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2020年

無機マテリアル学会誌に論文が受理されました。

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、(2020) in press.

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第35回秋期講演大会の優秀ポスター賞の賞状が届きました

日本金属学会2020年秋期講演大会における、第33回優秀ポスター賞の賞状が到着しました。

2020金属学会ポスター.JPG

受賞者4名の集合写真

2020金属学会山岡2.jpg

〇⼭岡祐介、⼩笹良輔、中野貴由:
リン代謝不全における⾻微細構造と⾻⼒学機能の破綻
日本金属学会第35回優秀ポスター賞、2020年9月15日

2020金属学会松本2.jpg

〇松本峻、松垣あいら、中野貴由:
マクロファージ活性に応じた⾻芽細胞配列変化
日本金属学会第35回優秀ポスター賞、2020年9月15日

2020金属学会森田2.jpg

〇森⽥尚昂、⽯本卓也、⽊村恒太、中野貴由:
レーザ積層造形法を⽤いた階層的構造制御による異⽅性機能設計
日本金属学会第35回優秀ポスター賞、2020年9月15日

2020金属学会上山2.jpeg

〇*上⼭椋平、萩原幸司、⼭崎倫昭、河村能⼈、中野貴由:
ミルフィーユ型Mg合⾦単結晶の⼒学特性
日本金属学会第35回優秀ポスター賞、2020年9月15日

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中野先生が「第3回名古屋クルマの軽量化技術展」名古屋軽量化革新フォーラム 2020で招待講演を行いました。

中野貴由
金属3D プリンティングで開拓する原子配列制御の世界
招待講演、ポートメッセなごや、2020年10月22日(木)15:00~16:30

20201022.jpg

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東京慈恵医大小児科・整形外科との共同研究がオープンアクセスとして「Molecular Therapy- Methods & Clinical Development」誌へ掲載されました。

Miho Wada, Yohta Shimada, Sayoko Iizuka, Natsumi Ishii, Hiromi Hiraki, Toshiaki Tachibana, Kazuhiro Maeda, Mitsuru Saito, Shoutaro Arakawa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiroyuki Ida, Toya Ohashi, Hiroshi Kobayashi*:
Ex-vivo gene therapy treats bone complications of mucopolysaccharidosis type II mouse models through bone remodeling reactivation, Molecular Therapy- Methods & Clinical Development, Volume 19, 11 December 2020, pp.261-274.

論文はこちら
論文のPDFはこちら

ABSTRACT
Mucopolysaccharidosis type II is a disease caused by organ accumulation of glycosaminoglycans due to iduronate 2-sulfatase deficiency. This study investigated the pathophysiology of the bone complications associated with mucopolysaccharidosis II and the effect of lentivirus-mediated gene therapy of hematopoietic stem cells on bone lesions of mucopolysaccharidosis type II mouse models in comparison with enzyme replacement therapy. Bone volume, density, strength, and trabecular number were significantly higher in the untreated mucopolysaccharidosis type II mice than in wild type. Accumulation of glycosaminoglycans caused reduced bone metabolism. Specifically, persistent high serum iduronate 2-sulfatase levels and release of glycosaminoglycans from osteoblasts and osteoclasts in mucopolysaccharidosis type II mice that had undergone gene therapy reactivated bone lineage remodeling, subsequently reducing bone mineral density, strength, and trabecular number to a similar degree as that observed in wild type mice. Bone formation, resorption parameters, and mineral density in the diaphysis edge did not appear to have been affected by the irradiation administered as a pre-treatment for gene therapy. Hence, the therapeutic effect of gene therapy on the bone complications of mucopolysaccharidosis type II mice possibly outweighed that of enzyme replacement therapy in many aspects.

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本日の日刊工業新聞に炎症性サイトカインによる骨脆弱化の記事が掲載されました。

サイトカイン、骨脆弱化―阪大、炎症性疾患の因子発見
日刊工業新聞、2020年10月15日、朝刊、21面(科学技術・大学)

20201015.jpg

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2020年10月12日(月) 13:00~18:00に 大阪大学 工学研究科 テクノアリーナ デジタル造形工学 第1回フォーラム(Web開催)が中野先生を主査として開催されました。

2020年10月12日(月) 13:00~18:00に 大阪大学 工学研究科 テクノアリーナ デジタル造形工学 第1回フォーラム(Web開催)が中野先生を主査として開催されました。
参加者は250名で盛況なフォーラムとなりました。

―――――――――プログラム――――――――――――――――
13:00‐13:10
◆ 開会挨拶
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)
講演
13:10‐13:30
1「大阪大学工学研究科の戦略とテクノアリーナ」
馬場口 登 教授(大阪大学 大学院工学科 研究科長)

13:30‐14:00
2「分子配向性が機能を生み出す異方性3D造形の世界」
尾崎 雅則 教授(大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻)

14:00‐14:30
3「生体骨に学ぶ異方性と金属3Dプリンタの奏でる材料科学の世界」
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)

14:40‐15:10
4「バイオとプリンタの融合による医療・食料分野における新たなモノづくりへの挑戦」
松崎 典弥 教授 (大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻)

15:10‐15:40
5「3D プリントにおけるサイバーフィジカルシステムとモノづくり」
小泉 雄一郎 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)

15:50‐16:20
6「ミクロ不安定性に基礎をおく機能構造の実現に向けた理論応用力学アプローチ」
中谷 彰宏 教授(大阪大学 大学院工学研究科 機械工学専攻)

16:20‐16:50
7「フューチャー・デザインから考えるモノづくりイノベーション」
原 圭史郎 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属フューチャーイノベーションセンター)

17:20‐17:50
8「世界のモノつくりの未来」
前川 篤 阪大招聘教授 (TRAFAM理事長、元三菱重工業副社長)

17:20‐17:50
総合討議 / まとめ
(ファシリテーター:林 高史 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属 フューチャーイノベーションセンター センター長)

17:50‐18:00
◆ 閉会挨拶
林 高史 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属 フューチャーイノベーションセンター センター長)

交流会
18:00 - WEB 交流会(参加費 無料)

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新潟大医学部、福島県立医大、大分県立看護科学大との、Type-I Angiotensin II受容体ブロックによる尿毒症由来の骨材質劣化の抑制効果に関する共同研究成果が、Journal of Bone and Mineral Research (JBMR)にopen accessとして正式に掲載されました。

Takuya Wakamatsu, Yoshiko Iwasaki, Suguru Yamamoto, Koji Matsuo, Shin Goto, Ichiei Narita, Junichiro J Kazama, Kennichi Tanaka, Akemi Ito, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Chisato Miyakoshi, Yoshihiro Onishi, Shingo Fukuma, Shunichi Fukuhara, Hideyuki Yamato, Masafumi Fukagawa, Tadao Akizawa:
Type I Angiotensin II Receptor Blockade Reduces Uremia‐Induced Deterioration of Bone Material Properties, (2020), https://doi.org/10.1002/jbmr.4159

論文はこちら
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ABSTRACT
Chronic kidney disease (CKD) is associated with a high incidence of fractures. However, the pathophysiology of this disease is not fully understood, and limited therapeutic interventions are available. This study aimed to determine the impact of type 1 angiotensin II receptor blockade (AT‐1RB) on preventing CKD‐related fragility fractures and elucidate its pharmacological mechanisms. AT‐1RB use was associated with a lower risk of hospitalization due to fractures in 3276 patients undergoing maintenance hemodialysis. In nephrectomized rats, administration of olmesartan suppressed osteocyte apoptosis, skeletal pentosidine accumulation, and apatite disorientation, and partially inhibited the progression of the bone elastic mechanical properties, while the bone mass was unchanged. Olmesartan suppressed angiotensin II‐dependent oxidation stress and apoptosis in primary cultured osteocytes in vitro. In conclusion, angiotensin II‐dependent intraskeletal oxidation stress deteriorated the bone elastic mechanical properties by promoting osteocyte apoptosis and pentosidine accumulation. Thus, AT‐1RB contributes to the underlying pathogenesis of abnormal bone quality in the setting of CKD, possibly by oxidative stress. © 2020 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research published by Wiley Periodicals LLC on behalf of American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR).

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金属AMによる組織制御でCrの耐酸化性が向上することを示した東北大成島研との共同研究論文が、「Additive Manufacturing」誌(Elsevier)にPre-Proofとしてopen accessで掲載されました。

Ozkan Gokcekaya, Naohiro Hayashi, Takuya Ishimoto, Kyosuke Ueda, Takayuki, Narushima, Takayoshi Nakano*: Crystallographic orientation control of pure chromium via laser powder-bed fusion and improved high temperature oxidation resistance,
Additive Manufacturing, (2020), 101624
https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101624

論文はこちら
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Abstract
This is the first comprehensive study on the development of a cubic crystallographic texture in pure chromium (Cr) manufactured using laser powder bed fusion (LPBF) with different laser energy densities to alter its microstructure and high-temperature oxidation behavior. An increase in the laser energy density led to the formation of a strong crystallographic texture, which was preferentially oriented in the (100) plane, and there were microstructural improvements in the pure Cr. The grain size of the (100)-oriented Cr was larger than that of the randomly oriented Cr. In addition, the high-angle grain boundary and coincident site lattice (CSL) boundary characteristics were altered. The (100)-oriented Cr exhibited a decrease in the oxide thickness that was due to the decrease in the grain boundary density with a larger grain size and an increase in the CSL boundary ratio. In contrast, the Cr with a random texture showed higher oxidation kinetics and spallation of the oxide layer. The oxidation kinetics of the pure Cr manufactured using LPBF obeyed the parabolic rate law. However, the crystal orientation affected the oxidation of the Cr as the (100)-oriented pure Cr displayed a lower parabolic rate constant, indicating that the (100)-oriented Cr was oxidation-resistant. This is the first report to demonstrate the cubic crystallographic texture formation and the improvement of high-temperature oxidation resistance in Cr manufactured using LPBF.

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大阪大学工学部・工学研究科のHPおよびSNSに中野先生のインタビュー記事が掲載されます。

各種SNSアカウントはこちら
Facebook https://www.facebook.com/Engineering.OsakaUniversity/
Twitter https://twitter.com/Eng_Osaka_Univ
Instagram https://www.instagram.com/engineering_osakauniversity/

インタビュー記事掲載予定ページはこちら

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大阪大学歯学研究科との共同研究成果がPLOS ONE誌にオープンアクセスとして掲載されました。

Saori Matsui, Naomichi Yoneda, Hazuki Maezono*, Katsutaka Kuremoto, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromichi Yumoto, Shigeyuki Ebisu, Yuichiro Noiri, Mikako Hayashi:
Assessment of the functional efficacy of root canal treatment with high frequency waves in rats,
PLoS ONE 15(9), e0239660.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239660.

論文はこちら
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Abstract

The purpose of this study was to develop a high-frequency wave therapy model in rats and to investigate the influence of high-frequency waves on root canal treatment, which may provide a novel strategy for treating apical periodontitis. Root canal treatments with and without high-frequency wave irradiation were performed on the mandibular first molars of 10-week-old male Wistar rats. The mesial roots were evaluated radiologically, bacteriologically, and immunohistochemically. At 3 weeks after root canal treatment, lesion volume had decreased significantly more in the irradiated group than in the non-irradiated group, indicating successful development of the high-frequency therapy model. The use of high-frequency waves provided no additional bactericidal effect after root canal treatment. However, high-frequency wave irradiation was found to promote healing of periapical lesions on the host side through increased expression of fibroblast growth factor 2 and transforming growth factor-β1 and could therefore be useful as an adjuvant nonsurgical treatment for apical periodontitis.

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2020年秋期講演⼤会 (第35回)優秀ポスター賞に中野研関係者の4件が選ばれました。

2020年秋期講演⼤会 (第35回)優秀ポスター賞受賞者(*は発表者)

〇*⼭岡祐介、⼩笹良輔、中野貴由:
リン代謝不全における⾻微細構造と⾻⼒学機能の破綻

〇*松本峻、松垣あいら、中野貴由:
マクロファージ活性に応じた⾻芽細胞配列変化

〇*森⽥尚昂、⽯本卓也、⽊村恒太、中野貴由:
レーザ積層造形法を⽤いた階層的構造制御による異⽅性機能設計

〇*上⼭椋平、萩原幸司、⼭崎倫昭、河村能⼈、中野貴由:
ミルフィーユ型Mg合⾦単結晶の⼒学特性

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中野研メンバーが日本金属学会2020年秋期講演(第167回)大会(オンライン開催)に参加しました。

中野先生と石本先生は生体材料基礎・生体応答(1)セッションにて、小笹先生は生体材料設計開発・臨床セッションにて座長を行いました。
発表は以下の通りです。

奨励賞受賞講演

○小笹良輔:金属材料工学に基づく生体硬組織の集合組織形成機構に関する研究

口頭発表

○石本卓也、中野貴由
骨欠損部への配向化再生骨の誘導

○松垣あいら、原田樹、中野貴由
悪性腫瘍形成による骨微細構造破綻機構

○伊藤志将、石本卓也、堤祐介、塙隆夫、孫世海、中野貴由
金属AMによるステンレス鋼の材質特性制御

○菅沼諒耶、石本卓也、高岸洋一、山上達也、中野貴由
レーザ積層造形法による結晶集合組織制御のための熱拡散シミュレーション

○竹花諒 松垣あいら、川原公介、二宮孝文、中野貴由
レーザ誘起周期表面構造による骨芽細胞および骨基質配向化制御

○藤當翼、石本卓也、木村恒太、Gokcekaya Ozkan、日比野真也、藤光利茂、東誠、井頭賢一郎、中野貴由
金属レーザ積層造形法によるNi基超合金の造型

○中野加菜、小笹良輔、石本卓也、松垣あいら、永瀬丈嗣、當代光陽、中野貴由
レーザ積層造形法によるBioHEAの作製と特異組織形成

○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微細構造とヤング率の変化

○福島涼、石本卓也、松垣あいら、大路博、中野貴由
亜鉛を起点とした骨力学機能制御機構

○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とした骨芽細胞配列化制御機構の解明

○榊茂之、長谷部恵、石本卓也、中野貴由
異方性β型チタンを最適回転配置したボーンプレートの自動設計富士ゼロックス

ポスター発表

○松本峻、松垣あいら、中野貴由
マクロファージ活性に応じた骨芽細胞配列変化

○森田尚昂、石本卓也、木村恒太、中野貴由
レーザ積層造形法を用いた階層的構造制御による異方性機能設計

○山岡祐介、小笹良輔、中野貴由
リン代謝不全における骨微細構造と骨力学機能の破綻

○田中健嗣、若林誠、松垣あいら、孫世海、木村恒太、中野貴由
材料表面形状による間葉系幹細胞配列化制御

○西川侑希、石本卓也、松垣あいら、小笹良輔、永瀬丈嗣、中野貴由
レーザ積層造形法による生体用ハイエントロピー合金の造形

○上山椋平、萩原幸司、山崎倫昭、河村能人、中野貴由
ミルフィーユ型Mg合金単結晶の力学特性

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日本金属学会で受賞した中野研3名の賞状が届きました。

○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」に対して
日本金属学会 第10回まてりあ論文賞

○小笹良輔:「金属材料工学に基づく生体硬組織の集合組織形成機構に関する研究」
日本金属学会 第30回奨励賞(学術部門)

中野先生賞状2020.png

石本先生賞状.png

小笹先生賞状.png

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金属AMによる組織制御でCrの耐酸化性が向上することを示した東北大成島研との共同研究論文が、「Additive Manufacturing」誌(Elsevier)に受理されました。

Ozkan Gokcekaya, Naohiro Hayashi, Takuya Ishimoto, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano*:
Crystallographic orientation control of pure chromium via laser powder-bed fusion and improved high temperature oxidation resistance,
Additive Manufacturing, (2020), in press.

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2020年10月12日(月) 13:00~18:00に 大阪大学 工学研究科 テクノアリーナ デジタル造形工学 第1回フォーラム(Web開催)が中野先生を主査として開催されます。

2020年10月12日(月) 13:00~18:00に 大阪大学 工学研究科 テクノアリーナ デジタル造形工学 第1回フォーラム(Web開催)が中野先生を主査として開催されます。無料ですので多くの方にご登録をお願いいたします。
―――――――ご案内――――――――――――――――――
大阪大学 大学院工学研究科 テクノアリーナ
デジタル造形工学:異方性/等方性の視点から見たモノづくり
第1回フォーラム (Web講演形式)
2020年10月12日(月) 13:00~18:00
(その後、Web懇親会を予定)
―――――――フォーラム参加申込み方法―――――――――
下記ホームページより参加登録をよろしくお願い致します。

https://forms.gle/hnHyDPDx12ZZZm2FA

参加申込み締め切り
2020年10月5日(月) 17:00 まで
――――――――――――――――――――――――――――
―――――――問合せ先―――――――――――――――――
大阪大学 大学院工学研究科附属フューチャーイノベーションセンター
TEL:06-6879-7195(内線 7195)
MAIL:forum@cfi.eng.osaka-u.ac.jp(岩堀・竹内)http://www.cfi.eng.osaka-u.ac.jp

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 MAIL:nakano@mat.eng.osaka-u.ac.jp
―――――――プログラム――――――――――――――――
13:00‐13:10
◆ 開会挨拶
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)

講演
13:10‐13:30
1「大阪大学工学研究科の戦略とテクノアリーナ」
馬場口 登 教授(大阪大学 大学院工学科 研究科長)

13:30‐14:00
2「分子配向性が機能を生み出す異方性3D造形の世界」
尾崎 雅則 教授(大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻)

14:00‐14:30
3「生体骨に学ぶ異方性と金属3Dプリンタの奏でる材料科学の世界」
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)

14:40‐15:10
4「バイオとプリンタの融合による医療・食料分野における新たなモノづくりへの挑戦」
松崎 典弥 教授 (大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻)

15:10‐15:40
5「3D プリントにおけるサイバーフィジカルシステムとモノづくり」
小泉 雄一郎 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)

15:50‐16:20
6「ミクロ不安定性に基礎をおく機能構造の実現に向けた理論応用力学アプローチ」
中谷 彰宏 教授(大阪大学 大学院工学研究科 機械工学専攻)

16:20‐16:50
7「フューチャー・デザインから考えるモノづくりイノベーション」
原 圭史郎 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属フューチャーイノベーションセンター)

17:20‐17:50
8「世界のモノつくりの未来」
前川 篤 阪大招聘教授 (TRAFAM理事長、元三菱重工業副社長)

17:20‐17:50
総合討議 / まとめ
(ファシリテーター:林 高史 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属 フューチャーイノベーションセンター センター長)

17:50‐18:00
◆ 閉会挨拶
林 高史 教授(大阪大学 大学院工学研究科附属 フューチャーイノベーションセンター センター長)

懇親会
18:00~ WEB 交流会(参加費 無料)
※WEB 交流会についての詳細は、後日、参加登録していただいた連絡先(メールアドレス)にご連絡させていただきます。

――――――――――――――――――――――――――――――――

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10月28日に中野研の参画するSIPの成果報告会2020がオンライン開催され、中野先生もC領域長として講演します。

SIP成果報告会2020を視聴するには、参加登録をしていただく形式となっております(無料)。
以下から参加登録をお願いいたします。

成果報告会2020webサイト:https://www.jst.go.jp/sip/p05/topics/20201028.html

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東京慈恵医大小児科・整形外科との共同研究がオープンアクセスとして「Molecular Therapy- Methods & Clinical Development」誌へ受理されました。

Miho Wada, Yohta Shimada, Sayoko Iizuka, Natsumi Ishii, Hiromi Hiraki, Toshiaki Tachibana, Kazuhiro Maeda, Mitsuru Saito, Shoutaro Arakawa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiroyuki Ida, Toya Ohashi, Hiroshi Kobayashi*:
Ex-vivo gene therapy treats bone complications of mucopolysaccharidosis type II mouse models through bone remodeling reactivation, Molecular Therapy- Methods & Clinical Development, (2020), in press.

