
会場前にて集合写真(名工大副学長 春日教授とともに)
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2017.3.8
第16回再生医療学会総会にて中野先生が鈴木治先生(東北大歯学研究科教授)とともに、シンポジウムをオーガナイズしました。
3月8日8:30~10:30にてシンポジウムSY-29(天然骨と再生骨の骨質を科学する)をオーガナイズするとともに、シンポジウム講演をしました。
中野貴由、石本卓也、松垣あいら:
骨再生における骨質因子としてのアパタイト/コラーゲン配向性の重要性
第16回再生医療学会総会、仙台国際センター第4会場、2017年3月8日
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2017.3.6
3月6日にHPのヒット、210,000件を達成しました!
3月6日にHPのヒット、210,000件を達成しました!
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2017.3.2
「生物医工学サロン」第64回集会を阪大中野研が開催しました。
日時:2017年3月2日(木)18:00~
場所:大阪大学材料開発物性記念館2F研修室
講師:土谷博昭先生(大阪大学大学院工学研究科准教授)「金属材料の表面ポーラス化と医療分野への展開」
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2017.2.28
中野先生が3Dプリンターに関するセミナーを行いました。
CMCリサーチセミナーでセミナーを行いました。
中野貴由:
金属3Dプリンタによる製造と技術・業界動向、
2017年2月28日(火)13:30~16:30 (ちよだプラットフォームスクウェア 502会議室)
詳細はこちら
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2017.2.24
2月23日、中野研の追いコンを行いました。
2月14日、15日の修士論文発表会、22日の卒業論文発表会、23日のM1発表会が終わり、追いコンを行いました。4月1日より助教の當代先生が栄転するのでそのお祝いも兼ねてでした。中野研恒例となっている皆のメッセージと思い出の写真の入った手作りアルバムなどのプレゼント。大いに盛り上がりましたが、当分寂しい時間が流れます。卒業する皆さん大いに活躍してください。
卒業生のM2 木村さん
卒業生のM2 稲垣君
卒業生のM2 Liuさん
卒業生のM2 黒住君
卒業生のM2 鈴木君
卒業生のD3 関田さん
當代先生
店内にて集合写真
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2017.2.22
他大学からの平成30年度修士課程 推薦入学希望者募集を始めました。
他大学からの修士課程 推薦入学希望者募集を始めました。(出願日:5/8~5/12)他大学からの修士課程推薦入学者の推薦枠が、中野研究室に1名分あります。石本准教授(ishimoto@mat.eng.osaka-u.ac.jp) まで連絡し、4月28日 までに研究室見学を行ってください。1名枠がなくなり次第、募集は中止します。(先着優先) -
2017.2.17
中野先生が東京ビッグサイトで開催中の3D Printing 2017にて基調講演をしました。
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2017.2.15
溶骨性乳がんによる配向性低下の発見に関する論文の日本語版が受理されました。
本論文にて溶骨性乳がんにより骨配向性が低下することを見出しました。
関田愛子、松垣あいら、中野貴由*:
乳がん溶骨型転移による骨基質配向性低下、
日本金属学会誌、81 [6], (2017), in press.
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2017.2.1
材料物性工学談話会においてM1 堀君がポスター賞を受賞しました。
○堀敬雄、當代光陽、長瀬丈嗣、松垣あいら、中野貴由:
bcc構造を有する機能性新規ハイエントロピー合金の相安定性とその凝固組織についての熱力学的考察、
材料物性工学談話会、大阪大学 中之島センター 佐治敬三ホール、2017年2月1日
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2017.1.31
βTiの低弾性化のためのスキャンストラテジー依存性により、<001>と<011>方位の制御に成功した論文がScripta Materialia誌にopen access journalとして掲載されました。
スキャンストラテジーにより生体用βTi合金の結晶方位の制御に成功しました。
論文はこちらから自由に入手できます。
Takuya Ishimoto, Koji Hagihara, Kenta Hisamoto, Shi-Hai Sun, Takayoshi, Nakano*:
Crystallographic texture control of beta-type Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy by selective laser melting for the development of novel implants with a biocompatible low Young's modulus,
Scripta Materialia, 132 (2017), pp.34-38
DOI: 10.1016/j.scriptamat.2016.12.038
Abstract
We first successfully achieved the two types of distinct texture control in low-modulus beta-type Ti–15Mo–5Zr–3Al alloy products using selective laser melting. Bidirectional scanning with and without a rotation of 90° between the layers gave rise to different textures with preferential orientations of 〈001〉 and 〈011〉 along the building direction, respectively. Control of the growth behavior of the columnar cells in the melt pools via scanning strategies enabled the generation of such different textures. The obtained material exhibits a low Young's modulus of 68.7 ± 0.9 GPa, which potentially allows for the development of implants that can suppress stress shielding.
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2017.1.23
中野先生が2月16日に開催される国際ナノテクノロジー総合展・技術会議(@東京ビッグサイト)にて、基調講演を行います。
中野先生が、2月16日に東京ビッグサイトにて開催される国際ナノテクノロジー総合展・技術会議にて基調講演を行います。
中野貴由:
3Dプリンタの医療活用、
国際ナノテクノロジー総合展・技術会議、主催者企画 3D Printingセミナー [医療分野] 基調講演
詳しくはこちら
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2017.1.16
骨代謝学会のHPの1st Authorに、 石本先生のJBMR誌の記事が掲載されています。
骨代謝学会のHPの1st Authorに、 石本先生のJBMR誌の記事が掲載されています。
「骨アパタイト配向性は再生骨において骨密度よりも強く骨強度を支配する」
これは、骨質指標としてのアパタイト配向性が骨密度よりも優位に骨強度を決める指標であることを証明した論文です。
こちらからアクセスできます。
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2017.1.14
前立腺癌による造骨性骨転移が骨配向性を崩壊し、骨力学機能を低下することを見出した論文がBone誌にopen access journalとして掲載されました。
A. Sekita, A. Matsugaki, T. Nakano*:
Disruption of collagen/apatite alignment impairs bone mechanical function in osteoblastic metastasis induced by prostate cancer,
Bone, 97 (2017), pp.83-93
DOI: 10.1016/j.bone.2017.01.004
Abstract
Prostate cancer (PCa) frequently metastasizes to the bone, generally inducing osteoblastic alterations that increase bone brittleness. Although there is growing interest in the management of the physical capability of patients with bone metastasis, the mechanism underlying the impairment of bone mechanical function remains unclear. The alignment of both collagen fibrils and biological apatite (BAp) c-axis, together with bone mineral density, is one of the strongest contributors to bone mechanical function. In this study, we analyzed the bone microstructure of the mouse femurs with and without PCa cell inoculation. Histological assessment revealed that the bone-forming pattern in the PCa-bearing bone was non-directional, resulting in a spongious structure, whereas that in the control bone was unidirectional and layer-by-layer, resulting in a compact lamellar structure. The degree of preferential alignment of collagen fibrils and BAp, which was evaluated by quantitative polarized microscopy and microbeam X-ray diffraction, respectively, were significantly lower in the PCa-bearing bone than in the control bone. Material parameters including Young's modulus and toughness, measured by the three-point bending test, were simultaneously decreased in the PCa-bearing bone. Specifically, there was a significant positive correlation between the degree of BAp c-axis orientation and Young's modulus. In conclusion, the impairment of mechanical function in the PCa-bearing bone is attributable to disruption of the anisotropic microstructure of bone in multiple phases. This is the first report demonstrating that cancer bone metastasis induces disruption of the collagen/BAp alignment in long bones, thereby impairing their mechanical function.
論文はこちらから入手できます。
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2017.1.11
中野先生が大会長を務める第37回骨形態計測学会の一般演題応募が本日より開始しました。演題募集期間は2017年1月11日(水)~2月22日(水)です。
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2017.1.4
Scripta Materialia誌に掲載されている、C11b/C40シリサイドの異常な破壊靭性の上昇に関する論文が2017年2月23日までopen access可能となりました。
2017年2月23日までopen access可能です。
Koji Hagihara, Takaaki Ikenishi, Takayoshi Nakano:
Development of unique cross-lamellar microstructure, resulting in the drastic increase in fracture toughness in Cr/Ir-codoped (Mo0.85Nb0.15)Si2 crystals,
Scripta Materialia, 131 (2017), pp.19-23
DOI: 10.1016/j.scriptamat.2016.12.029.