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炎症性サイトカインのIL-6が骨配向性を低下することを示した論文がInternational Journal of Molecular Sciencesに掲載されました。

Aira Matsugaki, Shun Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
A novel role of interleukin-6 as a regulatory factor of inflammation-associated deterioration in osteoblast arrangement,
International Journal of Molecular Sciences, 21 [18], (2020), 6659: 1-11.
https://doi.org/10.3390/ijms21186659.

論文はこちら

Abstract
Inflammatory disorders are associated with bone destruction; that is, deterioration in bone cell activities are under the control of the innate immune system. Macrophages play a central role in innate immunity by switching their polarized phenotype. A disturbed immune system causes aberrance in the ordered bone matrix microarrangement, which is a dominant determinant of bone tissue functionalization. However, the precise relationship between the immune system and bone tissue organization is unknown. In this study, the controlled in vitro co-culture assay results showed that M1-polarized macrophages disrupted the osteoblast alignment, which directly modulate the oriented bone matrix organization, by secreting pro-inflammatory cytokines. Notably, interleukin-6 was found to be a key regulator of unidirectional osteoblast alignment. Our results demonstrated that inflammatory diseases triggered bone dysfunction by regulating the molecular interaction between the immune system and bone tissue organization. These findings may contribute to the development of therapeutic targets for inflammatory disorders, including rheumatoid arthritis.

Keywords: macrophage; osteoblast; cell arrangement; bone microstructure; interleukin-6

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大阪大学歯学研究科との共同研究成果がPLOS ONE誌に受理されました。

Saori Matsui, Naomichi Yoneda, Hazuki Maezono*, Katsutaka Kuremoto, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hiromichi Yumoto, Shigeyuki Ebisu, Yuichiro Noiri, Mikako Hayashi:
Assessment of the functional efficacy of root canal treatment with high frequency waves in rats,
PLOS ONE, (2020) in press.

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炎症性サイトカインのIL-6が骨配向性を低下することを示した論文がInternational Journal of Molecular Sciencesに受理されました。

Aira Matsugaki, Shun Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
A novel role of interleukin-6 as a regulatory factor of inflammation-associated deterioration in osteoblast arrangement,
International Journal of Molecular Sciences, (2020) in press.

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松垣あいら先生が日本バイオマテリアル学会2020年度科学奨励賞に内定いたしました。

松垣あいら先生が日本バイオマテリアル学会2020年度科学奨励賞に内定いたしました。
表彰式および受賞講演は11月に関西大学で執り行われます。

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日本金属学会秋賞で中野研の4名が受賞します。

Webなので受賞式はありません。ただし、小笹先生と日比野さんは受賞講演を行います。

○小笹良輔:「金属材料工学に基づく生体硬組織の集合組織形成機構に関する研究」
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):「金属粉末射出成形により作製されたNi基耐熱合金の結晶粒界制御技術の開発」
日本金属学会 第30回奨励賞(技術部門)

○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」に対して
日本金属学会 第10回まてりあ論文賞

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大阪府立大学獣医学部との「獣医療におけるカスタムメイドプレートによる応力遮蔽の骨配向性への影響」に関する論文が、PLoS ONEにオープンアクセスとして掲載されました

Keiichiro Mie, Takuya Ishimoto, Mari Okamoto, Yasumasa Iimori, Kazuna Ashida, Karin Yoshizaki, Hidetaka Nishida, Takayoshi Nakano, Hideo Akiyoshi*:
Impaired bone quality characterized by apatite orientation under stress shielding following fixing of a fracture of the radius with a 3D printed Ti-6Al-4V custom-made bone plate in dogs,
PLoS ONE, 15(9), (2020), e0237678.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0237678

論文はこちら
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Abstract
Custom-made implants have recently gained attention in veterinary medicine because of their ability to properly fit animal bones having a wide variety of shapes and sizes. The effect of custom-made implants on bone soundness and the regeneration process is not yet clear. We fabricated a 3D printed Ti-6Al-4V custom-made bone plate that fits the shape of the dog radius, and placed it into the radius where an osteotomy had been made. The preferential orientation of the apatite c-axis contributes to the mechanical integrity of the bone and is a reliable measure of bone quality. We determined this parameter as well as the bone shape and bone mineral density (BMD). The bone portion which lies parallel to the bone plate exhibited bone resorption, decreased BMD, and significant degradation of apatite orientation, relative to the portion outside the plate, at 7 months after the operation. This demonstrates the presence of stress shielding in which applied stress is not transmitted to bone due to the insertion of a stiff bone plate. This reduced stress condition clearly influences the bone regeneration process. The apatite orientation in the regenerated site remained different even after 7 months of regeneration, indicating insufficient mechanical function in the regenerated portion. This is the first study in which the apatite orientation and BMD of the radius were evaluated under conditions of stress shielding in dogs. Our results suggest that assessment of bone repair by radiography can indicate the degree of restoration of BMD, but not the apatite orientation.

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本日の日刊工業新聞20面に中野研と産総研との共同研究に関する記事が掲載されています。

骨密度・構造 同時に再建、細胞足場材を開発
日刊工業新聞、2020年9月1日、朝刊、20面(科学技術・大学)
電子版はこちら

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豊田元工学研究科長が主催する新鋭経営会で中野先生が特別講演を行いました。

中野貴由:
金属 3D プリンタによる組織制御を基軸にした構造体の高機能化、
第55回新鋭経営会、2020年 8月29 日(土)13:00~18:30(講演は13時~15時)
場所:神戸大学梅田インテリジェントラボラトリ(大阪教室)(大阪市北区鶴野町 1-9 梅田ゲートタワー8 階)

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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。

「柔軟性必要に」
日刊工業新聞、2020年8月24日、 朝刊、 23面(科学技術・大学)

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シンガポールで活躍するDr. Pan Wang先生と中野先生らがMDPIの"Crystals"でAdditive Manufacturingに関する特集号を組んでいます。

皆さん是非投稿してください。

Special Issue "Additive Manufacturing: Materials, Processing, Characterization and Applications"

Special Issue Editors
202008131.png Dr. Pan Wang Website
Guest Editor
Scientist in Singapore Institute of Manufacturing Technology, 73 Nanyang Drive, 637662, Singapore
Interests: metal additive manufacturing; high-performance metallic powder; design and optimization of new structures; high-throughput microstructure analysis; phase transformation and deformation behavior

202008132.png Dr. Takayoshi Nakano Website SciProfiles
Co-Guest Editor
Distinguished Professor in Division of Materials and Manufacturing Science, Graduate School of Engineering, Osaka University, Suita, Osaka 565-0871, Japan
Interests: metal additive manufacturing with the heat source of laser or electron beam; crystallographic texture control, Crystal growth; anistotropic/ isotropic properties; Biocompatibility; Biomaterial & Aerospace applications

202008133.png Dr. Jiaming Bai Website
Co-Guest Editor
Assistant Professor in Department of Mechanical and Energy Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055, China
Interests: additive manufacturing, nanocomposites, ceramics, functional structures

詳しくはこちら

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新家先生との共同研究論文がJournal of Materials Engineering and Performanceに掲載されました。

Qiang Li*, Ran Zhang, Junjie Li, Qiang Qi, Xuyan Liu, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi*, Takayoshi Nakano: Microstructure, Mechanical Properties, and Springback of Ti-Nb Alloys Modified by Mo Addition,
Journal of Materials Engineering and Performance, (2020), online.
https://doi.org/10.1007/s11665-020-05000-8

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Abstract
A series of Ti-(38-2x)Nb-xMo (wt.%) alloys are designed using 1% Mo to replace 2% Nb in order to gradually increase the β stability and obtain a low springback. The α″ phase is exhibited in Ti-38Nb and suppressed with an increasing Mo content. The Ti-38Nb and Ti-34Nb-2Mo alloys show stress-induced α″ martensite transformations during cold rolling and double yielding behavior in tensile tests. The Ti-30Nb-4Mo and Ti-26Nb-6Mo alloys exhibit nonlinear deformation owing to the metastable β phase. With an increase in the Mo content, Young’s modulus increases slightly from 68 GPa in Ti-38Nb to 73 GPa in Ti-26Nb-6Mo, owing to the increase in β stability. Mo shows a solution strengthening effect that gradually increases the tensile strength. Although a higher Young’s modulus was not observed to be induced through deformation in Ti-(38-2x)Nb-xMo alloys, low springback was obtained according to the three-point bending loading–unloading test. In particular, the Ti-38Nb and Ti-34Nb-2Mo alloys with stress-induced α″ martensite transformations exhibit low yielding stress and are thus easily deformed. The deformed α″ phase hardly reverts to the β matrix after unloading, and therefore, the plastic deformation is maintained.

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新潟大医学部、福島県立医大、大分県立看護科学大との、Type-I Angiotensin II受容体ブロックによる尿毒症由来の骨材質劣化の抑制効果に関する共同研究成果が、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。

Takuya Wakamatsu, Yoshiko Iwasaki, Suguru Yamamoto, Koji Matsuo, Shin Goto, Ichiei Narita, Junichiro J. Kazama*, Kennichi Tanaka, Akemi Ito, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Chisato Miyakoshi, Yoshihiro Onishi, Shingo Fukuma, Shunichi Fukuhara, Hideyuki Yamato, Masafumi Fukagawa, Tadao Akizawa:
Type-I Angiotensin II Receptor Blockade Reduces Uremia-induced Deterioration of Bone Material Properties,
Journal of Bone and Mineral Research (JBMR), (2020), online.
https://doi.org/10.1002/jbmr.4159

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Abstract
Chronic kidney disease (CKD) is associated with a high incidence of fractures. However, the pathophysiology of this disease is not fully understood, and limited therapeutic interventions are available. This study aimed to determine the impact of type‐1 angiotensin II receptor blockade (AT‐1RB) on preventing CKD‐related fragility fractures and elucidate its pharmacological mechanisms. AT‐1RB use was associated with a lower risk of hospitalization due to fractures in 3276 patients undergoing maintenance hemodialysis. In nephrectomized rats, administration of olmesartan suppressed osteocyte apoptosis, skeletal pentosidine accumulation and apatite disorientation, and partially inhibited the progression of the bone elastic mechanical properties, while the bone mass unchanged. Olmesartan suppressed angiotensin II‐dependent oxidation stress and apoptosis in primary cultured osteocytes in vitro. In conclusion, angiotensin II‐dependent intraskeletal oxidation stress deteriorated the bone elastic mechanical properties by promoting osteocyte apoptosis and pentosidine accumulation. Thus, AT‐1RB contributes to the underlying pathogenesis of abnormal bone quality in the setting of CKD, possibly by oxidative stress.

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オープンアクセスとして当研究室の論文がJournal of Biomedical Materials Research Aに掲載されました。

Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Toshihiro Kasuga, Takayoshi Nakano*:
Development of orthophosphosilicate glass/poly(lactic acid) composite anisotropic scaffolds for simultaneous reconstruction of bone quality and quantity,
Journal of Biomedical Materials Research A, (2020),
DOI: https://doi.org/10.1002/jbm.a.37067
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Abstract
Reconstruction of organ‐specific architecture is necessary to recover the original organ function. The anisotropic structure of bone tissue is strongly related to the collagen fibril alignment and bone apatite crystal direction. Bone regeneration indicates following two main process; first, restoration of bone mineral density (BMD; bone quantity), and second, restoring bone apatite c ‐axis orientation (bone quality). In addition to BMD, bone quality is the most important factor among bone mechanical properties. Recovery of the original bone function requires development of novel scaffolds with simultaneous reconstruction of bone quality and quantity. Herein, novel orthophosphosilicate glass (PSG)/poly(lactic acid) composite anisotropic scaffolds were developed to control cell alignment and enhance bone formation, which are important for the simultaneous reconstruction of bone quality and quantity. The strategy to control cell alignment and bone formation involved designing anisotropic scaffolds in combination with the release of therapeutic ions by PSGs. The morphology of fibrous scaffolds containing PSGs was quantitatively designed using electrospinning. This successfully modulated cell alignment and subsequent bone apatite c ‐axis orientation along the fiber‐oriented direction. The released silicate and Mg2+ ions from PSGs in scaffolds improved cell adhesion, proliferation, and calcification. To best of our knowledge, this is the first report demonstrating that the anisotropic scaffolds containing bioactive glasses regenerate bone tissues with simultaneous reconstruction of bone quality and quantity via stimulating osteoblasts by inorganic ions and designing morphology of scaffolds.

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日刊工業新聞に近畿経済産業局と阪大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(センター長:中野先生)との企業支援での連携に関する記事が掲載されました。

3Dプリンター導入検証―近畿経済産業局実装モデル37社選定、
日刊工業新聞、2020年8月6日、朝刊、31面
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石本先生が執筆した「科学館めぐり:造幣博物館」が、金属学会会報まてりあに掲載されました。

石本卓也:
科学館めぐり:造幣博物館
まてりあ、 59, 8, 2020, pp.448-449

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大阪府立大学獣医学部との獣医療における応力遮蔽の骨配向性への影響に関する論文が、PLos oneに受理されました。

Keiichiro Mie, Takuya Ishimoto, Mari Okamoto, Yasumasa Iimori, Kazuna Ashida , Karin Yoshizaki, Hidetaka Nishida, Takayoshi Nakano, Hideo Akiyoshi*:
Impaired bone quality characterized by apatite orientation under stress shielding following fixing of a fracture of the radius with a 3D printed Ti-6Al-4V custom-made bone plate in dogs,
PLos one, (2020), in press.

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日刊工業新聞1面トップ記事に中野研とアトリー(株)との共同研究記事が掲載されました。

阪大、“ミニ骨”作製 再生医療へ応用期待:
日刊工業新聞、2020年7月31日、朝刊、1面(トップ記事)
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日本学術振興会科学研究機補助金挑戦的研究(萌芽)が採択されました。

中野貴由(研究代表者):
材料工学を基軸にした骨基質配向化サイエンスの構築(R2~R3年度)、挑戦的研究(萌芽)

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中野先生の高校生に対するweb講義が動画配信されています。

中野先生の高校生に対するweb講義が動画配信されています。
動画はこちらから

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オープンアクセスとして抗菌性β-tricalcium phosphateの原子構造解析の論文が、「Nanoscale」誌にオープンアクセスとして掲載されました。

Ozkan Gokcekaya*, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
Using HAADF-STEM for atomic-scale evaluation of incorporation of antibacterial Ag atoms in a β-tricalcium phosphate structure,
Nanoscale, (2020) in press.


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Abstract
Structural evaluation of ionic additions in calcium phosphates that enhance their performance is a long-lasting area of research in the field of biomedical materials. Ionic incorporation in β-tricalcium phosphate (β-TCP) structure is indispensable for obtaining desirable properties for specific functions and applications. Owing to its complex structure and beam-sensitive nature, determining the extent of ion incorporation and its corresponding location in the β-TCP structure is challenging. Further, very few experimental studies have been able to estimate the location of Ag atoms incorporated in a β-TCP structure while considering the associated changes in lattice parameters. Although the incorporation alters the lattice parameters, the alteration is not significant enough for estimating the location of the incorporated Ag atoms. Here, Ag incorporation in a β-TCP structure was evaluated on atomic scale using scanning transmission electron microscopy (STEM). To the best of our knowledge, this is the first report to unambiguously determine the location of the incorporated Ag atoms in the β-TCP structure by comparing z-contrast profiles of the Ag and Ca atoms by combining the state-of-art STEM observations and STEM image simulations. The Ag incorporation in the Ca(4) sites of β-TCP, as estimated by the Rietveld refinement, was in good agreement with the high-angle annular dark-field STEM observations and the simulations of the location of Ag atoms for [001] and [010] zone axes.

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特殊鋼7月号に中野先生の書いた解説が掲載されました。

中野貴由:
チタン・チタン合金の開発動向、
特殊鋼、特集/チタン・チタン合金のやさしい解説、69 [4](7月号)、(2020)、39-42.
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東北大成島研との共同研究成果がNanoscale誌に受理されました。

Ozkan Gokcekaya*, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Takayoshi Nakano:
Using HAADF-STEM for atomic-scale evaluation of incorporation of antibacterial Ag atoms in a β-tricalcium phosphate structure,
Nanoscale, (2020) in press.

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新潟大医学部、福島県立医大、大分県立看護科学大との、Type-I Angiotensin II受容体ブロックによる尿毒症由来の骨材質劣化の抑制効果に関する共同研究成果が、Journal of Bone and Mineral Research (JBMR)に受理されました。

Takuya Wakamatsu, Yoshiko Iwasaki, Suguru Yamamoto, Koji Matsuo, Shin Goto, Ichiei Narita, Junichiro J. Kazama*, Kennichi Tanaka, Akemi Ito, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano, Chisato Miyakoshi, Yoshihiro Onishi, Shingo Fukuma, Shunichi Fukuhara, Hideyuki Yamato, Masafumi Fukagawa, Tadao Akizawa:
Type-I Angiotensin II Receptor Blockade Reduces Uremia-induced Deterioration of Bone Material Properties,
Journal of Bone and Mineral Research (JBMR), (2020), in press.

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応力感受可能なミニ配向性骨の開発に関する研究成果が"International Journal of Bioprinting"にopen accessとして掲載されました。

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, 6(4), (2020), 293; pp.1-12.
DOI: 10.18063/ijb.v6i4.293.

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Abstract
Although three-dimensional (3D) bioprinting techniques enable the construction of various living tissues and organs, the generation of bone-like oriented microstructures with anisotropic texture remains a challenge. Inside the mineralized bone matrix, osteocytes play mechanosensing roles in an ordered manner with a well-developed lacunarcanaliculi system. Therefore, control of cellular arrangement and dendritic processes is indispensable for construction of artificially controlled 3D bone-mimetic architecture. Herein, we propose an innovative methodology to induce controlled arrangement of osteocyte dendritic processes using the laminated layer method of oriented collagen sheets, combined with a custom-made fluid flow stimuli system. Osteocyte dendritic processes showed elongation depending on the competitive directional relationship between flow and substrate. To the best of our knowledge, this study is the first to report the successful construction of the anisotropic bone-mimetic microstructure and further demonstrate that the dendritic process formation in osteocytes can be controlled with selective fluid flow stimuli, specifically by regulating focal adhesion. Our results demonstrate how osteocytes adapt to mechanical stimuli by optimizing the anisotropic maturation of dendritic cell processes.

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2020年3月に修士を終了した中野研メンバーのうち奨学金を借りていなかった1名を除く5名全員が日本学生支援機構奨学金返還免除となりました。

益々社会で活躍してください!

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当研究室と産総研、名古屋工業大学との共同研究の成果が、JBMR-Aに受理されました。

Sungho Lee*, Fukue Nagata, Katsuya Kato, Toshihiro Kasuga, Takayoshi Nakano*:
Development of orthophosphosilicate glass / poly(lactic acid) composite anisotropic scaffolds for simultaneous reconstruction of bone quality and quantity,
Journal of Biomedical Materials Research: Part A, (2020) in press.

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阪大・整形外科との骨粗しょう症骨再生に関するPTHとRANKL抗体の複合投与効果に関する共同研究が、Bone誌に掲載されました。

Yuki Etani, Kosuke Ebina, Makoto Hirao, Kazuma Kitaguchi, Masafumi Kashii, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Gensuke Okamura, Akira Miyama, Kenji Takami, Atsushi Goshima, Takashi Kanamoto, Ken Nakata, and Hideki Yoshikawa:
Combined effect of teriparatide and an anti-RANKL monoclonal antibody on bone defect regeneration in mice with glucocorticoid-induced osteoporosis,
Bone, 139 (2020), 115525; 1-9.
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Abstract
Objective
The purpose of this study was to examine the effect of single or combination therapy of teriparatide (TPTD) and a monoclonal antibody against the murine receptor activator of nuclear factor κB ligand (anti-RANKL Ab) on cancellous and cortical bone regeneration in a mouse model of glucocorticoid-induced osteoporosis (GIOP).

Methods
C57BL/6 J mice (24 weeks of age) were divided into five groups: (1) the SHAM group: sham operation + saline; (2) the prednisolone (PSL) group: PSL + saline; (3) the TPTD group: PSL + TPTD; (4) the Ab group: PSL + anti-RANKL Ab; and (5) the COMB group: PSL + TPTD + anti-RANKL Ab (n = 8 per group). With the exception of the SHAM group, 7.5 mg of PSL was inserted subcutaneously into mice, to generate a mouse model of GIOP. Four weeks after insertion, bone defects with a diameter of 0.9 mm were created to assess bone regeneration on both femoral metaphysis (cancellous bone) and diaphysis (cortical bone). After surgery, therapeutic intervention was continued for 4 weeks. Saline (200 μl) or TPTD (40 μg/kg) was injected subcutaneously five times per week, whereas the anti-RANKL Ab (5 mg/kg) was injected subcutaneously once on the day after surgery. Subsequently, the following analyses were performed: microstructural assessment of bone regeneration and bone mineral density (BMD) measurement via micro-computed tomography, and histological, histomorphometrical, and biomechanical analyses with nanoindentation.

Results
The COMB group showed the highest lumbar spine BMD increase (vs. the PSL, TPTD, and Ab groups). The volume of regenerated cancellous bone at the bone defect site was higher in the COMB group compared with the PSL, TPTD, and Ab group. The volume of the regenerated cortical bone was significantly higher in the COMB group compared with the PSL group, and its hardness was significantly higher in the COMB group compared with the PSL and TPTD groups.

Conclusion
In a mouse model of glucocorticoid-induced osteoporosis, the combination therapy of TPTD plus the anti-RANKL Ab increased bone mineral density in the lumbar spine and regenerated cancellous bone volume compared with single administration of each agent, and also increased regenerated cortical bone strength compared with single administration of TPTD.

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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した。

【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

解説はこちら
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本日の日刊工業新聞朝刊5面に中野先生の記事(主張:自然界の「異方性」産業利用)が掲載されました。

主張:自然界の「異方性」産業利用

日刊工業新聞、2020年7月6日、 朝刊、 5面 Opinioin

電子版はこちら

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BioHEAに掲載された論文が"Editor's Choice Articles"に選ばれました。

Takeshi Nagase, Kiyoshi Mizuuchi, Takayoshi Nakano*:
Solidification Microstructures of the Ingots Obtained by Arc Melting and Cold Crucible Levitation Melting in TiNbTaZr Medium-Entropy Alloy and TiNbTaZrX (X = V, Mo, W) High-Entropy Alloys,
Entropy, 21(5), (2019) 483;
https://doi.org/10.3390/e21050483
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“Editor’s Choice Articles”はこちら

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阪大・整形外科との骨粗しょう症骨再生に関するPTHとRANKL抗体の複合投与効果に関する共同研究が、Bone誌に受理されました。

Yuki Etani, Kosuke Ebina, Makoto Hirao, Kazuma Kitaguchi, Masafumi Kashii, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Gensuke Okamura, Akira Miyama, Kenji Takami, Atsushi Goshima, Takashi Kanamoto, Ken Nakata, and Hideki Yoshikawa:
Combined effect of teriparatide and an anti-RANKL monoclonal antibody on bone defect regeneration in mice with glucocorticoid-induced osteoporosis,
Bone (2020) in press.

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7月2日にHPのヒット数が300,000件に達しました!

7月2日にHPのヒット数が300,000件に達しました!

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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。

「バイオマテリアル国際先導研究拠点の構築」はこちら
2020年の日本学術会議の提言はこちら

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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.

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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

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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。

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).
詳細はこちら
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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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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.

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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。

「学習効率アップ」
日刊工業新聞、2020年6月17日、 朝刊、 25面(科学技術・大学)

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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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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。

HCP構造チタン系合金、阪大など5元素以上で実現 3D造形視野:
日刊工業新聞、2020年6月11日、朝刊、1面(総合1、トップ記事)
電子版記事はこちら
日刊工業新聞はこちら

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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)

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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

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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.
論文はこちら


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.

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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

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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
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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.

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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).

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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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ABSTRACT
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.

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zoomでB4歓迎会を行いました!

4月に配属されたB4の歓迎会をzoomではありますが、行いました。
まだB4の登校が禁止されている状態ですが、制限が緩和され、研究室に来てくれる日を楽しみにしています!

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B4歓迎会の写真

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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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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)

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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

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文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)の賞状

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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。)

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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

受賞理由はこちら
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大阪大学のHPの関連記事はこちら

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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

http://jsbmr.umin.jp/news/recommendation_20200515.pdf

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「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.
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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.

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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.

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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.
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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.
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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.
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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.

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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

論文はこちらから
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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.

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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

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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

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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

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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.

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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。

「概念評価に感慨」
日刊工業新聞、2020年4月16日、朝刊、23面(科学技術・大学)

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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。

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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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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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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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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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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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).

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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.

論文はこちらから
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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.

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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)

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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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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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本日卒業式でした。

COVID19のため屋外での記念撮影となりましたが、中野研の修士学生さん6名と学部学生さん7名が無事巣立って行きました。
皆さんの飛躍を確信しています。

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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.

論文はこちらから
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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。

材料の結晶、並び方制御、「異方性」駆使し、高性能化
日経産業新聞朝刊、2020年3月23日、6面
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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。

金属3D積層造形、企業の競争力向上、阪大、全国で支援、技術者育成高付加価値品を実用化
日刊工業新聞、2020年3月23日、朝刊、30面(科学技術・大学)
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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.

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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

論文はこちらから
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石本先生が、日本金属学会第78回功績賞を受賞しました。

石本卓也
「金属工学に根差した骨機能解明とそれに基づく骨生体材料創製に関する研究」
日本金属学会第78回功績賞、2020年3月17日

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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

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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.

論文はこちらから
論文のPDFはこちらから

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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).

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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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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。

石本卓也、中野貴由:
「3Dプリンター活用、金属材料の性能向上」
日本経済新聞、科学技術、11面、2020年3月2日

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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.61-63

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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。

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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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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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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
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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
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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.

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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。

「金属3D造形で競争力」
阪大・近畿経産局最新装置を活用、
日刊工業新聞朝刊、29面、2020年2月6日

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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.59-63

PDFはこちらから

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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,
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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。

「適合性高く高強度 インプラント向け合金」
日刊工業新聞朝刊、35面(科学技術・大学)、2020年1月29日

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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.

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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.14-23

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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.

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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。

東京歯科大と阪大、下顎骨の構造解明 疾患治療に道、
2020年1月14日、日刊工業新聞朝刊、23面(科学・大学)

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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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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.

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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)

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講演の様子

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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)

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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)

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中野先生が情報交換会で乾杯前に挨拶

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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年

Materials Transactionsに早期公開で中野研に関する2つの論文が公開されました。

Ryosuke Ozasa, Mayuko Nakatsu, Atsushi Moriguchi, Kyohei Sasaki, Takuya Ishimoto, Masahiro Okada, Takuya Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
Analysis of Bone Regeneration Based on the Relationship between the Orientations of Collagen and Apatite in Mouse Femur,
Materials Transactions, (2019) Advance View,
https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2019341
PDFこちらから

Koji Hagihara*, Takuya Okamoto, Ryohei Ueyama, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Loading Orientation Dependence of the Formation Behavior of Deformation Kink Bands in the Mg-Based Long-Period Stacking Ordered (LPSO) Phase,
Materials Transactions, (2019) Advance View,
https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-MM2019001
PDFこちらから

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2019年12月19日~ 年末の研究報告会、大掃除、忘年会を行いました。

学生さん皆頑張って研究発表に奮闘していました。

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オープンアクセスジャーナルとして東京歯科大との共同研究のラット咬筋筋肉によるアパタイトマクロナノ構造に関する研究が「Journal of hard tissue biology」に掲載されました。

Keitaro Arakawa, Satoru Matsunaga, Kunihiko Nojima, Takayoshi Nakano, Shinichi Abe, Masao Yoshinari, Kenji Sueishi:
Micro- and nanostructural characteristics of rat masseter muscle enthuses,
Journal of hard tissue biology, 28 [4], (2019), 365-370.
DOI: 10.2485/jhtb.28.365

Abstract
The entheses of the masticatory muscles differ slightly from those of the trunk and limb muscles. However, the bones of the skull are subject to various functional pressures, including masticatory force, resulting in a complex relationship between bone structure and muscle function that remains to be fully elucidated. The present study aimed to clarify aspects of masseter muscle-tendon-bone morphological characteristics and local load environment through quantitative analysis of biological apatite (BAp) crystallite alignment and collagen fiber orientation together with histological examination of the entheses. Result of histological observation, the present findings show that, in the entheses of the masseter muscle in the first molar region, tendon attaches to bone via unmineralized fibrocartilage, while some tendon collagen fibers insert directly into the bone, running parallel to the muscle fibers. Furthermore, BAp crystallites in the same region show uniaxial preferential alignment at an angle that matches the insertion angle of the tendon fibers. Conversely, in the entheses of the masseter muscle in the third molar region, the tendon attaches to the bone via a layer of thickened periosteum and chondrocytes. As in the first molar region, the results of bone quality analysis in the third molar region showed BAp crystallite alignment parallel to the orientation of the tendon fibers. This indicates that the local mechanical environment generates differences in enthesis morphology. The present study showed a greater degree of uniaxial BAp crystallite alignment in entheses with direct insertion rather than indirect tendon-bone attachment and the direction of alignment was parallel to the orientation of tendon fibers. These findings suggest that functional pressure from the masseter muscle greatly affects bone quality as well as the morphological characteristics of the enthesis, specifically causing micro- and nanostructural anisotropy in the direction of resistance to the applied pressure.

論文はこちらから

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日立金属GRITを見学させていただき、中野先生が講演を行いました。

中野貴由:
金属AMを用いた内部形状と原子配列を含む材質の制御による機能化、
日立金属GRITにて

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(SIP 設計⽣産)第⼀回設計⽣産情報交換会で中野先生が特別講演を行いました。

中野貴由:
SIP 第1 期/⾰新的設計⽣産技術(佐々⽊PD)を活かしたSIP 第2期/統合型材料開発システムによるマテリアル⾰命(三島PD)への展開、
特別講演II、2019年12月12日、国⽴研究開発法⼈産業技術総合研究所 東事業所 本館会議室にて

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ONO-1301を添加したナノコンポジットは、cAMPを介したシグナル伝達を調節し、臨界サイズの骨欠損における新たな骨形成を誘導することを示した国際共同研究が「Biomaterials Science」誌に掲載されました。

Shruthy Kuttappan, Jun-ichiro Jo, Deepthy Menon Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shantikumar Nair, Yasuhiko Tabata, Manitha Nair*:
ONO-1301 loaded nanocomposite scaffold modulates cAMP mediated signaling and induce new bone formation in critical sized bone defect,
Biomaterials Science, (2019).
DOI: 10.1039/C9BM01352K

Abstract
Recent studies on bone regeneration demonstrate the use of low cost and stable small molecules, which avoid the adverse effect and high cost of growth factors. Herein, we investigate the chemotactic, angiogenic and osteoinductive potential of a prostacyclin analogue, ONO-1301, when delivered through a biomimetic nanocomposite scaffold (nanohydroxyapatite–gelatin matrix reinforced with fibers) for bone tissue regeneration. The small molecule was loaded onto the scaffold in three different concentrations. There was burst release from all the groups of scaffolds within 24 h followed by a sustained release up to 14 days, but the concentration was dependent on loading percentage. ONO-1301 loaded scaffolds augmented the migration, proliferation and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs), but increasing the concentration beyond a certain dose did not show any effect. The osteoinduction was mediated through the prostaglandin I2 receptor and cyclic AMP (cAMP) signaling pathway. They also promoted new bone formation in large sized calvarial defects in rats compared to the scaffold alone, but did not show any impact on angiogenesis. Hence, this study suggests the chemotactic and osteoinductive capability of ONO-1301 for the repair and regeneration of critical sized bone defects.

論文はこちらから

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日本金属学会第2回第7分野講演会にて、社会人ドクターの天野さんが最優秀ポスター賞、M1の伊藤君、菅沼君、中野さんが優秀ポスター賞を受賞しました。

最優秀ポスター賞
○天野宏紀、石本卓也、孫世海、中野貴由:
金属レーザ積層造形における雰囲気ガスが造形物に与える影響、
金属学会第2回第7分野講演会最優秀ポスター賞、神戸国際会議場、2019年12月8日

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優秀ポスター賞
○伊藤志将、石本卓也、堤祐介、塙隆夫、孫世海、中野貴由:
レーザ三次元造形によるステンレス鋼の材質制御、
金属学会第2回第7分野講演会優秀ポスター賞、神戸国際会議場、2019年12月8日

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○菅沼諒耶、石本卓也、中野貴由:
熱拡散シミュレーションによるβ型Ti合金におけるAdditiv Manufacturingでの集合組織形成機構の解明、
金属学会第2回第7分野講演会優秀ポスター賞、神戸国際会議場、2019年12月8日

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○中野加菜、永瀬丈嗣、當代光陽、中野貴由:
生体用ハイエントロピー合金の合金設計ならびに組織制御の指針
金属学会第2回第7分野講演会優秀ポスター賞、神戸国際会議場、2019年12月8日

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第7分科懇親会の後の情報交換会の全体写真

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中野先生がオーガナイザーの一人であるTiAlの国際会議GAT-2020(GAMMALOYS TECHNOLOGY)のHPが開設されました。

【Date & Place】
2-6, August. 2020, Crowne Plaza, Bratislava, Slovakia, EU

【ORGANIZING TEAM
〇General Chair
Juraj LAPIN, ÚMMS SAV, Slovak Republic, EU
〇Organizing Committee
Young-Won KIM, Gamteck, USA
Junpin LIN, USTB, China
Pierre SALLOT, Safran Tech, France, EU
Takayoshi NAKANO, Osaka U, Japan
Florian PYCZAK, HZG, Germany, EU

【AIM】GAT-2020 is aimed to steer the R&D directions to the target-oriented R&D (ToRD) processes that accelerate, or make possible, the development of gammalloy materials with distinctly greater service temperatures and/or reliability. It will also look for subsequent/parallel opportunities in identifying diversified R&D areas in relevant fundamentals as well as supportive technologies.

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日経産業新聞に当研究室の発見した「骨細胞突起 たんぱく質が制御」に関する記事が掲載されました。

「骨細胞突起タンパク質が制御」
日経産業新聞朝刊、5面(先端技術)、2019年12月5日

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中野先生が、第126回 梶ヶ谷 腎・膠原病研究会で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(コラーゲン/アパタイト)の配向性とその制御、
特別講演、川崎市高津区、2019年12月4日(水)19:40~20:40

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講演後に乳原先生のグループと記念撮影

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中野先生がGE Additive/Arcam-HTL Seminarで基調講演をしました。

中野貴由:
金属AM による構造・材質パラメータ制御と機能発現、
立川にて、2019年12月4日

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講演時の様子

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新規HEA(ハイエントロピー合金)に関する論文が「Materials Transactions」誌に受理されました。

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, (2019), in press.
doi:10.2320/matertrans.MT-MK2019002

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中野先生が分担執筆した「テクノロジー・ロードマップ 2020-2029 全産業編(日経BP社)」が発行されました。

中野先生が分担執筆した「テクノロジー・ロードマップ 2020-2029 全産業編(日経BP社)」が発行されました。

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こちらから

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「化学工業」12月号に中野研の解説記事が掲載されました。

松垣あいら、中野貴由:
生体骨における自己組織化現象と代替材料への応用、
化学工業(化学工業社)、Vol.70 [12], (2019), pp.44-49.

PDFはこちらから

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小泉研の檜枝さんの「2019年傾斜機能材料シンポジウム」での発表がFGMs奨励賞を受賞しました。中野研との共同研究です。

○檜枝賢護、川端弘俊、小泉雄一郎、中野貴由:
Additive Manufacturing用電子ビーム照射によるTi-6Al-4V合金粉末・Cu粉末境界部の溶融凝固挙動
傾斜機能材料研究会【FGMs奨励賞】、「2019年傾斜機能材料シンポジウム」、2019年11月27日

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骨再生時のアパタイトの配向性はコラーゲンの配向の乱れによって決まることを見出した論文が「Materials Transactions」に受理されました。

Ryosuke Ozasa, Mayuko Nakatsu, Atsushi Moriguchi, Kyohei Sasaki, Takuya Ishimoto, Masahiro Okada, Takuya Matsumoto, Takayoshi Nakano*:
Analysis of bone regeneration based on the relationship between the orientations of collagen and apatite in mouse femur,
Materials Transactions, (2019), in press.
doi: 10.2320/matertrans.MT-M2019341

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2019年11月24日~26日の間、第41回日本バイオマテリアル学会大会がつくばで開催されています。

中野先生、石本先生、松垣先生、小笹先生が出席しています。

がん細胞との動的相互作用に基づく細胞・骨基質配向化制御機構
大阪大学大学院工学研究科
◯松垣あいら, 原田樹, 中野貴由

後天性高血圧ラットにおける骨微細構造の変化
大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻
◯小笹良輔, 中野貴由

抜歯後顎堤保存における各種骨補填材の有用性に関する検討
東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科顎口腔外科分野, 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科顎顔面外科分野, 大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻
◯山崎新太郎, 丸川恵理子, 寺内正彦, Zhu Hongfei, 押部成美, 金子葵, Tran Minh Cuong, 石本卓也, 中野貴由, 依田哲也

ポスター発表 優秀ポスター賞受賞
異なる骨補填材を用いて外側性に行った垂直的造成骨の骨質の比較
大阪大学大学院歯学研究科クラウンブリッジ補綴学分野, 大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻, 東北大学大学院歯学研究科分子・再生歯科補綴学分野
◯畔堂佑樹, 萱島浩輝, 巽秀人, 中南友里, 石本卓也, 中野貴由, 江草宏, 矢谷博文

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集合写真

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当研究室の論文が、スマートプロセス学会論文賞を受賞しました。

当研究室の下記論文が、スマートプロセス学会論文賞を受賞し、石本先生が受賞講演を行いました。

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
スマートプロセス学会誌、7 [6], (2018), pp. 229-232.