論文にはこちらからアクセスできます。
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2017.1.4
造骨系の前立腺がん配向性低下が骨力学特性を低下することを解明した論文が「Bone」誌に受理されました。
A. Sekita, A. Matsugaki, T. Nakano*:
Disruption of collagen/apatite alignment impairs bone mechanical function in osteoblastic metastasis induced by prostate cancer,
Bone (2017) in press.
DOI: 10.1016/j.bone.2017.01.004
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2016.6.30
M2 就職内定お祝い
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2016.6.28
当研究室の研究成果が日刊工業新聞に掲載されました。
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2016.6.25
D3関田さんが、第36回日本骨形態計測学会にて若手研究者賞を受賞しました。
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2016.6.25
第36回日本骨形態計測学会(新潟 6月23日~25日)に、中野先生、石本先生、松垣先生、D3関田さん、D1小笹君が参加しました。
6月23日~25日、新潟にて開催の第36回日本骨形態計測学会に中野研から5名が参加しました。
キャノンライフケアソリューションズ株式会社 進藤様とともに
〇中野 貴由:
骨配向性からみた骨粗鬆症
〇石本 卓也、 門田 耕平、 中野 貴由:
骨への強制的負荷が骨形態・配向化に与える影響
〇松垣 あいら、 中野 貴由:
基板表面形状に依存した細胞配列化・骨基質配向化挙動
〇関田 愛子、 松垣 あいら、 中野 貴由:
造骨型がん骨転移マウスモデルにおける骨配向性低下とその骨力学機能に対する影響
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2016.6.23
変形による表面起伏による細胞配向化のコントロールに関する論文が「Crystals」に掲載されました。
Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano;
Control of cellular arrangement by surface topography induced by plastic deformation,
Crystals, 6(6), (2016), 73(Open access journal), on line
DOI:10.3390/cryst6060073
Open access journalなので、自由に読むことができます。
以下からダウンロードしてください→http://www.mdpi.com/2073-4352/6/6/73
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2016.6.20
変形による表面起伏による細胞配向化のコントロールに関する論文が「Crystals」に受理されました。
Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano;
Control of cellular arrangement by surface topography induced by plastic deformation,
Crystals, (2016), in press.
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2016.6.16
D3関田さんが、第36回日本骨形態計測学会若手研究者賞に内定しました。
関田愛子、松垣あいら、中野貴由:
造骨型がん骨転移マウスモデルにおける骨配向性低下とその骨力学機能に対する影響
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2016.6.16
Scripta Materialiaに当研究室のCo-Cr単結晶の論文が受理されました。
Koji Hagihara, Takayoshi Nakano, Keita Sasaki:
Anomalous strengthening behavior of Co-Cr-Mo alloy single crystal
for biomedical applications,
Scripta Materialia, in press (2016).
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2016.6.16
長崎大歯澤瀬教授との共同研究の歯科インプラント周囲での配向性に関する論文が受理されました。
Ryo Jimbo, Takayoshi Nakano, Takashi Sawase:
The alignment of biological apatite c-axis under functional loading:
a preliminary report, the international journal IMPLANT DENTISTRY, (2016) accepted.
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2016.6.11
今年度、日本金属学会での各賞の中野研からの受賞が決まりました。
受賞は以下の通りで、授賞式は秋期金属学会講演大会(阪大豊中キャンパス)で行われます。
(1)第26回日本金属学会奨励賞
當代光陽助教
(2)第64回日本金属学会論文賞
池尾、石本、平本、福田、荻須、荒木、中野
以下の論文に対して、
N. Ikeo, T. Ishimoto, N. Hiramoto, H. Fukuda, H. Ogisu, Y. Araki and T. Nakano:
Solid/Powder Clad Ti-6Al-4V Alloy with Low Young’s Modulus and High Toughness Fabricated
by Electron Beam Melting,, Materials Transactions, .56 [5] (2015), pp.755-758.
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2016.6.8
歯学研究科の今里先生との共同研究が Dental Materials Journal に出版されました。
Hiroyuki Miyajima, Takuya Ishimoto, Sai MA, Jihua Chen, Takayoshi Nakano and Satoshi Imazato:
In vitro assessment of a calcium-fluoroaluminosilicate glass-based desensitizer
for the prevention of root surface demineralization
Dental Materials Journal, (2016), 35(3), pp.399–407.
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2016.5.29
2016年5月28日~6月3日 Thermec'2016(International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS, Processing, Fabrication, Properties, Applications)に中野先生、石本先生、當代先生、孫先生、ソヤラト先生が出席しています。
中野先生は、Biomimetei Materials, Nonostructures Biomaterials & Biological Applicationsのコーディネーター等を務めています。
詳しくはPDFへ→PDF
中野先生
Takayoshi Nakano, Hidetsugu Fukuda:
Development of a new powder/solid composite for bio-mimic anisotropic implant materials by electron-beam additive manufacturing
石本先生
Takuya Ishimoto, Jun Wang, Kohei Kadota, Tea-Wan Kim, Takayoshi Nakano:
Apatite orientation and material property of bone are enhanced by artificially elevated load
當代先生
Mitsuharu Todai, Keisuke Fukunaga, Takayoshi Nakano:
Athermal ω-phase transformation and mechanical properties in binary Zr-Nb biomedical alloy
孫先生
Shihai Sun, Takeo Kurozumi, Takayoshi Nakano:
Direct fabrication of hydroxyapatite by selective laser melting
ソヤラト先生
Yalatu Su, Takayoshi Nakano, Norio Higuchi, Hitoshi Sakai:
Mechanical properties and magnetic susceptibility of Ti-X alloys fabricated by selective laser melting process for new biomaterial devices
萩原先生
Koji Hagihara, Haruka Araki, Takaaki Ikenishi, Takayoshi Nakano:
High-temperature deformation behavior of (Mo0.85Nb0.15) Si2 crystals with C40/C11b lamellar microstructure
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2016.5.28
軽金属学会でポスター賞を受賞しました。
石井 健太郎,萩原 幸司,中野 貴由:Ca-Mg-Zn系溶解性化合物複相合金の創成
日本軽金属学会春季大会、ポスター賞(2016)
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2016.5.27
中野先生が監修した「3Dプリンタ実践活用研究会」がスタートしました。12月13日まで8回実施されます。
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2016.5.24
京都工芸繊維大学で粉体粉末冶金協会が行われ、阪大材料系SIP拠点が新技術・新製品賞を2件受賞しました。
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2016.5.21
中野先生が10thWBCにて、Queensland University of TechnologyのProf. Dietmar W. Hutmacherと「New frontiers symposium 「Convergence of biomaterials science and additive biomanufacturing」をオーガナイズしました。
オーガナイザーのProf. Dietmar W. Hutmacher(右)と中野(左)、日本側のkeynote sperakerのDr. Hui-suk Yunと塙隆夫教授(日本バイオマテリアル学会会長)
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2016.5.20
10thWBCにて
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2016.5.19
中野先生がInternational Union of Societies for Biomaterials Science & Engineering (IUSBSE)のフェロー、Fellow, Biomaterials Science & Engineering (FBSE)になりました。
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2016.5.17
4年に1度の世界バイオマテリアル学会(WBC2016)に中野先生、石本先生、當代先生、孫先生、ソヤラト先生が出席中です。
中野先生は、New frontiers symposium 「Convergence of biomaterials science and additive biomanufacturing」を
オーガナイズするとともに、以下の講演を実施します。
中野先生
Takayoshi Nakano, Hidetsugu Fukuda, Toru Inoue, Takuya Ishimoto, Aira Matsugaki:
Development of a new powder/solid composite for Ti alloy implants exhibiting mechanical properties
similar to bone anisotropy by metal additive biomanufacturing
石本先生
Takuya Ishimoto, Yoshihiro Noyama, Takayoshi Nakano:
Development of bone implant based on the preferential orientation of bone ECM that regulates bone mechanical function
當代先生
M. Todai, K. Hagihara, M. Tane. T. Ishimoto, Takayoshi Nakano:
Development of new single crystalline bone plate using an ISO certified biomedical Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy
孫先生
Shihai Sun, Takeo Kurozumi, Takayoshi Nakano:
Direct selective laser melting of Hydroxyapatite without using binder
ソヤラト先生
Suyalatu, Takayoshi Nakano, Norio Higuchi, Hitoshi Sakai:
Microstructure and mechanical properties of Ti-X alloys fabricated by selective laser melting process for new biomaterial devices
岡崎先生
Masakazu Furuta, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano, Isao Hirata, Koichi Kato and Masayuki Okazaki
Molecular Level Analyses of Mechanical Properties of Basic Medical Used Plastics Irradiated by Co-60 Gamma-ray for Sterilization
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2016.5.13
(株)神戸製鋼所 神戸総合技術研究所で、中野先生がAMに関する講演を行いました。
講演題目は、「AMの最新技術紹介およびAMの普及促進に向けたSIPの取り組み」です。
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2016.5.12
韓国のProf. M.-H. Oh 先生らがAMセンターを訪問し、講演や打ち合わせを行いました。
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2016.5.11
2016年5月11日市ヶ谷にて、中野先生が講演をしました。
骨力学応答に関する講演を行いました。
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2016.5.11
中野先生が、WBC2016(モントリオール)にてBiomaterials Science and Engineering (FBSE) のフェローになります。
プレスリリースはこちら
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2016.5.10
東京医科歯科大学で、中野先生が骨配向に関する基調講演を行いました。
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2016.5.9
平成27年度スマートプロセス学会学術奨励賞に井上 暢氏が内定しました。
平成27年度スマートプロセス学会学術奨励賞に、今年3月中野研の修士課程を修了し、現在川崎重工業(株)に勤務している井上 暢氏が内定しました。
授賞式は5月20日(金)午後1時から大阪大学接合科学研究所荒田記念館で行われる予定です。
おめでとうございます!
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2016.4.29
恒例中野研のBBQを行いました。
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2016.4.19
萩原研との共同研究に関する論文が"Materials Letters"に掲載されました。
萩原研との共同研究に関する論文が”Materials Letters”に掲載されました。Koji Hagihara, Koretaka Yuge, Takaaki Ikenishi, Haruka Araki, and Takayoshi Nakano:Effect of additional elements on fracture toughness of (Mo0.85Nb0.15)Si2 C40/C11b lamellar-structured crystalsMaterials Letters, (2016), in press. -
2016.4.11
190,000件突破!
4月11日にHPのヒット、190,000件を達成しました!!
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2016.4.8
新M1&B4歓迎会を行いました。
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2016.4.7
お花見&新職員、新D1、新M1の歓迎会を行いました。
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2016.4.1
石本講師が平成28年度科研費 基盤研究(B)・挑戦的萌芽研究、當代助教が 若手研究(B)に新規に採択されました。
石本講師が提案する骨配向化とOCYの研究、當代助教が提案する超高温耐熱合金の研究が交付内定を受けました。
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2016.3.31
変形性関節症における下骨配向性の変化に関する研究が、Journal of Bone and Mineral Metabolism (JBMM) に掲載されました。
変形性関節症における下骨配向性の変化に関する研究が、Journal of Bone and Mineral Metabolism
(JBMM) に掲載されました。Jee-Wook Lee, Akio Kobayashi, Takayoshi Nakano:Crystallographic orientation of the c-axis of biological apatite as a new index
of the quality of subchondral bone in knee joint osteoarthritis,
Bone and Mineral Metabolism (JBMM), (2016), on line.DOI: 10.1007/s00774-016-0754-yAbstractThe aim of the present study was to investigate the preferred orientation of biological apatite (BAp) as a new index of the quality of subchondral bone (SB) in knee joint osteoarthritis (OA). Ten OA and five normal knee joints were obtained. Thickness, quantity and bone mineral density (BMD) of SB were analyzed at the medial condyle of the femur in dry conditions by peripheral quantitative computed tomography. In addition, the preferred crystallographic orientation of the c-axis of BAp was evaluated as bone quality parameter using a microbeam X-ray diffractometer technique. BMD and thickness of SB were significantly increased in OA specimens compared to normal knee specimens (P < 0.01), and the preferred orientation of the c-axis of BAp along the normal direction of SB surface was significantly higher in OA specimens (P < 0.01), reflecting the change in stress of concentration in the pathological portion without cartilage. SB sclerosis in OA results in both proliferation of bone tissues and enhanced degree of preferential alignment of the c-axis of BAp. Our findings could have major implications for the diagnosis of clinical studies, including pathologic elucidation in OA. -
2016.3.28
平成27年度の修士課程修了式、学部卒業式が行われました。
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2016.3.24
萩原研との共同研究が、第26回日本金属学会優秀ポスター賞を受賞しました。
萩原研との共同研究が、第26回日本金属学会優秀ポスター賞を受賞しました。
○池西 貴昭、荒木 晴香、萩原 幸司、中野 貴由:Cr,Ir 共添加NbSi2/MoSi2 複相シリサイドの力学特性 -
2016.3.23
日本金属学会の登竜門である功績賞を萩原先生と稲邑先生が受賞しました。
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2016.3.23
3/23-25日、東京理科大学葛飾キャンパスにて開催の日本金属学会に参加しています。
3/23-25日、東京理科大学葛飾キャンパスにて開催の日本金属学会に参加しています。
中野研から10名の口頭発表を行います。○石本 卓也、荻須 宏幸、松垣 あいら、中野 貴由:
骨組織を基板とした異方性骨再生挙動
○當代 光陽、Liu Tianqi、萩原 幸司、安田 弘行、中野 貴由、池田 亜矢子、近藤 大介、長町 悠斗、上田 実:
電子ビーム積層造形法によるTiAl 合金の組織制御と力学特性○松垣 あいら、村上 愛実、石本 卓也、中野 貴由:
流体せん断刺激に対するオステオサイトの異方的応答
○Shihai Sun、Yalatu Su、Takuya Ishimoto、Takayoshi Nakano:
Microstructure of Ni-25at.%Mo alloy fabricated by selective laser melting
○関田 愛子、松垣 あいら、石本 卓也、中野 貴由:悪性黒色腫骨転移による骨配向性低下○稲垣 雄平、松垣 あいら、中野 貴由:破骨細胞―骨芽細胞間相互作用を介した骨配向化制御機構○木村 友美、関田 愛子、松垣 あいら、中野 貴由:ex-vivo 骨培養系によるがん骨転移モデルの構築○鈴木 将裕、當代 光陽、萩原 幸司、中野 貴由:高靭性B 添加NbSi2/MoSi2 複相シリサイド結晶におけるクリープ特性と変形組織○久本 健太、石本 卓也、蘇 亜拉図、中野 貴由:積層造形法による生体用β型Ti 合金部材の作製と組織形成○山崎 大介、松垣 あいら、中野 貴由:異方性骨類似組織構築を目指したオステオサイトネットワークの制御○石井 健太郎、萩原 幸司、中野 貴由:組織制御によるCa-Mg-Zn 系溶解性化合物複相合金作製の試み○上田 正人、山本 彩乃、池田 勝彦、松垣 あいら、中野 貴由:背面照射型のTiO2/SiO2 光応答細胞培養器の試作○趙 研、小林 良太、安田 弘行、當代 光陽、中野 貴由、池田 亜矢子、近藤 大介、長町 悠斗、上田 実:電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl 合金の微細組織と疲労特性○池西 貴昭、荒木 晴香、萩原 幸司、中野 貴由:Cr,Ir 共添加NbSi2/MoSi2 複相シリサイドの力学特性 (ポスター) -
2016.3.22
萩原研との共同研究のMg、Mg合金の腐食の方位依存性に関する論文がCorrosion Science誌に受理されました。
萩原研との共同研究のMg、Mg合金の腐食の方位依存性に関する論文がCorrosion Science誌に受理されました。
K. Hagihara, M. Okubo, M. Yamasaki, T. Nakano:
Crystal-orientation-dependent corrosion behaviour of single crystals of a pure
Mg and Mg-Al and Mg-Cu solid solutions,
Corrosion Science, (2016), in press. -
2016.3.10
KISTでProf. H.-K. Seok先生の招待で講演をしました。
KISTでProf. H.-K. Seok先生の招待で講演をしました。
Takayoshi Nakano:Control of Preferential Alignment of Apatite/Collagen for Bone Replacement
and Recent Additive Manufacturing (AM, 3D printer) Research Project in KIST.