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授賞時の様子

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講演時の様子

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レーザ加工学会誌に当研究室の解説記事が掲載されます。

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、
レーザ加工学会誌、(2020), in press.

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溶接学会誌に中野先生が執筆した、阪大金属AMセンターの解説記事が掲載されます。

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), in press.

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萩原研との共同研究のMg-LPSO相の研究が「Materials Transactions」誌に受理されました。

Koji Hagihara*, Takuya Okamoto, Ryohei Ueyama, Michiaki Yamasaki, Yoshio Kawamura:
Loading Orientation Dependence of the Formation Behavior of Deformation Kink Bands in the Mg-Based Long-Period Stacking Ordered (LPSO) Phase,
Materials Transactions, (2019) in press.
doi: 10.2320/matertrans.MT-MM2019001

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中野先生が、安田先生とともに、フランクフルトで開催のformnext2019に出席しています。

中野先生が、安田先生とともに、フランクフルトで開催のformnext2019に出席しています。ドイツの共同研究者と偶然、会いました。

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安田先生との写真

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ドイツの共同研究者との写真

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当研究室で見つけたオステオサイトを伸長させる因子についての発見の論文がMaterials Science & Engineering Cに掲載されました。

Aira Matsugaki, Daisuke Yamazaki, Takayoshi Nakano∗:
Selective patterning of netrin-1 as a novel guiding cue for anisotropic dendrogenesis in osteocytes,
Materials Science & Engineering C, 108, (2020), 110391: 1-6.
https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110391

【Abstract】
Although protein patterning approaches have found widespread applications in tuning surface characteristics of biomaterials, selective control of growth in cell body and dendrites utilizing such platforms remains difficult. The functional roles assumed by cell body and dendrites in a physiological milieu have extremely high specificity. In particular, osteocytes embedded inside the mineralized bone matrix are interconnected via dendritic cell processes characterized by an anisotropic arrangement of the lacunar-canalicular system, where the fluid-flow inside the canaliculi system regulates the mechanoresponsive functionalization of bone. Control of cellular networks connected by dendritic cell processes is, therefore, imperative for constructing artificially controlled bone-mimetic structures and as an extension, for gaining insights into the molecular mechanisms underlying dendrogenesis inside the mineralized bone matrix. Here, we report an innovative strategy to induce controlled elongation of cell body or dendritic process structures in selective directions by using the inkjet printing technique. Artificial runways employing netrin-1, inspired by neural architecture, were utilized to trigger controlled elongation in the osteocyte dendritic processes in desired directions. This is the first report, to the best of our knowledge, demonstrating that anisotropic dendrogenesis of osteocytes can be controlled with selective patterning of extracellular proteins, specifically via the axon guidance ligand netrin-1.

論文はこちらから

 

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日本鉄鋼協会・日本金属学会関西支部マテリアルデザイン研究会で菅沼君が研究発表最優秀賞、伊藤君が研究発表優秀賞をそれぞれ受賞しました。

〇菅沼諒耶, 石本卓也, 高岸洋一, 山上達也, 中野貴由
熱拡散シミュレーションを用いたSLM によるβ 型Ti 合金集合組織形成機構の解明

〇伊藤志将, 石本卓也, 堤祐介, 塙隆夫, 孫世海, 中野貴由
レーザ積層造形法によるステンレス鋼の集合組織制御及び材質特性向上

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「材料」誌に中野研からの解説記事が掲載されました。

久森紀之, 石本卓也, 中野貴由:
生体・医療材料におけるAdditive Manufacturingの最前線,
材料, 68[10], 798-803 (2019).

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化学工業11月号の特集「自己組織化材料の最先端」に中野研からの解説記事が掲載されます。

松垣あいら、中野貴由:
生体骨における自己組織化現象と代替材料への応用、
化学工業、11月号、2019年、in press

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ONO-1301を添加したナノコンポジットは、cAMPを介したシグナル伝達を調節し、臨界サイズの骨欠損における新たな骨形成を誘導することを示した国際共同研究が「Biomaterials Science」誌に受理されました。

Shruthy Kuttappan, Jun-ichiro Jo, Deepthy Menon Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shantikumar Nair, Yasuhiko Tabata, Manitha Nair*:
ONO-1301 loaded nanocomposite scaffold modulates cAMP mediated signaling and induce new bone formation in critical sized bone defect,
Biomaterials Science, (2019) in press.

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中野先生が分担執筆したテクノロジー・ロードマップ 2020-2029 全産業編が日経BPより2019年11月29日に出版されます。

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), in press.

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Netrin-1がオステオサイトの樹状突起を成長させるために重要な働きをすることを見出した論文が、「Materials Science & Engineering C」でオープンアクセス論文として掲載されました。

Aira Matsugaki, Daisuke Yamazaki, Takayoshi Nakano*:
Selective patterning of netrin-1 as a novel guiding cue for anisotropic dendrogenesis in osteocytes,
Materials Science & Engineering C, (2019), 110391: pp.1-24
https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110391

【Abstract】
Although protein patterning approaches have found widespread applications in tuning surface characteristics of biomaterials, selective control of growth in cell body and dendrites utilizing such platforms remains difficult. The functional roles assumed by cell body and dendrites in a physiological milieu have extremely high specificity. In particular, osteocytes embedded inside the mineralized bone matrix are interconnected via dendritic cell processes characterized by an anisotropic arrangement of the lacunar-canalicular system, where the fluid-flow inside the canaliculi system regulates the mechanoresponsive functionalization of bone. Control of cellular networks connected by dendritic cell processes is, therefore, imperative for constructing artificially controlled bone-mimetic structures and as an extension, for gaining insights into the molecular mechanisms underlying dendrogenesis inside the mineralized bone matrix. Here, we report an innovative strategy to induce controlled elongation of cell body or dendritic process structures in selective directions by using the inkjet printing technique. Artificial runways employing netrin-1, inspired by neural architecture, were utilized to trigger controlled elongation in the osteocyte dendritic processes in desired directions. This is the first report, to the best of our knowledge, demonstrating that anisotropic dendrogenesis of osteocytes can be controlled with selective patterning of extracellular proteins, specifically via the axon guidance ligand netrin-1.

論文はこちらから
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第11回(第20回(初期から))骨形態フォーラムを中野先生が主催し、小笹先生が講演を行いました。

【 2019年 骨形態フォーラム in 磐梯 】
○日時:2019(令和元年)11月2日(土)15:00 ~
     3日(日)8:30 ~ 12:00
○場所:〒福島県郡山市熱海町熱海5丁目8-60(2F会議室)
○スケジュール(プログラム)
11月2日(土)
14:00-14:50   受付 (2階 会場前)
15:00 ~  主催者 挨拶 中野貴由 先生(大阪大学大学院工学研究科)

【講演会】
①2019年小倉でのハンズオンセミナーのアンケート報告
旭化成ファーマ㈱ 高尾亮子先生
②講演・報告会
2.1「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」 
大阪大学大学院工学研究科 小笹良輔先生(若手研究者賞)
2.2「ウサギでのテリパラチドの投与頻度と骨代謝変化の検討」
旭化成ファーマ㈱ 高倉綾先生
2.3「カルシウム安定同位体組成を指標とした骨代謝評価」
千葉大学大学院薬学研究院 予防薬学研究室 田中佑樹先生
③新企画 データの実践的読み方の訓練
「ロモソズマブ、イベニティ等の論文報告内の骨形態計測の結果の評価方法について」
新潟骨の科学研究所 山本智章先生

11月3日(日)
8:30~12:00
【シンポジウム】
⑤「骨強度測定等の3次元構造の活用」
〇「医療用CT画像を用い簡単操作で石灰化骨の骨折強度がわかる」  
〇「医療用CT画像で見ている石灰化骨と骨代謝」(骨代謝学会、骨粗鬆症学会報告から)
ラトックシステムエンジニアリング㈱ 南郷脩史先生
〇「骨粗鬆症治療画像を用いた骨強度改善の測定」 ―簡単操作実演(大腿骨、腰椎)―
ラトックシステムエンジニアリング㈱ 久保田省吾先生
〇「TBS iNsightによる3D-SHAPERの新技術の紹介」
東洋メディック株式会社 学術担当マネージャー 野中希一先生
⑥ 自由演題
〇「新潟骨の科学研究所20周年講演会 報告」
新潟骨の科学研究所 島倉剛俊先生
⑦その他

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集合写真  in 骨形態フォーラム in 磐梯

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オステオサイト(OCY)の突起形成へのnetrin-1の関与を証明した論文が、「Materials Science & Engineering C」に受理されました。

Aira Matsugaki, Daisuke Yamazaki, Takayoshi Nakano*:
Selective patterning of netrin-1 as a novel guiding cue for anisotropic dendrogenesis in osteocytes,
Materials Science & Engineering C, (2019) in press.

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日本鉄鋼協会のふぇらむに中野研の医療用金属3Dプリンタの解説記事が掲載されました。

中野貴由、石本卓也:
医療デバイスへの金属3Dプリンタ技術の適用―形状・組織・原子配列制御―、
ふぇらむ、24 [11]、(2019), 21(687)-30(696).

PDFはこちらから

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チタン誌10月号に中野研関連の2つの解説記事が掲載されました。

李誠鎬:
積層造形法を用いたチタン/生体活性ガラスコンポジットによる骨形成促進新規生体材料創成,
チタン, 64 [4], October, (2019), pp.36(276).

Pdfはこちらから

趙研、安田弘行、當代光陽、上田実、竹山雅夫、中野貴由:
電子ビーム三次元積層造形プロセスにおけるTiAl合金部材の特異な微細組織と力学特性,
チタン, 64 [4], October, (2019), pp.50(290)-56(296).

Pdfはこちらから

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立命館大学で開催のHarmonic 2019 4th International Symposium on Hetero Structure and Advanced Materialsにて飯島さんがポスター賞第2位 (Silver)を受賞しました。

○Yuuka Iijima Takeshi Nagase , Aira Matsugaki, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano:
The development of novel Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo bio-high entropy alloy,
A silver poster award of the 4th International Symposium on Hetero Structure and Advanced Materials, October 26th, 2019, Rohm Memorial Hall, Biwako-Kusatsu Campus, Ritsumeikan University, Kusatsu, Shiga, JAPAN

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飴山委員長と受賞者の全体写真

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受賞の記念撮影

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中野先生とともに記念撮影

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立命館大学で開催(飴山教授主催)のHarmonic 2019 4th International Symposium on Hetero Structure and Advanced Materials(Co-organized by "9th International Symposium on Functionalization and Applications of Soft/Hard Materials")に中野先生と飯島さんが出席しています。

○Takayoshi Nakano:
Preferential Alignment of Apatite / Collagen in Bone Matrix and Related Metal Additive Manufacturing Research for Bone Replacement,
October 26th, 2019, Rohm Memorial Hall, Biwako-Kusatsu Campus, Ritsumeikan University, Kusatsu, Shiga, JAPAN, (2019) (Invited lecture)

○Yuuka Iijima Takeshi Nagase , Aira Matsugaki, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano:
The development of novel Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo bio-high entropy alloy,
October 26th, 2019, Rohm Memorial Hall, Biwako-Kusatsu Campus, Ritsumeikan University, Kusatsu, Shiga, JAPAN, (2019) (Poster Presentation)

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集合写真

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『中野 貴由教授が「日本骨代謝学会学術賞」を受賞』の記事が掲載されています。

HPはこちらから

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機械技術11月号で中野先生の解説が掲載されます。

中野貴由:
金属3Dプリンタによる特異組織形成と機能発現、
機械技術11月号, Vol.67, No.12, 日刊工業新聞社, (2019), pp.21-27

PDFはこちらから

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「バイオマテリアル-生体材料」に解説が掲載されました。

松垣あいら、中野貴由:
表面形状による細胞・骨配向化制御~ナノ配向溝による特異な直交性骨配向化現象~  
バイオマテリアル-生体材料、37巻、4号、pp.270-271

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生体用材料として新たに設計したTi-Zr-Hf-Cr-Mo合金とTi-Zr-Hf-Co-Cr-Mo合金に関する論文がMaterials Science and Engineering Cにオープンアクセス論文としてon lineされました。

Takeshi Nagase, Yuuka Iijima, Aira Matsugaki, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano*:
Design and fabrication of Ti–Zr-Hf-Cr-Mo and Ti–Zr-Hf-Co-Cr-Mo high-entropy alloys as metallic biomaterials,
Materials Science and Engineering C, (2019), 110322, on line.
https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110322

Abstract
Novel TiZrHfCr0.2Mo and TiZrHfCo0.07Cr0.07Mo high-entropy alloys for metallic biomaterials (bio-HEAs) were developed based on the combination of Ti-Nb-Ta-Zr-Mo alloy system and Co-Cr-Mo alloy system as commercially-
used metallic biomaterials. Ti-Zr-Hf-Cr-Mo and Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo bio-HEAs were designed using (a) a tree-like diagram for alloy development, (b) empirical alloy parameters for solid-solution-phase formation, and © thermodynamic calculations focused on solidification. The newly-developed bio-HEAs overcomes the limitation of classical metallic biomaterials by the improvement of (i) mechanical hardness and (ii) biocompatibility all together. The TiZrHfCr0.2Mo and TiZrHfCo0.07Cr0.07Mo bio-HEAs showed superior biocompatibility comparable to that of commercial-purity Ti. The superior biocompatibility, high mechanical hardness and low liquidus temperature for the material processing in TiZrHfCr0.2Mo and TiZrHfCo0.07Cr0.07Mo bio-HEAs compared with the Ti-Nb-Ta-Zr-Mo bio-HEAs gave the authenticity of the application of bio-HEAs for orthopedic implants with multiple functions.

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第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞の賞状が届きました。

日本金属学会2019年秋期講演(第165回)大会においての第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞の賞状が届きました。

ポスター賞受賞者集合写真.jpeg

受賞者5名と中野先生の集合写真

近藤陽香.JPG

○近藤陽香、小笹良輔、中野貴由、牧野浩三
後天性高血圧ラットにおける骨アパタイト配向性変化
日本金属学会第2回「高校生・高専学生ポスター発表」最優秀賞、岡山大学、2019年9月11日

竹花.JPG

○竹花諒、松垣あいら、川原公介、二宮孝文、沢田博司、中野貴由
微細周期構造に依存した骨芽細胞および骨基質配向化挙動
日本金属学会第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞、岡山大学、2019年9月11日

藤當.JPG

○藤當翼、石本卓也、孫世海、上田良夫、中野貴由
タングステンのレーザ積層造形法による緻密体作製と集合組織形成
日本金属学会第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞、岡山大学、2019年9月11日

中村.JPG

○中村郁仁、小笹良輔、中野貴由
周産期における骨配向性ならびに骨力学的機能の変化
日本金属学会第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞、岡山大学、2019年9月11日

福島.JPG

○福島涼、石本卓也、大路博、中野貴由
亜鉛欠乏飼料投与下でのコラーゲンおよびアパタイト結晶配向化
日本金属学会第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞、岡山大学、2019年9月11日

松坂.JPG

○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細胞・骨基質配向化挙動解明
日本金属学会第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞、岡山大学、2019年9月11日

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中野研と飴山研との共同研究論文が、Materials Science & Engineering Cに受理されました。新しいCoを含む生体用ハイエントロピー合金(HEA)の開発に関する研究論文です。

Takeshi Nagase, Yuuka Iijima, Aira Matsugaki, Kei Ameyama, Takayoshi Nakano*:
Design and fabrication of Ti-Zr-Hf-Cr-Mo and Ti-Zr-Hf-Co-Cr-Mo high-entropy alloys as metallic biomaterials,
Materials Science & Engineering C, (2019) in press.

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阪大整形外科との共同研究成果が「Bone」誌にon lineされました。

Kazuma Kitaguchi, Masafumi Kashii, Kosuke Ebina, Takashi Kaito, Rintaro Okada, Takahiro Makino, Etani Yuki, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hideki Yoshikawa:
The combined effects of Teriparatide and Anti-RANKL Monoclonal Antibody on Bone Defect Regeneration in Ovariectomized Mice,
Bone, (2019), on line.

Abstract
Objective
The purpose of this study was to investigate the combined effects of teriparatide (TPTD) and anti-murine receptor activator of nuclear factor-κB ligand monoclonal antibody (anti-RANKL Ab) on both cancellous and cortical bone healing in ovariectomized mice.

Methods
Thirteen-week-old mice were divided into the sham-operated group (n = 11) or the ovariectomized group (n = 44). At 1 month post-operation, all mice underwent bone defect surgery on the left femoral metaphysis (cancellous bone healing model) and right femoral mid-diaphysis (cortical bone healing model). After creating the bone defects, all ovariectomized mice were assigned to one of four groups to receive 1) saline (5 times a week; CNT group), 2) TPTD (40 μg/kg 5 times a week; TPTD group), 3) anti-RANKL Ab (5 mg/kg once; Ab group), or 4) a combination of TPTD and anti-RANKL Ab (COMB group). The following analyses were performed: Time-course microstructural analysis of healing in both cancellous and cortical bone in the bone defect, measuring the volumetric bone mineral density and the cortical bone thickness of the tibia as a representative of whole body bone with the use of micro-computed tomography, and histological analysis.

Results
Regeneration of cancellous bone volume in the COMB group was the highest among the four groups, and combined treatment accelerated the formation of medullary callus during the early phase of bone regeneration. On the other hand, there were no significant differences in the regeneration of cortical bone volume during the early phase of bone regeneration among the four groups. Furthermore, lamellar bone was not well identified in the all four groups. Volumetric bone mineral density in the tibia in the COMB group was significantly higher compared with that in the CNT and TPTD groups and tended to be higher compared with that in the Ab group. The mean values of cortical bone thickness in the TPTD and COMB groups were significantly higher than that in the CNT group.

Conclusion
In a mouse model of postmenopausal osteoporosis, combination therapy of TPTD and anti-RANKL Ab accelerates regeneration of cancellous bone more effectively than either agent alone during the early phase of bone regeneration.