KISTでの講演の様子
Prof. H.-K. Soek先生の研究グループとともに
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2016.3.9
中野先生がソウルの国民大学を訪問し、講演や研究打ち合わせをしました。
中野先生がソウルの国民大学を訪問し、講演や研究打ち合わせをしました。
Takayoshi Nakano:Control of Preferential Alignment of Apatite/Collagen for Bone Replacement
and Our Recent AM Research in Kookmin University.国民大学での講演の様子
Prof. Jung、Prof. Chaとともに
KISTのProf. Seok先生や卒業生のDr. Lee君らとともに
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2016.3.7
変形性関節症における下骨配向性の変化に関する研究が、Journal of Bone and Mineral Metabolism (JBMM) に受理されました。
変形性関節症における下骨配向性の変化に関する研究が、Journal of Bone and Mineral Metabolism (JBMM) に受理されました。
Jee-Wook Lee, Akio Kobayashi, Takayoshi Nakano:
Crystallographic orientation of the c-axis of biological apatite as a new index of the quality of subchondral
bone in knee joint osteoarthritis,
Bone and Mineral Metabolism (JBMM), (2016), in press. -
2016.3.5
萩原研との共同研究論文がActa Materialiaに掲載されました。
萩原研との共同研究論文がActa Materialiaに掲載されました。
Koji Hagihara, Takuya Okamoto, Hitoshi Izuno, Michiaki Yamasaki, Masafumi Matsushita,
Takayoshi Nakano and Yoshihito Kawamura:Plastic deformation behavior of 10H-type synchronized LPSO phase in a Mg-Zn-Y system,
Acta Materialia, 109 (2016), pp.90-102. -
2016.3.3
中野研の追いコンを行いました。
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2016.3.3
M1発表会が開催され、中野研M1の5名が発表を終えました。あと1年頑張っていきましょう!
M1発表会が開催され、中野研M1の5名が発表を終えました。あと1年頑張っていきましょう! -
2016.3.3
萩原研との共同研究論文が「Scripta Materialia」誌に掲載されました。
萩原研との共同研究論文が「Scripta Materialia」誌に掲載されました。
Koji Hagihara, Takuya Okamoto, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:Electron backscatter diffraction pattern analysis of the deformation band formed
in the Mg-based long-period stacking ordered phase,
Scripta Materialia, 117 (2016), pp.32-36.Abstract
A newly proposed analysis protocol using electron backscatter diffraction pattern analysis in scanning electron microscopy (SEM-EBSD) clarified that the deformation bands formed in the Mg-based long-period stacking ordered (LPSO) phase are predominantly deformation kink bands. The kink band contains many additional boundaries within it, and the coalescence of these boundaries varies the crystal rotation angle and rotation axis at the kink band boundaries during their development. The reason for the appearance of a “beak-like” shape in deformation kink band in the LPSO phase was clarified by proposing a unique three-dimensional morphology.
なお、4月21日までは以下でfree accessできます。 -
2016.3.1
中野研の卒業論文発表会がありました。6名全員が無事発表を終えました。おめでとうございます。
中野研の卒業論文発表会がありました。6名全員が無事発表を終えました。おめでとうございます。
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2016.2.23
中野先生が共同執筆した「バイオマテリアルーその基礎と先端研究への展開ー」(東京化学同人)の教科書が出版されました。
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2016.2.19
当研究室が研究PJ推進に加わったJST研究PJが「S」評価を受けました。
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2016.2.18
萩原研、河村研との共同研究論文がActa Materialiaに受理されました。
萩原研、河村研との共同研究論文がActa Materialiaに受理されました。
K. Hagihara, T. Okamoto, H. Izuno, M. Yamasaki, M. Matsushita, T. Nakano and Y. Kawamura:
Plastic deformation behavior of 10H-type synchronized LPSO phase in a Mg-Zn-Y system,
Acta Materialia, (2016), in press. -
2016.2.17
2月16日、17日修士論文発表会が終了し、中野研の5名が立派に発表を終えました。お疲れ様でした!
2月16日、17日修士論文発表会が終了し、中野研の5名が立派に発表を終えました。お疲れ様でした!
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2016.2.11
萩原研、河村研との共同研究がScripta Materialiaに受理されました。
萩原研、河村研との共同研究がScripta Materialiaに受理されました。
Koji Hagihara, Takuya Okamoto, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Electron backscatter diffraction pattern analysis of the deformation band formed in the Mg-based long-period stacking ordered phase,
Scripta Materialia, (2016), in press. -
2016.2.10
当研究室の金属3Dプリンタの医療展開についてのreviewが、 J-STAGEの"Hottest Papers 2015" と"Most Read Papers 2015 4th quater"に選出されました。
当研究室の金属3Dプリンタの医療展開についてのreviewが、 J-STAGEの"Hottest Papers 2015" と
"Most Read Papers 2015 4th quater"に選出されました。T. Nakano and T. Ishimoto:
Powder-based Additive Manufacturing for Development of Tailor-made Implants for Orthopedic Applications,
KONA Powder and Particle Journal, No.32 (2015), pp.75-84. -
2016.2.10
萩原研との2相層状シリサイドに関する共同研究が「Acta Materialia」誌に掲載されました。
萩原研との2相層状シリサイドに関する共同研究が「Acta Materialia」誌に掲載されました。
Koji Hagihara, Haruka Araki, Takaaki Ikenishi, Takayoshi Nakano:Creep-deformation behavior of (Mo0.85Nb0.15)Si2 lamellar-structured C40/C11b two-phase crystals,
Acta Materialia, 107 (2016), pp.196-212.Abstract
The creep-deformation behavior of (Mo0.85Nb0.15)Si2 crystals that were composed of C40 and C11b two-phases with an oriented lamellar microstructure was examined over 1200–1400 °C under compression. The creep behavior of the crystals varied greatly depending on the orientation of the loading axis with respect to the lamellar interfaces. The steady-state creep strain rate (SSCR) when the loading orientation was parallel to the lamellar interfaces (0°-orientation) was approximately 2 orders of magnitude lower than that when the loading orientation was inclined by 45° (45°-orientation). Creep tests were performed also with single crystals of C40-single-phase (Mo0.85Nb0.15)Si2, and proved that the C40-phase effectively acts as a strengthening phase in the creep behavior of the C40/C11b duplex-phase crystals. The variant-1-type C11b phase grains, which have a loading orientation parallel to [001], were also found to act as an effective strengthening component. The SSCR of the 0°-orientation was succeeded to be further decreased by controlling the lamellar microstructure via the addition of Cr. The SSCR of the 1 at.%-Cr-added lamellar-structured crystal under 300 MPa in the 0°-orientation was approximately a third of that of the non-added ternary crystal.
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2016.2.8
THE BONEに当研究室の解説記事が掲載されました。
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2016.2.1
まてりあ第55巻「はばたく」に松垣先生の解説記事が掲載されました。
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2016.2.1
まてりあ第55巻にSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)/革新的設計生産技術の研究成果が掲載されました。
まてりあ第55巻にSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)/革新的設計生産技術の研究成果が掲載されました。
井上貴之、石坂春彦、中島義雄、佐々井浩志、中野貴由:伴侶動物用カスタムメイド骨プレートの開発、まてりあ、Vol.55 [2] (2016), pp.64-66.詳しくはこちら -
2016.1.22
阪大歯学部、東京慈恵医大との共同研究の論文が、「nature」誌の出版するScientific Reportsに掲載されました。
象牙質の老化にともなう力学特性の変化をアパタイト配向性やAGEs架橋でとらえることに成功しました。
T. Shinno, T. Ishimoto, M. Saito, R. Uemura, M. Arino, K. Marumo, T. Nakano, M. Hayashi:
Comprehensive analyses of how tubule occulusion and advanced glycation end-products diminish
strength of aged dentin,Scientific Reports, (2015), srep19849.DOI:10.1038/srep19849AbstractIn clinical dentistry, since fracture is a major cause of tooth loss, better understanding of mechanical properties of teeth structures is important. Dentin, the major hard tissue of teeth, has similar composition to bone. In this study, we investigated the mechanical properties of human dentin not only in terms of mineral density but also using structural and quality parameters as recently accepted in evaluating bone strength. Aged crown and root dentin (age ≥ 40) exhibited significantly lower flexural strength and toughness than young dentin (age < 40). Aged dentin, in which the dentinal tubules were occluded with calcified material, recorded the highest mineral density; but showed significantly lower flexural strength than young dentin. Dentin with strong alignment of the c-axis in hydroxyapatite exhibited high fracture strength, possibly because the aligned apatite along the collagen fibrils may reinforce the intertubular dentin. Aged dentin, showing a high advanced glycation end-products (AGEs) level in its collagen, recorded low flexural strength. We first comprehensively identified significant factors, which affected the inferior mechanical properties of aged dentin. The low mechanical strength of aged dentin is caused by the high mineral density resulting from occlusion of dentinal tubules and accumulation of AGEs in dentin collagen -
2016.1.18
萩原研との共同研究がActa Materialiaに受理されました。
シリサイドのクリープに関する論文が、Acta Materialiaに受理されました。
Koji Hagihara, Haruka Araki, Takaaki Ikenishi, Takayoshi Nakano,
Creep-deformation behavior of (Mo0.85Nb0.15)Si2 lamellarstructured C40/C11b two-phase crystals,Acta Materialia, 107 (2016), pp.196-212. -
2016.1.16
中野先生が、整形外傷人工骨研究会でBasic seminarを行いました。
1月16日に開催された第1回整形外傷人工骨研究会にて中野先生が「人工骨適用のために知っておきたい
骨微細構造の配向性」のタイトルでBasic seminarを行いました。 -
2016.1.15
中野先生が東京医科歯科大にて招待講演を行いました。
中野先生が東京医科歯科大で開催された生材研IBBセミナーにて、「骨組織の配向性とその制御」のタイトルで
招待講演を行いました。 -
2015.6.29
中野先生が分担執筆した本がSpringerから出版されました。
中野先生が分担執筆した本がSpringerから出版されました。
Takayoshi Nakano:
Bone Tissue and Biomaterial Design Based on the Anisotropic Microstructure,
Advances in Metallic Biomaterials~Tissues, Materials and Biological Reactions~Springer Series in Biomaterials Science and Engineering, Volume 3, (2015) pp.3-30ISBN: 978-3-662-46835-7 (Print) 978-3-662-46836-4 (Online)詳しくはこちら -
2015.6.17
第9回大阪大学工学部技術部技術職員研修において、中野先生が基調講演、さらにAMセンターの見学会を行いました。
第9回大阪大学工学部技術部技術職員研修において、中野先生が、「骨微細構造の異方性とそれに基づく新規生体材料実現のための3Dプリンタ技術」という題目で基調講演(10:40~12:10)を行うとともに、午後から玉岡総括、井手副総括、中本特任助教によって、AMセンターの概要説明と見学会が開催されました。
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2015.6.6
6月6日 骨形態計測学会(倉敷、6月5日~7日)に中野先生、石本先生、松垣先生が参加しました。
6月6日 骨形態計測学会(倉敷、6月5日~7日)に中野先生、石本先生、松垣先生が参加しました。 -
2015.6.1
当研究室で実施したNEXTプログラム(内閣府:ライフイノベーション)の事後評価で、S評価(特に優れた成果が得られている)を受けました。
当研究室で実施したNEXTプログラム(内閣府:ライフイノベーション)の事後評価で、S評価(特に優れた成果が得られている)を受けました。平成23年度~平成25年度(1年短縮で実施)に当研究室で実施した「骨微細構造から学ぶ骨生体材料学の構築と
骨配向化制御(研究代表者:中野貴由)」がS評価を受けました。
内閣府のHPで公開されています→こちら -
2015.5.27
5月26日~27日まで、早稲田大学で開催された粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会に参加しました。
5月26日~27日まで、早稲田大学で開催された粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会に
中野研から2名参加し、井上くんが口頭発表を行いました。井上暢、芹澤愛、中本貴之、木村貴広、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形法を用いた凝固部/粉末部の配置制御によるCo-Cr-Mo 合金の力学機能異方性設計 -
2015.5.18
中野先生が、スマートプロセス学会にてBest Review賞を受賞するとともに、受賞講演を行いました。
中野先生が、一般社団法人スマートプロセス学会にてBest Review賞を受賞するとともに、
「付加製造技術(3Dプリンター)による金属系生体機能性材料の開発」の題目で、受賞講演を行いました。中野貴由:付加製造技術(3Dプリンター)による金属系生体機能性材料の開発 -
2015.5.18
研究室の論文が「鉄と鋼」に受理されました。
研究室の論文が「鉄と鋼」に受理されました。當代光陽、萩原幸司、石本卓也、山本憲吾、中野貴由:
β型Ti-15Mo-5Zr-3Al合金単結晶を用いた低ヤング率ボーンプレートの開発、
Development of single crystalline bone plate with low Young's odulususing beta-type Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy, 鉄と鋼, Vol. 101, No. 9, (2015), pp.501-505. -
2015.5.17
5月15日~17日まで、東北大で開催された軽金属学会に参加しました。
5月15日~17日まで、東北大で開催された軽金属学会に参加し、中野研から3名口頭発表を行いました。
石本卓也、田中優衣、當代光陽、中野貴由、川西洋平、坂井孝司、村瀬剛、吉川秀樹:
低弾性率チタン合金骨プレート埋入の骨微細構造に及ぼす影響當代光陽、P.Wang、中野貴由:Ti-28Nb-7Al合金単結晶における非熱的ωと低弾性化
井上暢、平本菜摘、石本卓也、芹澤愛、福田英次、中本貴之、木村貴広、中野貴由:
積層造形法を用いた構造制御によるチタン合金の異方的力学機能設計 -
2015.4.26
中野研恒例のBBQを緑地公園で行いました。
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2015.4.25
Biomaterialsに京大再生医科研との共同研究の論文が掲載されました。
Biomaterialsに京大再生医科研との共同研究の論文が掲載されました。
Masaya Yamamoto, Akishige Hokugo, Yoshitake Takahashi, Takayoshi Nakano,
Masahiro Hiraoka,Yasuhiko Tabata:Combination of BMP-2-releasing gelatin/β-TCP sponges with autologous bone marrow for bone
regeneration of X-ray-irradiated rabbit ulnar defects, Biomaterials, vol.56 (2015), pp.18-25.DOI: 10.1016/j.biomaterials.2015.03.057. -
2015.4.25
応用理工学科4・5組合同の新入生クラスハイキングを行いました。
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2015.4.23
中野研に関するニュースが「溶接技術」に取り上げられました。
中野研に関するニュースが「溶接技術」第63巻5号に取り上げられました。
「異方性ものづくり市場開拓のためのエネルギー吸収性に優れる3D金属造形体の作製に成功」
今回の成果は、内閣府主導、NEDO委託の「SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)
革新的設計生産技術(佐々木PD)」の「三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の
構築と地域実証」によるものです。詳しくはこちら
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2015.4.16
Computational Materials Scienceに東北大小泉先生、京大乾研、阪大萩原研との2相シリサイドに関する共同研究論文が受理されました。
Computational Materials Scienceに東北大小泉先生、京大乾研、阪大萩原研との2相シリサイドに関する
共同研究論文が受理されました。T. Yamazaki, Y. Koizumi, K. Yuge, A. Chiba, K. Hagihara. T. Nakano, K. Kishida, H. Inui:
Mechanisimof lamellar structure formation and Cr interfacial segregation in C11b-MoSi2/C40-NbSi2
duplex phase silicide verified by a phase-field simulation incorporationg elastic inhomogeneity,
Computational Materials Science, Vol.108 (2015), pp.358-366. -
2015.4.11
日本歯科理工学会学術講演会発表優秀賞の受賞式が行われました。
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2015.4.10
B4歓迎会を行いました。
4/10にB4歓迎会を行いました。新しく配属されたB4は、青木君、門田君、久本君、堀君、矢野君、山崎君の6名です。
歓迎会には、AMセンターの井出先生、中本先生、蘇亜拉図先生、孫先生も参加されました。スタッフ、学生全員で
がんばっていきましょう!! -
2015.4.10
中野先生が、4月8日(水)に大阪府立大学で開催の平成27年度第30回マテリアル工学分野講演会で特別講演を行いました。
中野先生が、4月8日(水)に大阪府立大学で開催の平成27年度第30回マテリアル工学分野講演会で
特別講演を行いました。題名は、「材料工学的観点からの骨微細構造解明とそれに基づくSIP金属異方性AM拠点を活用した
生体用金属デバイスへの展開」です。 -
2015.4.10
当研究室の論文がWebで早期公開されました。
4月10日に当研究室の論文がWebで早期公開されました。
N. Ikeo, T. Ishimoto, N. Hiramoto, H. Fukuda, H. Ogisu, Y. Araki and T. Nakano:Solid/Powder Clad Ti-6Al-4V Alloy with Low Young’s Modulus andHigh Toughness Fabricated by Electron Beam Melting, vol.56 [5] (2015), pp.755-758.