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第37回日本骨代謝学会学術集会(第21回日本骨粗鬆症学会と共同開催)(神戸国際会議場)にて、中野先生が工学研究科で歴代2人目の学術賞(基礎系)を受賞しました。その後、受賞講演を行いました。

中野貴由:
2019年度日本骨代謝学会学術賞 (基礎系)、「骨質指標としての骨基質(コラーゲン線維/アパタイト結晶)の配向性に関する研究」に対する長年の貢献に対して、2019年10月13日神戸国際会議場にて、(一社)日本骨代謝学会より

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記念盾と賞状

1写真 (福本理事長から授賞1).jpg

理事長からの授賞

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授賞時の様子

3授賞式の様子(左から、田中会長、仲村教授、中野先生、福本理事長).jpg

授賞式の様子 (左から田中会長、仲村教授、中野先生、福本理事長) 

4写真 (学会賞を受賞された吉川先生(前阪大副学長・現市立豊中病院総長)とともに).jpg

学会賞を受賞された吉川先生(前阪大副学長・現市立豊中病院総長)とともに

5写真 (BMM論文賞を受賞された整形外科の蛯名先生(右)とともに).jpgのサムネイル画像のサムネイル画像

JBMM論文賞を受賞された整形外科の蛯名先生(右)とともに

6中野先生の受賞講演.jpg

中野先生の授賞講演

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中野先生が(一社)日本骨代謝学会の評議員となりました。

中野先生が(一社)日本骨代謝学会の評議員となりました。

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2019年10月11日~14日 第37回骨代謝学会/第21回骨粗鬆症学会に中野先生、松垣先生、小笹先生が出席しています。 神戸国際会議場で開催されております。

松垣あいら:
バイオマテリアルによる細胞・配向化制御、
あり方委員会企画シンポジウム1(企画:妻木範行、中野貴由)、2019年10月12日(招待講演).

小笹良輔、石本卓也、橋本淳、平尾眞、吉川秀樹、中野貴由:
骨粗鬆症におけるコラーゲン/アパタイト配向性と骨強度の異常変化、
2019年10月12日(一般講演).

第37回骨代謝学会.jpg

 

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10月4日にHPのヒット数が280,000件に達しました!

10月4日にHPのヒット数が280,000件に達しました!

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応用理工学科4組のクラス研修でSPring-8とSACRAの見学を行いました。

応用理工学科4組のクラス研修でSPring-8とSACRAの見学を行いました。
世界トップクラスの材料解析・開発のための研究施設を見学することで、学部1年生にとって今後の学修の大きなモチベーションとなってもらえればと期待しています。

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1年4組集合写真

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日本経済新聞朝刊に植木先生(近畿大)、成島教授(東北大)との共同で研究で、新しい熱処理により降伏応力を低減(拡張性増加)しつつ、強度・延性を両立した2段階特殊熱処理で冠動脈ステントの性能を著しくあげることに成功したことが掲載されました。

植木洸輔、中野貴由、成島尚之:
強度・伸びやすさ両立 ステント向け新材料、
2019年9月30日、日本経済新聞朝刊、13面(科学技術)

記事電子版はこちらから

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中野研から、ふぇらむ(日本鉄鋼協会)11月号、ならびに機械技術(日刊工業出版)11月号に2つの解説記事が掲載されます。

〇中野貴由、石本卓也:
医療デバイスへの金属3Dプリンタ技術の適用―形状・組織・原子配列制御―、
連載記事、特集「3Dプリンタが拓く次世代のものづくり」、ふぇらむ、11月号(2019)

〇中野貴由:
金属3Dプリンタによる特異組織形成と機能発現、
特集「金属3Dプリンタが拓くモノづくり-付加製造の先進技術」、機械技術、11月号 (2019).

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特殊鋼9月号の特集「金属系バイオマテリアル」に解説が掲載されました。

中野貴由:
チタンとチタン合金、
特殊鋼, 68巻, 5号 [9月号], (2019), pp.23-26

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阪大整形外科との共同研究であるテリパラチドと抗RANKLモノクローナル抗体の骨粗鬆症マウス骨欠損への効果に関する研究が「Bone誌(Elsevier)」に受理されました。

Kazuma Kitaguchi, Masafumi Kashii*, Kosuke Ebina, Takashi Kaito, Rintaro Okada, Takahiro Makino, Yuki Etani, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Hideki Yoshikawa:
The combined effects of Teriparatide and Anti-RANKL Monoclonal Antibody on Bone Defect Regeneration in Ovariectomized Mice,
Bone, (2019) in press.

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日本鋳造工学会誌「鋳造工学」の特集「金属積層造形技術の最近の動向」 に解説が掲載されました。

永瀬丈嗣、當代光陽、中野貴由:
純元素粉末を用いたチタン合金の積層造形、
日本鋳造工学会誌「鋳造工学」の特集「金属積層造形技術の最近の動向」91 [9], (2019), pp.627-633.

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近畿大学、東北大学、阪大の間で度共同研究として、ステントへ適用可能な拡張可能で、高強度・高延性を併せ持つ、加工熱処理プロセスに関する論文が、「Materials Science and Engineering A」誌にオープンアクセスとして掲載されました。

Kosuke Ueki*, Soh Yanagihara, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima:
Overcoming the strength-ductility trade-off by the combination of static recrystallization and low-temperature heat-treatment in Co-Cr-W-Ni alloy for stent application,
Materials Science and Engineering A, 766, (2019) paper# 138400: 1-11

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9/13-9/14の二日間に岡山県倉敷市にてシンポジウムと意見交換会が開催されました。

シンポジウムにて新居浜高専准教授の當代光陽先生と帝人ナカシマメディカル(株)の野山さん、高橋さんにご講演していただき、その後意見交換会が開かれました。

倉敷セミナー①.jpeg

開会の式辞をされる中野先生

ピカチュウ@倉敷.jpegご講演されている當代先生

野山さん@倉敷.jpeg

ご講演されている野山さん

高橋さん@倉敷.jpeg

ご講演されている高橋さん

石本先生@倉敷.jpeg

閉会の式辞をされる石本先生

倉敷セミナー②.jpeg

ご講演時の様子

セミナー@倉敷③.JPG

集合写真

美観地区.jpeg

美観地区にて集合写真

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中野研のメンバーが、9/11-9/13に岡山大学にて開催された日本金属学会2019年秋期講演(第165回)大会に参加しました。

20190913metal.jpeg

集合写真

中野先生は今回金属学会の副会長(理事)ならびに講演大会委員長を務め、K3 自動車の大変革に貢献する材料技術の最新動向(第2回自動車関連材料合同シンポジウム)セッションにて、石本先生はS7医療・福祉のためのAdditive Manufacturingの材料科学技術3セッションにて、小笹先生は生体材料設計開発・臨床(1)セッションにて座長を行いました。
発表は以下の通りです。

村上奨励賞受賞講演

○石本卓也
金属材料工学を基軸とした生体骨・生体材料の機能化に関する研究

口頭発表

○石本卓也、安冨淳平、孫世海、中野貴由
レーザ積層造形法によるInconel 718の特異集合組織形成と力学特性

○松垣あいら、樽美良紀、中野貴由
悪性骨腫瘍形成による骨微細構造変化

○小笹良輔、中野貴由
血圧変化が骨微細構造に及ぼす影響

○孫世海、萩原幸司、石本卓也、中野貴由
Comparison of crystallographic texture and mechanical property of Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy fabricated by electron and laser beam melting

○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生体ハイエントロピー合金の組織と特性

○奥田菜月、石本卓也、中野貴由
骨断面異方性を用いた異方性骨再建の提案

○小林佳弥、石本卓也、伊東学、中野貴由
脊椎ケージ内に形成される骨の健全性に対する自家骨移植の効果

○佐々木恭平、小笹良輔、中野貴由
ApoE遺伝子による骨配向化機構の解明

○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配向化制御機構

○森口敦、小笹良輔、森石武史、宮崎敏博、小守壽文、中野貴由
再生骨モデルを用いたアパタイト配向化機構の解明

○伊藤志将、石本卓也、堤祐介、塙隆夫、孫世海、中野貴由
金属AMによるステンレス鋼の集合組織制御及び材質特性向上

○菅沼諒耶、石本卓也、高岸洋一、山上達也、中野貴由
熱拡散シミュレーションを用いたレーザ積層造法によるβ型Ti合金集合組織形成機構の解明

○小泉雄一郎、中野貴由
金属Additive Manufacturingのための計算機シミュレーション

○多根正和、岡本範彦、井上耕治、Martin Luckabauer、永井康介、関野徹、中野貴由、市坪哲
凍結された合金組成ゆらぎによって引き起こされるβ型チタン合金における無拡散等温ω変態

○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形成・分布制御

○趙研、坂田将啓、安田弘行、當代光陽、上田実、竹山雅夫、中野貴由
電子ビーム三次元積層造形を用いた特異バンド状組織制御によるTiAl合金の高延性化

○川端はじめ、趙研、安田弘行、當代光陽、上田実、竹山雅夫、中野貴由
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金造形体の形状が微細組織に与える影響

○久保順、小泉雄一郎、石本卓也、中野貴由
金属粉末積層造形のミクロシミュレーション

○堤祐介、石本卓也、上田恭介、久世哲嗣、丸山晋平、松垣あいら、陳鵬、蘆田茉希、植木洸輔、柳谷彰彦、片山秀樹、中野貴由、塙隆夫
レーザ積層造形によるマルテンサイト型ステンレス鋼の高耐食性化

○植木洸輔、柳原創、上田恭介、仲井正昭、中野貴由、成島尚之
生体用Co-Cr-W-Ni合金における静的再結晶・低温熱処理プロセスによる強度・延性の向上

○上山椋平、萩原幸司、眞山剛、山崎倫昭、河村能人、中野貴由
計算、実験によるMg基LPSO相におけるキンク帯形成挙動の考察

○尾堂裕隆、趙研、安田弘行、當代光陽、上田実、竹山雅夫、中野貴由
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金の室温疲労特性向上

○前田拓海、小泉雄一郎、川端弘俊、石本卓也、木村恒太、孫世海、中野貴由
Ti-15Mo-5Zr-3Al合金への粉末床溶融結合型AM用レーザ走査による溶融凝固挙動

第33回 ポスター発表

○竹花諒、松垣あいら、川原公介、二宮孝文、沢田博司、中野貴由
微細周期構造に依存した骨芽細胞および骨基質配向化挙動

○藤當翼、石本卓也、孫世海、上田良夫、中野貴由
タングステンのレーザ積層造形法による緻密体作製と集合組織形成

○中村郁仁、小笹良輔、中野貴由
周産期における骨配向性ならびに骨力学的機能の変化

○福島涼、石本卓也、大路博、中野貴由
亜鉛欠乏飼料投与下でのコラーゲンおよびアパタイト結晶配向化

○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細胞・骨基質配向化挙動解明

○山岡祐介、小笹良輔、中野貴由
リン代謝異常による骨微細構造の変化

第2回 高校生・高専学生 ポスター発表

○近藤陽香、小笹良輔、中野貴由、牧野浩三
後天性高血圧ラットにおける骨アパタイト配向性変化

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日本金属学会2019年秋期講演(第165回)大会において、高校生近藤陽香さんが最優秀ポスター賞、M1竹花君、藤當君、中村君、B4福島君、松坂君が優秀ポスター賞を受賞しました。

第2回「高校生・高専学生ポスター発表」最優秀賞受賞

○近藤陽香、小笹良輔、中野貴由、牧野浩三
後天性高血圧ラットにおける骨アパタイト配向性変化

近藤さん.jpeg

発表時の近藤さん

第33回「ポスター発表」優秀ポスター賞受賞

○竹花諒、松垣あいら、川原公介、二宮孝文、沢田博司、中野貴由
微細周期構造に依存した骨芽細胞および骨基質配向化挙動

○藤當翼、石本卓也、孫世海、上田良夫、中野貴由
タングステンのレーザ積層造形法による緻密体作製と集合組織形成

○中村郁仁、小笹良輔、中野貴由
周産期における骨配向性ならびに骨力学的機能の変化

○福島涼、石本卓也、大路博、中野貴由
亜鉛欠乏飼料投与下でのコラーゲンおよびアパタイト結晶配向化

○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細胞・骨基質配向化挙動解明

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中野研で執筆したまてりあ原稿が、日本金属学会2019年秋期講演(第165回)大会にて、「まてりあ論文賞」を受賞し、當代先生が代表して表彰状を受け取りました。

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

まてりあ受賞紹介.JPG

IMG_8131.jpg

授賞時の様子

まてりあ賞(中野先生)2.jpg

まてりあ賞(石本先生)2019_9002.jpg

まてりあ賞状(松垣).jpg

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石本先生が、日本金属学会2019年秋期講演(第165回)大会にて、「第16回村上奨励賞」を受賞しました。

○石本卓也
金属材料工学を基軸とした生体骨・生体材料の機能化に関する研究

村上奨励賞紹介.JPG

石本先生受賞時(20190911).JPG

授賞時の写真

jushousikino.JPG

各賞贈呈式の様子

賞状ケース2019_9002.jpg

村上奨励賞(石本先生)2019_9001.jpg

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大阪大学 工学部/大学院工学研究科のHPとSNSに中野研究室に関する記事が掲載されました。

当研究室での研究風景や3Dプリンターにより作製された造形物などが動画などにより紹介されております。

大阪大学 工学部/大学院工学研究科のHPはこちらから

大阪大学 工学部/大学院工学研究科のFacebookはこちらから

大阪大学 工学部/大学院工学研究科のInstagramはこちらから

大阪大学 工学部/大学院工学研究科のTwitterはこちらから

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近畿大学・東北大学・阪大の共同研究でのCoCrWNiステントの開発に関する研究成果が「Materials Science and Engineering A」誌に受理されました。

Kosuke Ueki*, Soh Yanagihara, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima:
Overcoming the strength-ductility trade-off by the combination of static recrystallization and low-temperature heat-treatment in Co-Cr-W-Ni alloy for stent application,
Materials Science and Engineering A, (2019) in press.

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中野研毎年恒例の研究室旅行に行ってきました。

9/5~9/6の一泊二日にて開催されました。
今回は滋賀のブルーメの丘と京都の大原周辺・八つ橋庵「かけはし」に訪れました。
Pizzaや和菓子作りなどの体験をしたり、観光名所である有名な寺院に訪れたりと様々な内容で、大いに盛り上がりました。

ブルーメの丘.JPG

@ブルーメの丘

大原山荘.jpeg

@大原山荘にて

八つ橋庵 かけはし.jpeg

@八つ橋庵「かけはし」

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中野先生が2019年9月1日-3日に開催されているThe 1th Global Forum on Smart Additive Manufacturing, Design &Evaluationに参加し、Keynote lectureを行いました。

Takayoshi NAKANO:
Metal additive manufacturing for controlling anisotropic/isotropic shape and crystallographic orientation,
The 1th Global Forum on Smart Additive Manufacturing, Design & Evaluation, 1st-3rd, September, 2019, Osaka University Nakanoshima Center, Osaka, 13:30-14:10, 2nd, September, 2019, Metal Additive Manufacturing (Keynote lecture).

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「Materials Transactions」の9月号に新家先生や中野先生らが企画したSpecial Issue on Latest Research and Development of Structural and Functional Titanium-Based Materialsが発刊され中野研関連の4つの論文が掲載されました。

「Materials Transactions」の9月号に新家先生や中野先生らが企画したSpecial Issue on Latest Research and Development of Structural and Functional Titanium-Based Materialsが発刊され中野研関連の4つの論文が掲載されました。

Special Issue on Latest Research and Development of Structural and Functional Titanium-Based Materials

PREFACE
Titanium (Ti)-based materials are gaining a lot of attentions in fields including aerospace, medical devices, welfare goods, antibacterial materials, consumer goods, chemical plants, electric generation, ocean thermal energy conversion, and armors. Using an additive manufacturing (AM) to make complex shaped products of Ti-based materials is a topic of research globally. For AM of Ti-based materials, not only processing, but also fundamental research on topics such as solidification, heat flow, crystal graphic analysis, and alloy design are becoming more popular. National projects including Ti-based materials managed by ISMA (Innovative Structural Materials Association), SIP (Cross-materials Strategic Innovation Program) and TRAHAM (Technology Research Association for Future Additive Manufacturing Unions), are also in progress. The 14th World Conference on Titanium, which is the largest international conference on Ti-based materials, was held from June 1014, 2019 at Nantes in France. Therefore, it is now a good time to publish a special issue on the latest topics related to Ti-based materials. Approximately 20 fruitful original technical papers related to all the fields of Ti-based materials including air craft structures and biomedical implants, their surface modifications to enhance the biocompatibility, AM processing, low cost manufacturing, deformation behaviors, and mechanical properties, and effects of low cost elements on their properties are included in this special issue. We are grateful to all the authors for their contributions. We hope this special issue helps to solve important questions related to Ti-based materials.

July 23, 2019
Guest Editors: Takayoshi Nakano1, Takayuki Narushima2, Takao Hanawa3, Masato Ueda4, Yoko Yamabe-Mitarai5, Tadashi Furuhara6, Hideki Hosoda7, Mitsuo
Niinomi8
1 Professor, Graduate School of Osaka University, 2 Professor, Graduate School of Tohoku University, 3 Professor, Institute for Biomaterial Engineering, Tokyo Medical and Dental University, 4 Professor, Kansai University, Faculty of Chemistry, 5 Deputy Director, Research Center for Structural Materials, National Institute for Materials Science (NIMS), 6 Professor, Institute for Materials Research, Tohoku University, 7 Professor, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology 8 Professor Emeritus, Tohoku University

〇Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima, Takao Hanawa, Masato Ueda, Yoko Yamabe-Mitarai, Tadashi Furuhara, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi:
PREFACE-Special Issue on Latest Research and Development of Structural and Functional Titanium-Based Materials, Materials Transactions, 60 [9], (2019), 1732.

1) M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai, Y. Koizumi, A. Chiba, T. Nakano, T.
Kakeshita, Y. Yamabe-Mitarai, S. Kuroda, N. Motohashi, Y. Itsumi and T.
Choda: Quantitative and Qualitative Relationship between Microstructural Factors and Fatigue Lives under Load- and Strain-Controlled Conditions of Ti5Al2Sn2Zr4Cr4Mo (Ti-17) Fabricated Using a 1500-ton Forging Simulator, Materials Transactions, 60 [9], (2019), 1740-1748.
論文はこちらから

2) Qiang Li, Qiang Qi, Junjie Li, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Yuichiro Koizumi, Daixiu Wei, Kenta Yamanaka, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Xuyan Liu and Deng Pan: Low Springback and Low Young’s Modulus in Ti29Nb13Ta4.6Zr Alloy Modified by Mo Addition, Materials Transactions, 60 [9], (2019), 1755-1762.
論文はこちらから

3) Qiang Li, Xufeng Yuan, Junjie Li, Pan Wang, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba, Xuyan Liu and Deng Pan: Effects of Fe on Microstructures and Mechanical Properties of Ti15Nb25Zr(0, 2, 4, 8)Fe Alloys Prepared by Spark Plasma Sintering, Materials Transactions, 60 [9], (2019), 1763-1768.
論文はこちらから

4) 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.
論文はこちらから
Pdfはこちらから

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院試お疲れさま会が開催されました。

中野研恒例の院試お疲れさま会を開催しました。B4の皆さま本当にお疲れさまでした。
院試お疲れさま飲み.JPG

 

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「Biomaterials」誌(IF=10.273)に掲載された「表面形状による細胞・骨配向化制御」に関する解説がバイオマテリアル-生体材料-37巻4号(2019年10月15日刊行予定)に受理されました。

松垣あいら、中野貴由:
表面形状による細胞・骨配向化制御、
バイオマテリアル-生体材料-, 37 [4], (2019), in press.