[Advance Publication] Released 2015/04/10 -
2015.4.9
160,000HIT突破!
4月9日にHPのヒット、160,000件を達成しました!
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2015.4.9
東京歯科大の骨質チームが、共同研究で当研究室を訪問されました。
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2015.4.6
新M1配属歓迎会を行いました。
本日、中野研の新M1の5名が配属されました。定員の関係で他研究室へ移動が必要だった2名の卒業生も参加し、さらにSIP特任助教の蘇亜拉図先生、孫先生の歓迎会も兼ねた会となりました。
中野研8年目に突入し、新たな気持ちで臨みます。
4月10日には4年生も配属され、メンバー全員がそろいます。 -
2015.4.6
中野先生が、4月8日(水)に大阪府立大学で開催の平成27年度第30回マテリアル工学分野講演会で特別講演を行いました。
中野先生が、4月8日(水)に大阪府立大学で開催の平成27年度第30回マテリアル工学分野講演会で特別講演を行いました。題名は、「材料工学的観点からの骨微細構造解明とそれに基づくSIP金属異方性AM拠点を活用した生体用金属デバイスへの展開」です。詳しくはこちら -
2015.4.2
当研究室の成果が、日刊工業新聞1面トップ記事で掲載されました。
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2015.4.1
文部科学省科学研究費が採択されました。
中野先生が科学研究費基盤研究(S)(継続)、挑戦的萌芽研究(新規)、石本先生が基盤研究(C)(継続)、
當代先生が若手研究(B)(継続)、藤谷さんが基盤研究(C)(継続)が採択されました。 -
2015.3.27
産技研との連携に関する記事が日刊工業新聞に掲載されました。
阪大工が、産技研と連携協定を結んだことに関する記事が、3月27日付日刊工業新聞「科学技術・大学」面に掲載されました。
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2015.3.25
修士課程修了式、学部卒業式が行われ、中野研からも多くの学生が巣立って行きました。
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2015.3.19
萩原研との共同研究が日本金属学会ポスター賞を受賞しました。
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2015.3.18
第46回日本金属学会研究技術功労賞を藤谷さんが受賞いたしました。
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2015.3.18
3月18日~20日、 東大で開催の日本金属学会へ参加しました。
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2015.3.17
研究室の新しい積層造形に関する考え方が、JALCOMに受理されました。
研究室の新しい積層造形に関する考え方が、JALCOMに受理されました。Powder bed fusion方式の積層造形法により、本来除去すべき粉末を逆に利用することで階層構造を作り、低弾性、高靭性を実現することに成功したことを示すものです。
Naoko Ikeo, Takuya Ishimoto and Takayoshi Nakano:
Novel powder/solid composites possessing low Young’s modulus and tunable energy
absorption capacity, fabricated by electron beam melting, for biomedical applications,
Journal of Alloys and Compounds,(JALCOM),639 (2015), pp.336-340. -
2015.3.16
阪大工と産技研の間で実施される研究協定締結に関するプレスリリースがなされました。
阪大工と産技研の間で実施される研究協定締結に関するプレスリリースがなされました。推進中のSIPとも深く関わっています。
詳しくはこちら
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2015.3.11
稲盛財団の研究助成対象者に石本講師が選ばれました。
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2015.3.4
中野先生、石本先生、筒井様(HTL)で、スウェーデンArcam AB社を訪問しました。
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2015.2.28
2月28日、中野研の追いコンを行いました。
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2015.2.23
中野先生が、日本金属学会東海支部・日本鉄鋼協会東海支部 学術討論会にて招待講演を行いました。
2月23日、中野先生が名古屋大学にて開催された日本金属学会東海支部・日本鉄鋼協会東海支部
学術討論会にて「構造・材質制御による異方性機能化」というタイトルで招待講演を行いました。詳しくはこちら
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2015.2.20
中野先生が産技研プロジェクト研究報告会にて、特別講演を行いました。
中野先生が、3月9日に大阪商工会議所にて開催される産技研プロジェクト研究報告会にて、「積層造形技術による
関西を中心としたものづくり競争力の強化」というタイトルの特別講演を行いました。詳しくはこちら
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2015.2.20
当研究室に関する記事が日刊工業新聞の「科学技術・大学」面に記載されました。
当研究室に関する記事が日刊工業新聞の「科学技術・大学」面に記載されております。キャノンマシーナリーと九州大学との共同研究によるもので、レーザによる特殊微細ナノ加工表面(LIPSS)上で配向溝にそった骨芽細胞の配列により、それに垂直方向に細胞外基質(コラーゲン走行とアパタイトのc軸)が産生されることを世界で初めて見出したものです。
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2015.2.16
中野先生が分担執筆した「三次元ティッシュエンジニアリング-細胞の培養・操作・組織化から品質管理、脱細胞化まで-」が発刊されます。
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2015.2.13
JBMM誌に当研究室の論文が受理されました。
JBMM誌に当研究室の論文が受理されました。Makoto Tanaka, Aria Matsugaki, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano:Evaluation of Crystallographic Orientation of Biological Apatite at Vertebral Cortical Bone in Ovariectomized Cynomolgus Monkey Treated with Minodronic acid and Alendronate,JBMM, (2015) in press. -
2015.2.3
中野先生が近畿経済産業局主催の下記の講演会でSIPに関する講演を行います。
中野先生が近畿経済産業局主催の下記の講演会でSIPに関する講演を行います。
「ナノテク革新技術フォーラム」~新たな材料開発・設計生産技術によるものづくり革新を!~
日時:平成27年3月10日(火)13:30~場所:ナレッジキャピタル コングレコンベンションセンター ルーム7(大阪市北区大深町3-1 グランフロント大阪北館地下2階)〇プログラム開会挨拶 近畿経済産業局 地域経済部長 高畠 昌明 (13:30-13:35)
〇施策紹介「ナノテクノロジー・材料分野の展開」~経済産業省の関連施策など~(仮)経済産業省製造産業局ファインセラミックス・ナノテクノロジー・材料戦略室戦略調整官 倉敷 哲生 氏 (13:35-14:00)
〇講演講演1「関西における3Dプリンタ拠点構築による新たなものづくり産業創出と経済活性化」大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻 教授 中野 貴由 氏 (14:00-14:45)
講演2「ナノ微粒子ペースト素材を用いた3Dモデリングならびに2Dコーティング」大阪大学接合科学研究所 准教授 桐原 聡秀 氏 (14:45-15:30)
〇企業取組紹介事例1「パナソニックにおける3Dプリンティング技術の活用と今後の展望」パナソニック株式会社 モノづくり本部 生産技術開発センター生産技術研究所開発試作・実証G グループマネージャー 寺西 正俊 氏 (15:45-16:10)
事例2「3次元光造形装置の高度微細化開発と新たな造形手法の取り組み」株式会社写真化学 経営戦略本部 技術顧問 法貴 哲夫 氏 (16:10-16:35)
事例3「セラミックス微粒子を活用した新コーティング技術(AD法技術)」TOTO株式会社 総合研究所 素材研究部 上席研究員 清原 正勝 氏 (16:35-17:00)
〇情報提供・PR「大阪大学イノベーションファンドの紹介(仮)」大阪大学工学研究科附属高度人材育成センター 教授 北岡 康夫 氏 (17:00-17:10) -
2015.1.31
中野先生が、第31回ROD-21研究会で特別講演を行いました。
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2015.1.28
材料物性工学談話会のポスター発表で、村上愛実さんがポスター賞を受賞しました。
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2015.1.23
材料開発研究会のポスター発表で、井上 暢君が最優秀ポスター賞、 田中 優衣さんが優秀ポスター賞を受賞しました。
1月23日に開催された、関西支部材料開発研究会のポスター発表で、井上 暢君が最優秀ポスター賞、田中 優衣さんが優秀ポスター賞を受賞しました。 -
2015.1.21
SIP関西5拠点のHPを公開しました。
SIP関西5拠点のHPを公開しました。 -
2015.1.16
藤谷さんが、日本歯科理工学会学術講演会発表優秀賞に内定しました。
藤谷さんが、日本歯科理工学会学術講演会発表優秀賞に内定しました。
受賞題目は以下のとおりです。「咀嚼荷重の有無による下顎骨の骨量・骨質変化」藤谷 渉, 中野貴由
表彰式は、4月11日に行われます。 -
2014.6.20
6月20日、電子ビーム積層造形に関する論文がMet. Trans. A電子版に掲載されました。
6月20日、電子ビーム積層造形に関する論文がMet. Trans. A電子版に掲載されました。
N. Ikeo, T. Ishimoto, A. Serizawa, T. Nakano:
Control of Mechanical Properties of Three-Dimensional Ti-6Al-4V Products Fabricated
by Electron Beam Melting with Unidirectional Elongated Pore,
Metallurgical and Materials Transactions A 45[10] (2014) pp.4293-4301.こちらに掲載されています。
http://link.springer.com/article/10.1007/s11661-014-2396-9 -
2014.6.16
中野先生、石本先生、松垣先生が骨形態計測学会@札幌で講演し、松垣先生が「若手研究者賞」を受賞しました。
第34回日本骨形態計測学会『骨形態計測学の発展をめざして-次世代に架ける橋-』(大会長網塚憲生先生(北海道大学教授))にて、中野先生、石本先生、松垣先生が以下の講演を行いました。- 中野貴由、石本卓也:骨質指標としての骨配向性イメージング(シンポジウム講演)
- 石本卓也、王俊、中野貴由:ラット尺骨への人為的荷重負荷による骨配向化
- 松垣あいら、藤原奈都子、中野貴由:骨芽細胞の力学応答は配向化骨基質の形成を誘導する
以上の講演で、松垣先生は若手研究者賞を受賞しました。【石本先生 松垣先生 中野先生】 -
2014.6.13
第34回日本骨形態計測学会に参加しています。
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2014.6.4
粉体粉末冶金協会平成26年度春季大会にて、中野先生が特別講演を行いました。
6月4日、早稲田大学 国際会議場で開催された粉体粉末冶金協会平成26年度春季大会にて、中野先生が下記の特別講演を行いました。
中野貴由:付加製造法による生体材料の高次機能化
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2014.6.3
6月3日、 中野先生、石本先生が(一社)粉体粉末冶金協会の研究進歩賞を受賞し、平成26年度春季大会(@早稲田大学)にて授賞式が行われました。
中野先生、石本先生が(一社)粉体粉末冶金協会の研究進歩賞を受賞しました。受賞題目は以下の通りです。
「粉末冶金学的手法による骨アパタイト結晶粒子の配向化挙動の解明とそれに基づく新規骨代替インプラントの開発」 中野 貴由、石本 卓也
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2014.6.2
松垣先生が、日本骨形態計測学会若手研究者賞に内定しました。
松垣先生が、第34回日本骨形態計測学会若手研究者賞に内定しました。受賞題目は以下のとおりです。
「骨芽細胞の力学応答は配向化骨基質の形成を誘導する」松垣 あいら、藤原 奈都子、中野 貴由
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2014.5.29
東北大学歯学研究科にて、中野先生が講演を行いました。
東北大学歯学研究科顎口腔機能創建学分野にて、骨再生用機能性材料開発や骨評価法について講演を行いました。
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2014.5.26
中野先生が分担執筆した「新しい骨形態計測」が発行されました。
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2014.5.25
5月25日、チェコのDr. Paidar先生との共同研究論文がJournal of Alloys and Compoundsの電子版で公開されました。
V. Paidar, T. Nakano:Misfit analysis in lamellar microstructure in NbSi2/MoSi2 duplex crystals,Journal of Alloys and Compounds, Volume 607, 15 September (2014), pp.48-49 -
2014.5.24
当研究室で開発された層状シリサイドの偏析機構に関する共同研究がIntermetallics誌に受理されました。
5月24日, 当研究室で開発された層状シリサイドの偏析機構に関する共同研究がIntermetallics誌に受理されました。
本論文では当研究室で開発したC11b/C40層状シリサイドがCrにより高温安定性を改善されることが示されていましたが、そのメカニズムについてフェーズフィールドシミュレーションによって解明されました。
T. Yamazaki, Y. Koizumi, K. Yuge, A. Chiba, K. Hagihara, T. Nakano, K. Kishida, H. Inui:Mechanisms of Cr segregation to C11b/C40 lamellar interface in (Mo,Nb) Si2 duplex silicide: a phase-field study to bridge experimental and first-principles investigations,Intermetallics, vol.54 (2014), pp.232-241. -
2014.5.20
5月20日、 中野先生が大阪大学総長顕彰(研究部門)、石本先生が大阪大学総長奨励賞(研究部門)に内定しました。
中野先生が3年連続で、大阪大学総長顕彰(研究部門)を受賞することが内定しました。石本先生が、大阪大学総長奨励賞(研究部門)を受賞することが内定しました。 受賞式は7月8日に執り行われます。
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2014.5.19
5月19日、電子ビーム積層造形による生体材料開発に関する論文がMetal. Mater. Trans. Aに受理されました。
電子ビーム積層造形法による骨類似一方向異方性構造を持つ造形体の力学特性に関する以下の論文が、Metallurgical and Materials Transactions Aに受理されました。N. Ikeo, T. Ishimoto, A. Serizawa and T. Nakano:Control of Mechanical Properties of Three-Dimensional Ti-6Al-4V Products Fabricated by Electron Beam Melting with
Unidirectional Elongated Pores, Metallurgical and Materials Transactions A, 45 [10] (2014), pp.4293-4301.DOI: 10.1007/s11661-014-2396-9 accepted.