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中野先生が8月18日~22日に西安で開催のPRICM10(The 10th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing) に出席し、シンポジウムF(Biomaterials)の日本側オーガナイザーを務めるとともに、招待講演を行いました。

Takayoshi Nakano:
Preferential orientation of collagen/apatite as a bone quality parameter and biomedical implant design based on the bone tissue anisotropy,
PRICM10, 2019年8月19日14:25~14:50, 西安 (Xi'an), invited.

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会場入り口

西安の中心部.jpg

西安の中心部

Prof.Jae-il Jang先生とともに.jpg

韓国金属学会副会長のHanyang UniversityのProf. Jae-il Jang先生(中央)とともに

Dr.Wan Pan君とともに.jpg

5年前に中野研で学位を取得し、現在Singapore Inatitute of Manufacturing Technologyで活躍中のDr. Wan Pan君と久しぶりの再会

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SEEDS 2019 実感科学研究成果発表会において、当研究室で研究を行っている高校生がベストパフォーマンス賞に選ばれました。

大阪大学SEEDSが主催のSEEDS 2019 実感科学研究成果発表会において、
当研究室で研究を行っている高校生がベストパフォーマンス賞に選ばれました。おめでとうございます。

研究テーマ「病気で骨が脆くなるメカニズムを解明しよう」
ベストパフォーマンス賞、SEEDS 2019 実感科学研究成果発表会、大阪大学会館・講堂、2019年8月16日

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特殊鋼9月号の特集「金属系バイオマテリアル」に"チタンとチタン合金"の解説が掲載されます。

中野貴由:
チタンとチタン合金、
特殊鋼、68巻、5号(9月号)、(2019), in press.

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「純元素粉末を用いたチタン合金の金属積層造形」に関する解説が鋳造工学9月号に掲載されます。

永瀬丈嗣、當代光陽、中野貴由:
純元素粉末を用いたチタン合金の金属積層造形、
鋳造工学、91, (2019) pp.627-633.

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ビアガーデンにて中野研毎年恒例の飲み会が開催されました!

ビアガーデンにて中野研毎年恒例の飲み会が開催されました!
多くの方が参加でき、とても楽しい時間を過ごすことができました!

ビアガーデン2019.jpeg

集合写真@千里阪急ホテル

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「Journal of Materials Engineering and Performance」にTi-xNb-2Fe Alloysの組織と力学特性の論文が掲載されました。

Qiang Li, Pu Miao, Junjie Li, Meifeng He, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano, Xuyan Liu, Kai Zhou, and Deng Pan:
Effect of Nb Content on Microstructures and Mechanical Properties of Ti-xNb-2Fe Alloys,
Journal of Materials Engineering and Performance, (2019),
doi.org/10.1007/s11665-019-04250-5

Abstract
β-Type Ti-Nb-based alloys exhibit satisfactory biocompatibility and low Young's modulus for biomedical applications. The microstructure and mechanical properties of a series of Ti-(14, 16, 18, 20, 22, 24)Nb-2Fe alloys fabricated by arc melting were investigated by XRD, optical microscopy, and tensile tests. Both ω and α″ phases existed in the Ti-14Nb-2Fe alloy, while just a single β phase existed in the other alloys. Twinning is an important deformation mechanism that causes work hardening and twinning-induced plasticity. It was found in the Ti-(14, 16, 18, 20)Nb-2Fe alloys and not in the Ti-22Nb-2Fe alloy. The Ti-14Nb-2Fe alloy exhibited the highest tensile strength and the highest Young's modulus owing to the existence of the ω phase. The tensile strength decreased gradually from 830 MPa (highest) for the Ti-14Nb-2Fe alloy to 540 MPa (lowest) for the Ti-24Nb-2Fe alloy with an increase in the Nb content. The Young's modulus decreased from 90 GPa for the Ti-14Nb-2Fe alloy to 63 GPa for the Ti-22Nb-2Fe alloy and then increased to 71 GPa for the Ti-24Nb-2Fe alloy. Elongation shows the same trend as the Young's modulus. The Ti-22Nb-2Fe alloy, with a low Young's modulus of 63 GPa, tensile strength of 570 MPa, and 15% elongation, was found suitable for biomedical applications. The Ti-20Nb-2Fe alloy also exhibits a high tensile strength, a Young's modulus ratio of 9.24910−3, and 18% elongation and is thus considered another valuable Ti alloy for biomedical applications.

論文はこちらから

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本日の日本経済新聞朝刊に「人工骨など向け高強度の新合金」という題名で中野研究室で開発した高強度・高加工性の高エントロピー合金に関する記事が掲載されています。

人工骨などに向け高強度の新合金
日本経済新聞(9面:科学技術)、2019年8月5日
日経_2019.08.05_HEA.JPG

 

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中野研で学位を取得したDr. Pan WANG君がシンガポールのSIMTechで活躍しています。(Dr. Pan WANG, who got a degree from Prof. Takayoshi NAKANO Lab, is very active in SIMTech in Singapore.)

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Name: Dr WANG Pan
Designation: Scientist II
Phone number: 6793 8957
Email: wangp@SIMTech.a-star.edu.sg
Group: Forming Technology

Reseachgate: https://www.researchgate.net/profile/Pan_Wang17
Google Scholar : https://scholar.google.com.hk/citations?hl=zh-CN&user=l03aFaoAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate

Introduction:

Dr Wang Pan is a research scientist with more than 5 years of professional experience in initiating and managing research projects. Graduated from Osaka University (Japan) with a PhD in Materials and Manufacturing Science in 2014, he joined Singapore Institute of Manufacturing Technology (SIMTech). He has knowledge and experience in both technology development and project management, a truly versatile yet specialized R&D professional. His background includes additive manufacturing, physical metallurgy, metallic biomaterials, and mechanical property and microstructural characterization.
In SIMTech, he leads the development of electron beam melting (EBM) process for fundamental research and industrial applications. He has been participating as PI (co-PI) or member for ~20 projects funded by either funding body or industrial companies, such as A*STAR industrial additive manufacturing program, Hitachi Metal's indusial project, Applied Materials-SIMTech indusial project, etc. As the Research Liaison Office representative, he coordinates collaboration with many educational institutions in the form of joint projects, joint seminars and forums; also built partnership with local and overseas universities for joint research efforts.

Research Interest:

1.Development of high-performance metallic powder (e.g., Ti alloy, Inconel alloy, steels, and high entropy alloys) for additive manufacturing.
2.Design and optimization of new structures, including metamaterials, biomedical implants, lightweight design, energy absorption structure and compliant mechanism, for additive manufacturing.
3.Promotion of the additive manufacturing technology to industry by overcoming the current technology shortcoming.
4.Phase transformation and deformation behavior of metastable alloys.

BioNotes:

Ph. D., Materials and Manufacturing Science, Division of Materials and Manufacturing Science and Engineering, Osaka University, Japan, 2014

MEng, Materials Processing Engineering, School of Materials Science and Engineering, Zhengzhou University, China, 2009

BEng, Materials Shaping & Control Engineering, School of Materials Science and Engineering, Zhengzhou University, China, 2006

Filed Patents and TDs:

1.GUAN Shao-kang, WU Li-hong, ZHAO Hong-liang, WANG Li-guo, WANG Pan. A Superplastic Forging Forming Method Using Casting Magnesium Alloy. Issued number: 200710193056.3 , China, 2009.8.26.

2.TD: Simple Yet Accurate Control Of Microstructure In Electron Beam Melting Of Ti6Al4V Additive Manufacturing. Inventors: Guglielmo VASTOLA (IHPC); WANG Pan (SIMTech); NAI Mui Ling Sharon (SIMTech); WEI Jun (SIMTech); PEI Qing Xiang (IHPC), ETPL Ref: IHPC/Z/09959

3.TD: Achieving a full volume component by in-situ welding during the electron beam melting process. Inventors: WANG Pan (SIMTech); NAI Mui Ling Sharon (SIMTech); WEI Jun (SIMTech);, ETPL Ref: wangp2_982

Selected Publications:

1.Xinwei Li+, Yong Hao Tan+, Habimana Jean Willy, Pan Wang, Wanheng Lu, Mehmet Cagirici, Chun Yee Aaron Ong, Tun Seng Herng, Jun Wei, Jun Ding*, Heterogeneously tempered martensitic high strength steel by selective laser melting and its micro-lattice: Processing, microstructure, superior performance and mechanisms, Materials & Design, 178 (2019) 107881. [SCI, JCR Q1]
2.M.T. Pham, T.J. Teo, S.H. Yeo, P. Wang*, M.L.S. Nai, Design and Optimization of A 3-DOF Co-Planar Motion Compliant Parallel Mechanism with Fully-Decoupled Motion Characteristics, Journal of Mechanisms and Robotics-Transactions of the ASME, 2019,doi:10.1115/1.4043925. [SCI, JCR Q1]
3.P. Wang*, P.F. Huang, F.L. Ng, W.J. Sin, S. Lu, M.L.S. Nai*, Z.L. Dong, J. Wei*, Additively manufactured CoCrFeNiMn high-entropy alloy via pre-alloyed powder, Materials & Design, 168 (2019) 107576. [SCI, JCR Q1]
4.S.L. Lu, H.P. Tang, S.M.L. Nai, Y.Y. Sun, P. Wang, J. Wei*, Q. Ma*, Intensified texture in selective electron beam melted Ti-6Al-4V thin plates by hot isostatic pressing and its fundamental influence on tensile fracture and properties, Materials Characterization, 152 (2019) 162-168. [SCI, JCR Q1]
5.Y.Y. Sun, P. Wang*, S.L. Lu, L.Q. Li, M. L. S. Nai, J. Wei, Laser welding of electron beam melted Ti-6Al-4V to wrought Ti-6Al-4V: Effect of welding angle on microstructure and mechanical properties, Journal of Alloys and Compounds 782 (2019) 967-97. [SCI, JCR Q1]
6.P. Wang*, M.L.S. Nai*, W.J. Sin, S. Lu, B. Zhang, J. Bai, J. Song, J. Wei*, Effect of overlap distance on the microstructure and mechanical properties of in situ welded parts built by electron beam melting process, Journal of Alloys and Compounds 772 (2019) 247-255. (ESI Highly Cited Paper) [SCI, JCR Q1]
7.P. Wang*, M. Todai, T. Nakano*: Beta titanium single crystal with bone-like elastic modulus and large crystallographic elastic anisotropy, Journal of Alloys and Compounds, 782 (2019) 667-671. [SCI, JCR Q1]
8.P. Wang*, M. Todai, T. Nakano*: ω phase transformation and lattice modulation in biomedical -phase Ti-Nb-Al alloys, Journal of Alloys and Compounds, 766 (2018) 511- 516. [SCI, JCR Q1]
9.P. Wang*, M.L.S. Nai*, W.J. Sin, S. Lu, B. Zhang, J. Bai, J. Song, J. Wei*, Realizing a full volume component by in-situ welding during electron beam melting process, Additive Manufacturing 22 (2018) 375-380. [SCI, JCR Q1]
10.P. Wang*, X. Tan, C. He, M.L.S. Nai, R. Huang, S.B. Tor, J. Wei, Scanning optical microscopy for porosity quantification of additively manufactured components, Additive Manufacturing 21 (2018) 350-358. [SCI, JCR Q1]
11.X.P. Tan*, P. Wang, Y. Kok, W.Q. Toh, Z. Sun, S.M.L. Nai, M. Descoins, D. Mangelinck, E. Liu, S.B. Tor, Carbide precipitation characteristics in additive manufacturing of Co-Cr-Mo alloy via selective election beam melting, Scripta Materialia 143 (2018) 117-121. [SCI, JCR Q1]
12.Y. Kok, X.P. Tan*, P. Wang*, M.L.S. Nai, N.H. Loh, E. Liu, S.B. Tor, Anisotropy and heterogeneity of microstructure and mechanical properties in metal additive manufacturing: A critical review, Materials & Design 139 (2018) 565-586. (ESI Highly Cited Paper) [SCI, JCR Q1]
13.P. Wang*, W. Sin, M. Nai, J. Wei, Effects of Processing Parameters on Surface Roughness of Additive Manufactured Ti-6Al-4V via Electron Beam Melting, Materials 10(10) (2017) 1121. (Cover page story) [SCI, JCR Q2]
14.P. Wang*, M.L.S. Nai, S. Lu, J. Bai, B. Zhang, J. Wei, Study of Direct Fabrication of a Ti-6Al-4V Impeller on a Wrought Ti-6Al-4V Plate by Electron Beam Melting, JOM 69(12) (2017) 2738-2744. [SCI, JCR Q1]
15.M.T. Pham, T.J. Teo*, S.H. Yeo, P. Wang, M.L.S. Nai, A 3-D Printed Ti-6Al-4V 3-DOF Compliant Parallel Mechanism for High Precision Manipulation, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 22(5) (2017) 2359-2368. [SCI, JCR Q1]
16.B. Zhang, X. Lee, J. Bai, J. Guo, P. Wang, C.-N. Sun, M. Nai*, G. Qi, J. Wei*, Study of selective laser melting (SLM) Inconel 718 part surface improvement by electrochemical polishing, Materials & Design 116 (2017) 531-537. [SCI, JCR Q1]
17.H. Nikkhah, F. Guo, Y. Chew, J. Bai, J. Song*, P. Wang*, The effect of different shapes of holes on the crushing characteristics of aluminum square windowed tubes under dynamic axial loading, Thin-Walled Structures 119 (2017) 412-420. [SCI, JCR Q1]
18.P. Wang*, L. Wu, Y. Feng, J. Bai, B. Zhang, J. Song, et al., Microstructure and mechanical properties of a newly developed low Young's modulus Ti-15Zr-5Cr-2Al biomedical alloy, Materials Scienc Engineering, C, 72 (2017) 536-542. [SCI, JCR Q1]
19.P. Wang*, X. Tan, M.L.S. Nai, S.B. Tor, J. Wei, Spatial and geometrical-based characterization of microstructure and microhardness for an electron beam melted Ti-6Al-4V component, Materials & Design 95 (2016) 287-295. [SCI, JCR Q1]
20.W. Toh, P. Wang, X. Tan*, M. Nai, E. Liu, S. Tor, Microstructure and Wear Properties of Electron Beam Melted Ti-6Al-4V Parts: A Comparison Study against As-Cast Form, Metals 6(11) (2016) 284. [SCI, JCR Q2]
21.Pan Wang*, Yan Feng, Fengchao Liu, Shaokang Guan, Lihong Wu: Microstructure and mechanical properties of Ti-Zr-Cr biomedical alloys, Materials Scienc Engineering, C, 51 (2015) 148-152. [SCI, JCR Q1]
22.P. Wang*, S. Zhu, L. Wang, L. Wu, S. Guan, A two-step superplastic forging forming of semi-continuously cast AZ70 magnesium alloy, Journal of Magnesium and Alloys, 3 (2015) 70-75. [SCI, JCR Q1]
23.P. Wang, M. Todai, T. Nakano*: β-phase instability in binary Ti-xNb biomaterial single crystals, Materials Transactions, 54 (2013) 156-160. [SCI, JCR Q3]
24.P. Wang, L.H. Wu, S.K. Guan*, Effect of initial microstructure on superplastic deformation of AZ70 magnesium alloy, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20 (2010) s527-s532. . [SCI, JCR Q2]

Awards

1.Best Paper Award, The First International Conference on Research Advances in Additive Manufacturing (2019)
2.Best Presentation Award, 4th International Conference on Material Science and Engineering Technology (2015)

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2020年1月11日・12日に第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年秋季合同学会が開催されます。

2020年1月11日・12日に第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年秋季合同学会が開催されます。

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中野先生が中国敦煌で開催のGAT(Gammalloys Technology-2019)に出席し、招待講演を行いました。

中野先生が中国敦煌で開催のGAT(Gammalloys Technology-2019)に出席し、招待講演を行いました。

〇Takayoshi NAKANO, Hiroyuki H. Yasuda:
Orientation of the unique layered microstructure and tensile properties of Ti-rich TiAl alloy fabricated by additive manufacturing using electron beam, 23th, July, 2019, Dunhuang, China.

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オーガナイザーのProf. Junpin Lin (University of Science and Technology Beijing(USTB)、中国科学技術大学)とともに

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大阪大学SEEDSプログラム実感コース「実感科学研究」の第4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4回目を開催しました。
今回はこれまでのデータのまとめと、学会発表にむけての図面作成を行いました。

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Ti-xNb-2Fe合金のNb量の組織と力学特性に関する研究が「Journal of Materials Engineering and Performance」誌に受理されました。

Ti-xNb-2Fe合金のNb量の組織と力学特性に関する研究が「Journal of Materials Engineering and Performance」誌に受理されました。

Qiang Li, Pu Miao, Junjie Li, Meifeng He, Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Akihiko Chiba, Takayoshi Nakano, Xuyan Liu, Kai Zhou, Deng Pan:
Effect of Nb content on microstructures and mechanical properties of Ti-xNb-2Fe alloys,
Journal of Materials Engineering and Performance, (2019), in press.

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Mg-Li合金にAlを添加することで異方性急激な降伏応力上昇が実現することを証明した論文が「Scripta Materia」誌にopen-access誌として掲載されました。

Mg-Li合金にAlを添加することで異方性急激な降伏応力上昇が実現することを証明した論文が「Scripta Materia」誌にopen-access誌として掲載されました。

Koji Hagihara*, Keitaro Moria, Takayoshi Nakano:
Enhancement of plastic anisotropy and drastic increase in yield stress of Mg-Li single crystals by Al-addition followed by quenching,
Scripta Materialia, 172, (2019), 93-97.

Abstract
Strong orientation dependence of yield stress was found in a body-centered cubic (bcc)-structured Mg-Li alloy single crystal by adding 5 at.% of Al combined with rapid quenching, which was negligible in Mg-Li binary single crystals. Furthermore, the addition of 5 at.% of Al combined with rapid quenching caused an extreme increase in yield stress up to ~470 MPa; this compares to ~50 MPa in a Mg-Li binary crystal. Increased valence-electron to atom ratio and development of chemical modulation in the alloy by Al-addition are probable causes of the enhancement of plastic anisotropy and the drastic increase in yield stress, respectively.

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Mg基LPSO相のキンクバンドによる強化に関する論文が「Materials Science and Engineering A」誌にオープンアクセス論文として掲載されました。

Mg基LPSO相のキンクバンドによる強化に関する論文が「Materials Science and Engineering A」誌にオープンアクセス論文として掲載されました。

Koji Hagihara*, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Strengthening of Mg-based long-period stacking ordered (LPSO) phase with deformation kink bands,
Materials Science & Engineering A 763 (2019) 138163; 1-9.