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2014.5.16
5月16日、中野研とアトリーさんの共同研究の記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2014.5.3
中野先生が分担執筆した「3Dプリンターの医療応用」が、日本医事新報に掲載されました。
中野先生が分担執筆した「3Dプリンターの医療応用」が、日本医事新報(No.4697 2014年 5月 3日発行)に掲載されました。
詳しくはこちら→http://www.jmedj.co.jp/weekly/view.php?weekly_id=969
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2014.5.1
再生医療学会での座談会の様子(中野先生参加)が再生医療5月号に掲載されました。
日本再生医療学会での「座談会 関連学会から見た再生医療」の様子(中野先生参加)が日本再生医療学会誌"再生医療5月号"に特別企画として掲載されました。
詳しくはこちら→再生医療_5月号.pdf
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2014.5.1
中野先生が日本機械学会賞を受賞しました。
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2014.4.27
中野研恒例のBBQを緑地公園で行いました。
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2014.4.25
4月25日、 当研究室と(株)アトリーとの共同研究の成果がJ Biomed Mater Res Part A電子版に掲載されました。
骨微細構造の健全化のために、配向性コラーゲンの配列度合いを制御したコラーゲンシートを用いることで、骨芽細胞の配列、さらには石灰化組織まで含めた骨基質の微細構造の異方性の制御に成功しました。本成果は、骨再生初期からの骨類似微細構造の再建を可能とし、早期の力学機能の再生への道を開く成果です。Aira Matsugaki, Yoshihiro Isobe, Taro Saku, Takayoshi Nakano:Quantitative regulation of bone-mimetic, oriented collagen/apatite matrix structure depends on the degree of
osteoblast alignment on oriented collagen substrates,
J Biomed Mater Res Part A, Vol.103 (2) (2015), pp. 489–499. (2014) on-lineDOI:10.1002/jbm.a.35189. -
2014.4.24
松垣先生、中野先生が分担執筆した「骨代謝 つくり、壊し、変えるーそのメカニズムと最新治療」が発行されました。
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2014.4.14
第63回日本歯科理工学会学術講演会が開催されました。
4月11日~13日に東京都江戸川区タワーホール船堀にて、第63回日本歯科理工学会学術講演会が開催され、
当研究室の藤谷さんが下記のタイトルで発表しました。藤谷 渉、中野 貴由:大理石骨病マウス(op/opマウス)下顎骨の骨量・骨質評価
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2014.4.10
4月10日 新4年生が中野研に配属されました。
6名の4年生が中野研に配属されました。稲垣君、今井君、木村さん、鈴木君、山田さん、劉さん の6名が新たに中野研に加わり、フルメンバーがそろいました。学生・スタッフ全員で、パワフルに中野研を盛り上げていきましょう。歓迎会では楽しく親睦を深めました。 -
2014.4.10
歯学研究科との共同研究論文が、Applied and Environmental Microbiologyへ受理されました。
Katsutaka Kuremoto, Yuichiro Noiri, Takuya Ishimoto, Naomichi Yoneda, Reiko Yamamoto, Hazuki Maezono,
Takayoshi Nakano, Mikako Hayashi, and Shigeyuki Ebisu:
A novel extraradicular biofilm model using obturation materials promoted endodontic lesions in rats,
Applied and Environmental Microbiology, 80 (13) (2014), pp.3804-3810. -
2014.4.4
中野研の新M1メンバー(5名)が決まりました。
4月4日、中野研の新M1メンバーが決まりました。井上君、秀平君、坊野君、村上さん(4年生から研究室に在籍)に加え、推薦入試で合格した田中優衣さんが新たに中野研メンバーとなりました。 -
2014.4.3
当研究室と萩原研との共同研究の成果が日刊工業新聞に掲載されました。
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2014.4.2
石本卓也講師が日刊工業新聞の「拓く研究人」に紹介されました。
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2014.4.1
石本卓也先生が講師に昇任しました。
4月1日付で、石本卓也先生が中野研究室の講師に昇任しました。これまで以上に研究・教育に精力的に取り組み、有意義な研究成果を挙げ、そして何より、研究室の学生さんに中野研に来たことを自慢に思ってもらえるような研究室作りに貢献する所存です。 (本人談) -
2014.3.28
3月28日、インドBhabha Atomic Research Center、九大のグループとの共同研究が、Philosophical Magazineの電子版で公開されました。
我々のグループと九大のグループでこれまで見出してきたAl-rich TiAl中力学特性を支配するの長周期規則相が不安定相ではなく、準安定相であることや、形成されるType A APBが他のAPBよりも圧倒的に低いエネルギーであることが、第一原理計算からも示されました。
P.S. Ghosh, A. Arya, U.D. Kulkarni, G.K. Dey, S. Hata, T. Nakano, K. Hagihara & H. Nakashima:Ab-initio study of long-period superstructures and anti-phase boundaries in Al-rich γ-TiAl (L10)-based alloys,
Philosohical Magazine, (2014),pp. 1202-1218.
DOI: 10.1080/14786435.2014.885135 -
2014.3.26
3月26日、当研究室の成果がJournal of Biomedical Materials Research: Part Aに論文が受理されました。
配向化コラーゲンによって、骨芽細胞の配列、さらには骨類似コラーゲン/アパタイト構造を創製できることを示した論文がJournal of Biomedical Materials Research: Part A(JBMR-A)に受理されました。A. Matsugaki, Y. Isobe, T. Saku and T. Nakano:
Quantitative regulation of bone-mimetic,oriented collagen/apatite matrix structure depends on
the degree of osteoblast alignment on oriented collagen substrates,
Journal of Biomedical Materials Research: Part A, Vol.103 (2) (2015), pp.489–499. -
2014.3.26
Quantitative regulation of bone-mimetic, Journal of Biomedical Materials Research Part A
A. Matsugaki, Y. Isobe, T. Saku and T. Nakano:
Quantitative regulation of bone-mimetic, oriented collagen/apatite matrix structure
depends on the degree of osteoblast alignment on oriented collagen substrates,
Journal of Biomedical Materials Research: Part A, Vol.103 (2) (2015), pp.489-499. -
2014.3.25
シリサイドの組織制御による破壊靭性向上に関する論文がScripta Materialiaに受理されました。
シリサイドの組織制御による破壊靭性向上に関する論文がScripta Materialiaに受理されました。
K. Hagihara, T. Fushiki and T. Nakano:
Control of microstructure and fracture toughness improvement of NbSi2/MoSi2 duplex
lamellar silicides by TaC particles dispersion,
Scripta Materialia, (2014) 82 (2014) pp.53-56. -
2014.3.22
3月22日、日本金属学会第154回講演大会にて、小笹良輔君が優秀ポスター賞を受賞いたしました。
日本金属学会第154回講演大会にて、小笹良輔君が優秀ポスター賞を受賞いたしました。受賞題目は以下の通りです。
「破骨細胞・骨芽細胞相互作用による骨配向性制御機構」小笹良輔、松垣あいら、中野貴由
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2014.3.22
日本金属学会2014年春期(第154回)講演大会に参加しました。
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2014.3.19
中野先生、石本先生が(社)粉体粉末冶金協会の研究進歩賞に内定しました。
3月19日、中野先生、石本先生が(社)粉体粉末冶金協会の研究進歩賞に内定しました。受賞題目は、「粉末冶金学的手法による骨アパタイト結晶粒子の配向化挙動の解明とそれに基づく新規骨代替インプラントの開発」です。授賞式は、平成26年6月3日(火)に早稲田大学でとり行われます。
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2014.3.7
3月7日 中野先生が母校の天城高校で講演をしました
中野先生が、出身校の岡山県立倉敷天城高校を28年ぶりに訪れ、「プロフェッショナルを招いて」
~イノベーションの創出とは~のタイトルで講演をしました。 -
2014.2.17
2月15日にHPのヒット、130,000件を達成しました!
2月15日にHPのヒット、130,000件を達成しました!
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2014.2.7
STAP細胞に関する中野先生と松垣先生のコメント記事が日刊工業新聞に掲載されました。
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2012.2.22
2012年2月22日 平成23年度の追い出しコンパ
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2011.1.28
M2川原君 「優秀ポスター賞」受賞
日本金属学会・日本鉄鋼協会関西支部材料物性工学談話会が開催され、ポスター発表会において、当研究室のM2川原啓太君が「優秀ポスター賞」を受賞しました。(「骨細胞(オステオサイト)に注目した骨アパタイト配向化制御機構の材料学的手法による解明」に対して)