Abstract
The mechanical properties of the Mg-based LPSO-phase are expected to be strongly affected by the microstructure due to its anisotropic crystal structure. However, the fine details have not been sufficiently understood yet. This study first clarified the detailed microstructural factors that govern the strength of the LPSO-phase by examining alloys with microstructures that were significantly varied via directional solidification and extrusion processes. Refining the microstructure is significantly effective for strengthening LPSO-phase alloys. The yield stress of LPSO-phase alloys with random texture was previously reported to be increased by reducing the
"length" of plate-like LPSO-phase grains. In addition, it was found in this study that the formation stress in the deformation kink band, which is a unique deformation mode in an LPSO-phase alloy, can be increased by decreasing the "thickness" of the grains. Furthermore, the study used directionally solidified crystals provided direct evidence that the introduction of the deformation kink band effectively increases the yield stress and work-hardening rate of alloys by hindering the motion of basal dislocations. This "kink-band strengthening" was found to have considerable temperature dependence. The strengthening is significant at or below 200 °C, but the
effect gradually decreases above 300 °C and is accompanied by the operation of non-basal slip. The results quantitatively clarified that kink-band strengthening is one predominant reason why the LPSO-phase extruded alloy exhibits an unusually high yield stress at any loading orientation.

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当研究室で開発された非等量組成の優れた特性を持つ生体用Ti-Nb-Ta-Zr-Moハイエントロピー合金に関する研究が、「Scripta Materialia」誌にオープンアクセス論文として掲載されました。

当研究室で開発された非等量組成の優れた特性を持つ生体用Ti-Nb-Ta-Zr-Moハイエントロピー合金に関する研究が、「Scripta Materialia」誌にオープンアクセス論文として掲載されました。

Takao Hori, Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Development of non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo high-entropy alloys for metallic biomaterials,
Scripta Materialia, 172, (2019), 83-87.

Abstract
Nobel non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo high-entropy alloys (HEAs) for metallic biomaterials (bio-HEAs) were designed and developed. The pseudo-binary phase diagrams focusing on solidification were constructed by thermodynamic calculations. The shifting the alloy composition of the equiatomic TiNbTaZrMo bio-HEA can realize the drastic improvement of the deformability. Notably, the non-equiatomic Ti, Zr-rich composition stimulatedthe molecular interaction between biological cells and bio-HEA, indicating the possibility of the proposed non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo HEAs as an advanced biomaterial for bone tissue engineering applications. This is the first achievement for the alloy design including the control of alloy composition for the development of new bio-HEAs.

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客員教授を務める大阪府立大学生命環境科学研究科獣医学専攻にて中野先生が「骨質指標としての骨基質の配向性と3Dプリンティング手法を含むバイオマテリアルの創製」という題目で、2日間にわたり集中講義を行いました。

客員教授を務める大阪府立大学生命環境科学研究科獣医学専攻にて中野先生が「骨質指標としての骨基質の配向性と3Dプリンティング手法を含むバイオマテリアルの創製」という題目で、2日間にわたり集中講義を行いました。

中野貴由:
骨質指標としての骨基質の配向性と3Dプリンティング手法を含むバイオマテリアルの創製、
大阪府立大学動物バイオテクノロジー特別講義、2019年7月16日・17日(AM・PM)、大阪府立大学りんくうキャンパスにて、(2019).

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萩原研との共同研究のMgのLPSO層のキンクバンドに関する研究が「Materials Science & Engineering A」に受理されました。

萩原研との共同研究のMgのLPSO層のキンクバンドに関する研究が「Materials Science & Engineering A」に受理されました。

Koji Hagihara*, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Strengthening of Mg-based long-period stacking ordered (LPSO) phase with deformation kink bands,
Materials Science & Engineering A, in press (2019).

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萩原研との共同研究のMg-LiのAlについての強化に関する効果の研究が「Scripta Materialia」誌に受理されました。

萩原研との共同研究のMg-LiのAlについての強化に関する効果の研究が「Scripta Materialia」誌に受理されました。

Koji Hagihara*, Keitaro Mori, Takayoshi Nakano:
Enhancement of plastic anisotropy and drastic increase in yield stress of Mg-Li single crystals by Al-addition followed by quenching,
Scripta Materialia, (2019) in press.

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組成最適化による新たな生体用HEAに関する研究が「Scripta Materialia」誌に受理されました。

組成最適化による新たな生体用HEAに関する研究が「Scripta Materialia」誌に受理されました。

Takao Hori, Takeshi Nagase, Mitsuharu Todai, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano*:
Development of Non-equiatomic Ti-Nb-Ta-Zr-Mo High-Entropy Alloys for Metallic Biomaterials,
Scripta Materialia, (2019) in press.

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「スマートプロセス学会誌」7月号に中野研関連解説・論文が掲載されました。

「スマートプロセス学会誌」7月号に中野研関連解説・論文が掲載されました。

西川宏、中野貴由:
【巻頭言】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、
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)、pp.113

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)、pp.119-123

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)、pp.151-154

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第39回日本骨形態計測学会(会長:酒井産業医大整形外科教授、北九州国際会議場)に参加しています。

第39回日本骨形態計測学会(会長:酒井産業医大整形外科教授、北九州国際会議場)に参加しています。

第39回骨形態(2019)①.jpg

第39回骨形態(2019)②.jpg

研究室での集合写真①

第39回骨形態(2019)③.jpg

研究室での集合写真②

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金属Additive Manufacturingによる異方性機能化に関する論文が「砥粒加工学会」誌に掲載されました。

金属Additive Manufacturingによる異方性機能化に関する論文が「砥粒加工学会」誌に掲載されました。

石本卓也、中野貴由:
金属AMにおける形状ならびに組織制御による異方性機能化、
砥粒加工学会、(2019)、pp.349-352

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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」誌に掲載されました。

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」誌に掲載されました。

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), pp.1-12
DOI: https://doi.org/10.1007/s00289-019-02698-y

Abstract
The property changes of two types of partially cross-linking PTFE (XF1B) and totally cross-linking PTFE (XF2) treated by Co-60 γ-rays were examined physically and chemically. The PTFEs were subjected to a tensile strength test, observation by digital microscope, X-ray diffraction, and Raman analysis. XF1B clearly showed a decrease in the tensile breaking strength at 1 kGy, while XF2 showed a decrease in
the tensile breaking strength at a higher irradiation dose, 50 kGy. X-ray diffraction revealed an increase in the (004) peak intensity of XF1B after irradiation. On the other hand, the increase was not proportional to the irradiation dosages. An increase in the peak intensity was not observed in XF2. These results suggest that crystallization by irradiation advanced in XF1B, and the structural change was not significant in XF2. Raman analysis showed an increase in the spectral intensity of XF1B with increasing irradiation dosages, and no significant change in the spectral intensity of XF2. It was suggested that XF1B had been broken down into constituent subunits. The cross-linking PTFEs used in this study did not show marked differences in mechanical or chemical properties when compared with those of non-cross-linking PTFE previously reported. Particularly, it is considered that the mechanical deterioration of XF2 by irradiation was inhibited. Therefore, totally cross-linking PTFE is expected to be a useful medical material for sterilization by irradiation.

論文はこちらから

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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

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平成31年度卒業アルバム用集合写真撮影を行いました。

平成31年度中野研卒業アルバム用の集合写真撮影を行いました。

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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。

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の朝刊に掲載されました。

骨基質の配列因子特定、
日刊工業新聞(29面:科学技術・大学)、2019年6月21日

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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。

6月20日に、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。
M2の皆さん、おめでとうございます!

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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

日経新聞(20190617).jpg

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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

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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.56-59

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現代化学表紙.png

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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.

中野先生@France.jpg

中野先生2修正後@France.jpg

講演をされる中野先生

中野先生with_Dr.YuLungChu.png

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。

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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

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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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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

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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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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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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).

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2019年06月17日17時11分23秒_001.jpg

詳しくはこちら

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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.

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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。

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。
今回はX線回折法に関する原理を学び、実際にアパタイト配向性の解析を行いました。

 

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解析試料を準備する様子

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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, 10:00-12:00

Special 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


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集合写真

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Kim先生のご講演風景

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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

著書の表紙.jpg

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「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.

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「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 .

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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: 1-17

Abstract

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こちらから

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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.

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中野研恒例のBBQを行いました。

中野研恒例のBBQを服部緑地公園にて行いました。
OB・OGの方も多数ご参加いただき、今年も盛大に開催することができました。
準備してくれたM1の皆さん、ありがとうございました。
2019BBQ集合写真.jpeg

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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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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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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.2019.107771

Abstract

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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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!

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中野先生による講義の様子

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小笹先生による講義の様子

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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.

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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。

詳細はこちらから
プレスリリースの内容はこちらから

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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.2019.04.016

Abstract
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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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

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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。

4月13日、応用理工学科4組の新入生クラスハイキングで箕面の滝を訪れました。
新入生たちは親睦を深める良い機会になったのではないでしょうか。
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集合写真@箕面駅前

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4組の集合写真@箕面の滝

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4組5組合同での集合写真@龍安寺

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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!

B4歓迎会 集合写真.jpg

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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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.

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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。

S38冶金会.jpg

集合写真@材料系研究棟(R棟)前

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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。

M1歓迎_1.jpg

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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

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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.

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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。

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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.1-10

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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!

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集合写真①

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集合写真②

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左から、小笹君、中野先生、高橋さん

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左から、高橋さん、藤本愼司教授、小笹君(右)

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田中敏宏工学研究科長と小笹君

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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。

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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

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「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

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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

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中野先生 受賞時の様子

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授賞式の様子

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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.

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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.

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「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.

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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

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「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

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中野先生 講演の様子

詳細はこちらから

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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

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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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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

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「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

▼ イベントご案内と参加申込みページ ▼
ご案内はこちらから
申し込みはこちらから

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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)

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講演の様子

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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.

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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

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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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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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2月22日に中野研の追いコンを行いました。

2月22日に中野研の追いコンを行いました。
卒業生には皆のメッセージと思い出の写真が入った手作りアルバムや色紙などをプレゼント。
今回も大いに盛り上がりましたが、しばらく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。
李先生、D3の高橋さん、小笹くん、M2の呉さん、杉本くん、中西くん、永石くん、安富くん、
本当にお疲れ様でした。
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集合写真

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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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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

 

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卒論発表後に居室にて

 

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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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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.

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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.

論文はこちらから
pdfはこちらから

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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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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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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).

前者のpdfはこちらから
後者のpdfはこちらから

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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.36618

Abstract

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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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.36619

Abstract

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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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

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【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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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。

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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

大学院特別講義のご案内2019.1.22  中野貴由先生.jpg

 

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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

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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

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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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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。

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。

日刊工業新聞(20190110).bmp

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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.

 

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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

 

20190110_Oh先生_記念撮影.jpg

集合写真

20190110_Oh先生_講演.jpg

講演の様子

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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

 

ヴィジュアルでわかるバイオマテリアル 改訂第3版.jpg

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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

2018卒業集合写真.jpg

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2018年

「自家骨移植が必ずしも良い骨結合の原因とはいえない」ことを示した論文がopen access journalとして、「Materials Transactions」誌に掲載されました。

「自家骨移植が必ずしも良い骨結合の原因とはいえない」ことを示した論文がopen access journalとして、「Materials Transactions」誌に掲載されました。

Hiroyuki Takahashi, Takuya Ishimoto, Takayuki Inoue, Hiroomi Kimura, Keita Uetsuki, Natsuki Okuda, Yohei Nakanishi, Jong Yeong Oh, Manabu Ito, Yoshio Nakashima, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Effects of Autogenous Bone Graft on Mass and Quality of Trabecular Bone in Ti–6Al–4V Spinal Cage Fabricated with Electron Beam Melting,
Materials Transactions, 60 [1], (2019), pp.144-148.
DOI:.org/10.2320/matertrans.M2018329.

Abstract
A spinal cage is one of the primary spinal devices used for the treatment of spinal diseases such as lumbar spondylolisthesis. Since it is set in the intervertebral space that causes instability to promote the fusion of the adjacent vertebral bodies, it requires the early induction of healthy bones. For this reason, in most cases, an autogenous bone extracted from the patient’s ilium is implanted in the interior of the cage to stimulate bone formation. However, collecting autogenous bone involves secondary surgery and several clinical problems such as pain in the part from which it is collected. Additionally, the effect of the autogenous bone graft itself has not been sufficiently studied yet. Moreover, the mechanical functions of trabecular bones in a vertebral body are governed by the anisotropic structure of the trabeculae and the preferential orientation of the apatite/collagen in a trabecula with respect to the principal stress. Despite this fact, after the implantation of the cage, the mass of the bones is evaluated with soft X-ray photography, which does not guarantee an accurate measurement of bone functions. In this study, the effect of the autogenous bone graft on the spinal cage was verified based on structural anisotropy of trabecular bones and the preferential orientation of apatite/collagen in a trabecula using sheep. The autogenous bone graft demonstrated a significant effect on the increase of bone mass and anisotropy of the trabecular structure. However, compared to the trabecular anisotropy of normal parts, the anisotropy of the trabecular structure and apatite c-axis orientation of the parts with autogenous bone graft were considerably lower, indicating a minimal effect of the autogenous bone graft. Therefore, it was suggested that early stabilization of the spinal cage requires another strategy that rapidly forms the unique hierarchical anisotropic structure of trabecular bones.

自家骨移植埋入試験_論文.png

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骨粗しょう症が骨配向性を最適値から大きく変化させることを証明した論文がopen access journalとして、「Calcified Tissue International」誌に掲載されました。阪大整形外科との共同研究です。

骨粗しょう症が骨配向性を最適値から大きく変化させることを証明した論文がopen access journalとして、「Calcified Tissue International」誌に掲載されました。阪大整形外科との共同研究です。

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, (2018), pp.449-460.
DOI:10.1007/s00223-018-0508-z

Abstract
This study revealed the distinguished changes of preferential orientation of collagen and apatite and Young’s modulus in two different types of osteoporotic bones compared with the normal bone. Little is known about the bone material properties of osteoporotic bones; therefore, we aimed to assess material properties in osteoporotic bones. 66 female Sprague–Dawley rats were used. We analyzed the volumetric bone mineral density, collagen/apatite orientation, and Young’s modulus of fifth lumbar vertebral cortex for osteoporotic rats caused by ovariectomy (OVX), administration of low calcium and phosphate content (LCaP) diet, and their combination (OVX+LCaP), as well as sham-operated control. Osteocyte conditions were assessed by hematoxylin and eosin and immunohistochemical (matrix extracellular phosphoglycoprotein (MEPE) and dentin matrix protein 1 (DMP1)) staining. All osteoporotic animals showed bone loss compared with the sham-operated control. OVX improved craniocaudal Young’s modulus by enhancing collagen/apatite orientation along the craniocaudal axis, likely in response to the elevated stress due to osteoporotic bone loss. Conversely, LCaP-fed animals showed either significant bone loss or degraded collagen/apatite orientation and Young’s modulus. Osteocytes in LCaP and OVX+LCaP groups showed atypical appearance and MEPE- and DMP1-negative phenotype, whereas those in the OVX group showed similarity with osteocytes in the control group. This suggests that osteocytes are possibly involved in the osteoporotic changes in collagen/ apatite orientation and Young’s modulus. This study is the first to demonstrate that osteoporosis changes collagen/apatite orientation and Young’s modulus in an opposite manner depending on the cause of osteoporosis in spite of common bone loss.

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中野研から共同研究で3報の論文が「Materials Science Forum」誌に掲載されました。

中野研から共同研究で3報の論文が「Materials Science Forum」誌に掲載されました。

Mitsuharu Todai, Takeshi Nagase, Takao Hori, Hiroyuki Motoki, Shi-Hai Sun, Koji Hagihara, Takayoshi Nakano:
Fabrication of the Beta-Titanium Alloy Rods from a Mixture of Pure Metallic Element Powders via Selected Laser Melting,
Materials Science Forum, 941, (2018), pp.1260-1263.
doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.941.1260

Abstract
The powder-bed additive manufacturing (AM) process offers advantages in terms of reduced material waste, ability to create complex shape and a decrease in the lead time from design to manufacturing. Recently, custom-made implant of Ti alloys is being developed by selective laser melting (SLM) in additive manufacturing (AM) process. However, the difficulty in the fabrication of titanium alloys due to their pre-alloyed powder cost, resulting in a limited usage of titanium alloys. To overcome this disadvantage, it is effective to fabricate the Ti alloys by SLM from mixture of pure elemental powders. In this case, it is avoided the preparing of the pre-alloyed powders. Therefore, the purpose of the present study is the trying to the fabrication of the Ti-20at.%X (X = Cr, Nb) alloys from the mixture of pure elemental powders by SLM.

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Masahiro Sakata, Jong Yeong Oh, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano, Ayako Ikeda, Minoru Ueda, Masao Takeyama:
Effects of Heat Treatment on Unique Layered Microstructure and Tensile Properties of Tial Fabricated by Electron Beam Melting,
Materials Science Forum, 941, (2018), pp. 1366-1371.
doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.941.1366

Abstract
In the present study, effects of heat treatment on microstructures and tensile properties of the cylindrical bars of Ti-48Al-2Cr-2Nb (at.%) alloy with unique layered microstructure consisting of equiaxed γ grains region (γ band) and duplex-like region fabricated by electron beam melting (EBM) were investigated. We found that it is possible to control width of the γ bands (Wγ) by heat treatments at 1100°C and 1190°C. The Wγ increases with decreasing heat treatment temperature. The bars heat-treated at 1190°C exhibit high elongation of 2.9% at room temperature (RT) with maintaining high strength. The RT elongation increases with increasing the Wγ because of increasing deformable regions. In contrast, the RT elongation of the bars decreases with increasing the Wγ when Wγ is very large. This is because the large γ band leads intergranular fracture. These results indicate that there is appropriate width for the γ band to obtain excellent tensile properties at RT.

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Ken Cho, Ryota Kobayashi, Takuma Fukuoka, Jong Yeong Oh, Hiroyuki Y. Yasuda, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano, Ayako Ikeda, Minoru Ueda, Masao Takeyama:
Microstructure and Fatigue Properties of TiAl with Unique Layered Microstructure Fabricated by Electron Beam Melting,
Materials Science Forum, 941, (2018), pp. 1597-1602.
doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.941.1597

Abstract
In Ti-48Al-2Cr-2Nb (at.%) alloys fabricated by electron beam melting (EBM), a unique layered microstructure composed of duplex-like region and equiaxed γ grains (γ bands)  is formed at an appropriate process condition. The fatigue behavior of the TiAl alloy fabricated by EBM at an angle ( θ ) of 90° between the building direction and loading axis was investigated focusing on the layered microstructure and test temperature. At room temperature (RT), fatigue strength at θ = 90° is higher than that at θ = 0°. In particular, in low-cycle fatigue life region, the fatigue properties at θ = 90° without hot isostatic pressing (HIP) are comparable to those of the cast alloys with HIP. The γ bands act as an effective barrier to the crack propagation, resulting in high fatigue strength at RT. On the other hand, the fatigue strength at θ = 90° is lower than that at θ = 0° in low-cycle fatigue life region at 1023 K, since the γ bands cannot suppress the crack propagation at 1023 K. However, at 1023 K, the fatigue strength at θ = 90° in the low-cycle region is similar to that of the cast alloys with HIP, due to the fine grain size after EBM

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中野研究室の忘年会をしました。

12月21日、大阪梅田にて、2018年中野研忘年会を開催しました。
今年は特任教授の新家先生、OBの方も参加され、大いに盛り上がりました!
来年も引き続き頑張っていきましょう!

20181221忘年会.jpg

 

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新しい異方性低弾性βTi合金の開発とその指針に関する研究が「JALCOM」誌にopen access journalとして掲載されました。

新しい異方性低弾性βTi合金の開発とその指針に関する研究が「JALCOM」誌にopen access journalとして掲載されました。

Pan Wang*, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Beta titanium single crystal with bone-like elastic modulus and large crystallographic elastic anisotropy,
Journal of Alloys and Compounds, (2018),pp.1-17
DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.12.236.

Abstract

To develop single crystalline beta titanium implant as new hard tissue replacements for suppressing the stress shielding, we design a Ti-26.6Nb-6.7Al alloy (at. %) single crystal that exhibits large crystallographic elastic anisotropy and low Young's modulus. The anisotropy factor, A, reaches 3.42 that is the highest among all the reported values. The Young's modulus along 〈<100〉> direction, E100, is only 36 GPa that is similar to the Young's modulus of cortical bone. These results prove our proposed design strategy and provide a new path to design beta titanium single crystal with bone-like elastic modulus for implant to minimize stress shielding.

論文はこちらから
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シンガポールで活躍している中野研博士課程卒業生のDr. Pan Wang君との共同研究の成果が「Journal of Alloys and Compounds」誌に受理されました。

シンガポールで活躍している中野研博士課程卒業生のDr. Pan Wang君との共同研究の成果が「Journal of Alloys and Compounds」誌に受理されました。

Pan Wang*, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*:
Beta titanium single crystal with bone-like elastic modulus and large crystallographic elastic anisotropy,
Journal of Alloys and Compounds, (2018) in press.

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骨粗しょう症が骨配向性を最適値から大きく変化させることを証明した論文が「Calcified Tissue International」誌に受理されました。阪大整形外科との共同研究です。

骨粗しょう症が骨配向性を最適値から大きく変化させることを証明した論文が「Calcified Tissue International」誌に受理されました。阪大整形外科との共同研究です。

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, (2018) in press.
DOI:10.1007/s00223-018-0508-z

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中野先生が第55回(公社)日本金属学会谷川・ハリス賞に内定しました。

中野先生が第55回(公社)日本金属学会谷川・ハリス賞に内定しました。本賞は「高温における金属学の基礎的分野または工業技術分野の発展に貢献したものに対して奨励する」ものです。授賞式は次期日本金属学会春季講演大会(2019年3月20日)に行われます。

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55回(公社)日本金属学会谷川・ハリス賞、第55回日本金属学会春期講演大会、2019年3月20日.

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阪大歯学研究科林美加子教授との共同研究の成果が「Scientific Reports (Nature出版)」誌に受理されました。

阪大歯学研究科林美加子教授との共同研究の成果が「Scientific Reports (Nature出版)」誌に受理されました。

Reo Uemura*, Jiro Miura, Takuya Ishimoto, Kyoko Yagi, Yasuhiro Matsuda, Masato Shimizu, Takayoshi Nakano, Mikako Hayashi:
Scientific Reports, (2018) in press.

 

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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。

小笹良輔 中野貴由:
生体イメージング法による骨髄内血管網の可視化、特集「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―、
まてりあ (Materia Japan)、57 [12], (2018), pp. 598.

萩原幸司 中野貴由 山崎倫昭 河村能人:
Mg 基LPSO 相をはじめとする種々の異方性材料に見られる特異な変形帯形成、特集「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―、
まてりあ (Materia Japan)、57 [12], (2018), pp. 607.

前者のpdfはこちらから
後者のpdfはこちらから

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中野先生がテクノロジー・ロードマップ2019-2028の"3Dプリンティング" 全産業編をアップロードしました。

中野先生がテクノロジー・ロードマップ2019-2028の"3Dプリンティング" 全産業編をアップロードしました。

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.
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スマートプロセス学会秋季総合学術講演会にてM2の呉さんが技術奨励賞を受賞しました。

スマートプロセス学会秋季総合学術講演会にてM2の呉さんが技術奨励賞を受賞しました。

呉思綺、石本卓也、孫世海、中野貴由:
レーザ積層造形法によるステンレス鋼部材の作製と組織、
スマートプロセス学会秋季総合学術講演会、日本橋ライフサイエンスビルディング、2018年11月27日 

 

スマートプロセス学会_呉さん受賞.JPG

呉さん 受賞の様子

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「自家骨移植が必ずしも良い骨結合の原因とはいえない」ことを示した論文が「Materials Transactions」誌に早期公開(open accessになります)されました。

「自家骨移植が必ずしも良い骨結合の原因とはいえない」ことを示した論文が「Materials Transactions」誌に早期公開(open accessになります)されました。

Hiroyuki Takahashi, Takuya Ishimoto, Takayuki Inoue, Hiroomi Kimura, Keita Uetsuki, Natsuki Okuda, Yohei Nakanishi, Jong Yeong Oh, Manabu Ito,nbsp;Yoshio Nakashima, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Effects of Autogenous Bone Graft on Mass and Quality of Trabecular Bone in Ti–6Al–4V Spinal Cage Fabricated with Electron Beam Melting,
Materials Transactions, 60[1], (2019), pp.144-148
DOI:.org/10.2320/matertrans.M2018329.

論文はこちらから
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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結果が「Journal of Biomedical Research A」誌に受理されました。

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結果が「Journal of Biomedical Research A」誌に受理されました。

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 Research A, in press (2018).

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βTi合金のAMに関する論文が「スマートプロセス学会」誌に掲載されました。

βTi合金のAMに関する論文が「スマートプロセス学会」誌に掲載されました。

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、
スマートプロセス学会誌、7 [6],(2018),pp.229-232

Abstract

Selective laser melting (SLM), a kind of additive manufacturing (AM) technologies, enables to fabricate highly complicated 3-dimensional structures from a powdered metallic materials. Recent investigations demonstrated the ability of SLM to form crystallographically texturized parts. Highly texturized materials exhibit anisotropic functions; therefore, control of texture via AM is becoming attractive strategy for developing functionalized materials. In the present study, we tried to find laser conditions for formation of randomly and highly texturized parts in SLM of T-15Mo-5Zr-3Al biomedical alloy. We successfully achieved randomly and highly texturized parts under the conditions of (low laser power and low scan speed) and (high laser power and high scan speed), respectively. The highly texturized part showed anisotropy in Young’s modulus in which the value in <001> oriented direction was significantly lower than that in <011> oriented direction, the similar trend to those reported in single crystal of this alloy. The evolution of crystallographic texture was thought to be related with melt-pool shape, which needs further investigations.
 
論文はこちらから
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中野先生が14ー16日にソウルで開催されるInternational Conference on Emerging Healthcare Materials (ICEHM2018)に参加しています。

中野先生が14ー16日にソウルで開催されるInternational Conference on Emerging Healthcare Materials (ICEHM2018)に参加しています。

〇T. Nakano:
Analysis and Control of Preferential Alignment of Apatite / Collagen and Metal Additive Manufacturing Research for Bone Replacement,
International Conference on Emerging Healthcare Materials (ICEHM2018), seoul, Korea, invited lecture, 15th, November, 2018.

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韓国学会_2.jpg

ICHEMのオーガナイザーとともに、左前列から順に、Yun先生(KIMS)、中野先生、program chairのHeungsoo Shin教授(Hanyang Univ.)、conference chairのKi Dong Park教授(Ajou Univ.)、長崎教授(筑波大)、大矢教授(関大)、岩崎教授(関大)

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第40回日本バイオマテリアル学会にて中野先生が日本学術会議シンポジウム講演を行いました。

中野貴由:
医歯薬工連携研究に於けるハードルと夢~生体材料工学研究者の立場から
第40回日本バイオマテリアル学会(神戸国際会議場)、平成30年11月13日

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感謝状

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石本先生が第40回日本バイオマテリアル学会にて科学奨励賞を受賞し、受賞講演を行いました。

石本先生が第40回日本バイオマテリアル学会にて科学奨励賞を受賞し、以下のタイトルで受賞講演を行いました。

石本卓也:
骨コラーゲン/アパタイト結晶配向性の定量的解析と骨再生機構解明
日本バイオマテリアル学会科学奨励賞、第40回日本バイオマテリアル学会(神戸国際会議場)、2018年11月12日

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石本先生 講演時の様子

 

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バイオマテリアル学会_神戸3.jpg

石本先生 受賞時の様子

石本先生_バイマテ受賞.jpg

~石本先生からのコメント~
この度はこのような栄誉ある賞を受賞し大変嬉しく思います。これは、中野先生、中野研の学生さん、共同研究いただいている多くの先生方のご指導とご協力のお陰です。ありがとうございます。これからもバイオマテリアル、そして、バイオマテリアルのための骨の研究に邁進してまいりますので、ご指導のほど、よろしくお願いいたします。

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中野研のメンバーが、11月12日-13日に神戸国際会議場にて開催されている第40回日本バイオマテリアル学会大会に参加しています。

中野研のメンバーが、11月12日-13日に神戸国際会議場にて開催されている第40回日本バイオマテリアル学会大会に参加しています。
中野先生は12日にランチョンセミナーの座長を務め、13日に日本学術会議シンポジウムにて講演を行います。

バイオマテリアル学会in神戸_集合写真_2.jpg

集合写真

講演は以下の通りです。

日本学術会議シンポジウム

〇中野貴由:
医歯薬工連携研究に於けるハードルと夢~生体材料工学研究者の立場から

日本バイオマテリアル学会科学奨励賞受賞講演

〇石本卓也:
骨コラーゲン/アパタイト結晶配向性の定量的解析と骨再生機構解明

 

ハイライト講演

〇松垣あいら、中西陽平、川原公介、二宮孝文、沢田博̪司、中野貴由:
ナノ表面構造による特異な「直交性骨基質配向化」機構

口頭発表

〇李誠鎬、松垣あいら、春日敏宏、中野貴由:
生体活性ガラス/ポリ乳酸複合化異方性ファイバーマットのアパタイト形成能付与

〇斎藤寛、古田雅一、松垣あいら、中野貴由、大石雅子、岡崎正之:
医療用架橋PTFEの耐放射性特性に関する分子レベル解析

〇畔堂佑樹、萱島浩輝、石本卓也、中野貴由、江草宏、矢谷博文:
外側性の垂直的骨造成モデルを用いた新生骨の多面的評価

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中野先生が、レアメタル研究会(第83回)「チタンシンポジウム」(東大生産技術研:岡部徹教授主催)で基調講演を行いました。

中野先生が、レアメタル研究会(第83回)「チタンシンポジウム」(東大生産技術研:岡部徹教授主催)で、参加者が200名を超える中で基調講演を行いました。

中野貴由:
チタンの金属Additive Manufacturing に関する現状と将来、
レアメタル研究会(第83回)、2018年11月9日14時00分ー14時40分、「チタンシンポジウム」東大生産技術研究所

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Bioglass/ポリ乳酸配向スキャフォールドに関する研究が、「Journal of Biomedical Materials Research: Part A」誌に受理されました。

Bioglass/ポリ乳酸配向スキャフォールドに関する研究が、「Journal of Biomedical Materials Research: Part A」誌に受理されました。

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) in press.

 

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第40回日本バイオマテリアル学会大会ハイライト講演として松垣先生の講演が選ばれました。

以下の講演がハイライト講演に選ばれました。

松垣あいら、中西陽平、川原公介、二宮孝文、沢田博̪司、中野貴由:
ナノ表面構造による特異な「直交性骨基質配向化」機構

ハイライト講演賞状_松垣.jpg

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癌骨転移のメカニズムに関する論文が「Int. J. Mol. Sci (MDPI)」誌にopen access journalとして掲載されました。

癌骨転移のメカニズムに関する論文が「Int. J. Mol. Sci (MDPI)」誌にopen access journalとして掲載されました。

A. Matsugaki, T. Harada, Y. Kimura, A. Sekita, T. Nakano:
Dynamic Collision Behavior Between Osteoblasts and Tumor Cells Regulates the Disordered Arrangement of Collagen Fiber/Apatite Crystals in Metastasized Bone,
Int. J. Mol. Sci., 19(11), (2018), 3474.pages.1-11
https://doi.org/10.3390/ijms19113474

Abstract

Bone metastasis is one of the most intractable bone diseases; it is accompanied with a severe mechanical dysfunction of bone tissue. We recently discovered that the disorganized collagen/apatite microstructure in cancer-bearing bone is a dominant determinant of the disruption of bone mechanical function; disordered osteoblast arrangement was found to be one of the principal determinants of the deteriorated collagen/apatite microstructure. However, the precise molecular mechanisms regulating the disordered osteoblast arrangement triggered by cancer invasion are not yet understood. Herein, we demonstrate a significant disorganization of bone tissue anisotropy in metastasized bone in our novel ex vivo metastasis model. Further, we propose a novel mechanism underlying the disorganization of a metastasized bone matrix: A dynamic collision behavior between tumor cells and osteoblasts disturbs the osteoblast arrangement along the collagen substrate.

論文はこちらから
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中野先生が日本学術振興会耐熱金属材料第123委員会にて招待講演を行いました。

中野先生が日本学術振興会耐熱金属材料第123委員会にて招待講演を行いました。

中野貴由:
金属Additive Manufacturingによる形状・材質の制御、
耐熱金属材料第123委員会第27回討論会、「耐熱金属材料の三次元Additive Manufacturing」、平成30年11月5日  11:10~11:50、東京工業大学 大岡山キャンパス、西8号館情報理工学研究科1001会議室(10F)

 

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当研究室のがん形成による骨芽細胞配列破綻に関する論文が、「International Journal of Molecular Sciences」 誌に受理されました。

当研究室のがん形成による骨芽細胞配列破綻に関する論文が、「International Journal of Molecular Sciences」 誌に受理されました。

Aira Matsugaki, Tatsuki Harada, Yumi Kimura, Aiko Sekita, Takayoshi Nakano*:
Dynamic collision behavior between osteoblasts and tumor cells regulates the disordered arrangement of collagen fiber/apatite crystals in metastasized bone,
International Journal of Molecular Sciences, Special Issue "Bone Metastasis: Pathophysiology and Molecular Mechanisms".

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SIP/統合型材料開発システムによるマテリアル革命の「Ni基合金の3D積層造形プロセスの開発」で採択されました。中野先生がCo-leaderを務めます。

SIP/統合型材料開発システムによるマテリアル革命の「Ni基合金の3D積層造形プロセスの開発」で採択されました。中野先生がCo-leaderを務めます。

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平成25年ー29年までの科学研究費補助金の基盤研究(S)の評価結果が出ました。

平成25年ー29年までの科学研究費補助金の基盤研究(S)の評価結果が出ました。
中間・最終とも最高評価の「A+」をいただくことができました。研究グループ全員に感謝いたします。(研究代表者:中野貴由)

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第1回日本金属第4分野講演大会において、D3小笹君、M1奥田さんが最優秀ポスター賞、M1小林君、佐々木君、原田君、森口君が優秀ポスター賞を受賞しました。

10月27日に沖縄にて開催された第1回日本金属第4分野講演大会において、D3小笹君、M1奥田さんが最優秀ポスター賞、M1小林君、佐々木君、原田君、森口君が優秀ポスター賞を受賞しました。

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受賞の記念撮影

 

最優秀ポスター賞

〇小笹良輔、石本卓也、宮部さやか、橋本淳、吉川秀樹、中野貴由:
骨粗鬆症ラットの椎骨におけるコラーゲン/アパタイト配向性変化

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D3小笹君 受賞後の記念撮影

 

〇奥田菜月、石本卓也、田中政巳、渡辺実、天野均、中野貴由:
内軟性骨化と骨基質配向性の関連の解明

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M1奥田さん 受賞後の記念撮影

優秀ポスター賞

〇小林佳弥、石本卓也、高橋広幸、井上貴之、木村光臣、植月啓太、中島義雄、伊東学、塙隆夫、中野貴由:
配向化骨基質誘導を目指した新規椎体デバイスデザイン

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M1小林君 受賞後の記念撮影

 

〇佐々木恭平、小笹良輔、中野貴由:
ApolipoproteinEの骨配向性制御機構への寄与

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M1佐々木君 受賞後の記念撮影

 

〇原田樹、松垣あいら、中野貴由:
がん細胞との細胞間シグナルに基づく骨芽細胞配列制御挙動

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M1原田君 受賞後の記念撮影

 

〇森口敦、小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
破骨細胞由来因子による骨組織配向性への関与

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M1森口君 受賞後の記念撮影

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中野研のメンバーが10月27日に沖縄にて開催された第1回日本金属学会第4分野講演会に参加しました。

中野研のメンバーが10月27日に沖縄にて開催された第1回日本金属学会第4分野講演会に参加しました。中野先生は総合討論の座長を行いました。

日本金属学会第4分野_1.jpg

集合写真

発表は以下の通りです。

総合討論

〇中野貴由

一般公演

〇石本卓也:
骨組織・機能異方性の定量解析とそれに基づく骨再建

ポスター発表

〇小笹良輔、石本卓也、宮部さやか、橋本淳、吉川秀樹、中野貴由:
骨粗鬆症ラットの椎骨におけるコラーゲン/アパタイト配向性変化

〇奥田菜月、石本卓也、田中政巳、渡辺実、天野均、中野貴由:
内軟性骨化と骨基質配向性の関連の解明

〇小林佳弥、石本卓也、高橋広幸、井上貴之、木村光臣、植月啓太、中島義雄、伊東学、塙隆夫、中野貴由:
配向化骨基質誘導を目指した新規椎体デバイスデザイン

〇佐々木恭平、小笹良輔、中野貴由:
ApolipoproteinEの骨配向性制御機構への寄与

〇原田樹、松垣あいら、中野貴由:
がん細胞との細胞間シグナルに基づく骨芽細胞配列制御挙動

〇森口敦、小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
破骨細胞由来因子による骨組織配向性への関与

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萩原研とのMg合金の強化に関する共同研究の論文が「Acta Materialia」誌にopen access journalとして掲載されました。

萩原研とのMg合金の強化に関する共同研究の論文が「Acta Materialia」誌にopen access journalとして掲載されました。

Koji Hagihara, Zixuan Lia, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Strengthening mechanisms acting in extruded Mg-based long-period stacking ordered (LPSO)-phase alloys,
Acta Materialia: volume163, pages 226-239.
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.10.016

Abstract

The unusual increase in the strength by extrusion is a unique feature of recently developed Mg alloys containing the LPSO phase. In this study, we first elucidated the detailed mechanisms that induce this drastic strengthening. The dependencies of the deformation behavior of a Mg88Zn4Y7 extruded alloy, which contains ∼86-vol% LPSO phase, on the temperature, loading orientation, and extrusion ratio were examined. It was found that the yield stress of the alloy is drastically increased by extrusion, but the magnitude of the increase in the yield stress is significantly different depending on the loading orientation. That is, the strengthening of the LPSO phase by extrusion shows a strong anisotropy. By the detailed analyses, this was clarified to be derived from the variation in the deformation mechanisms depending on the loading orientation and extrusion ratio. Basal slip was found to govern the deformation behavior when the loading axis was inclined at a 45° to the extrusion direction, while the predominant deformation mechanism varies from basal slip to the formation of deformation kink bands as the extrusion ratio increased when the loading axis was parallel to the extrusion direction. Moreover, it was clarified in this study that the introduction of a deformation-kink-band boundary during extrusion effectively acts as a strong obstacle to basal slip. That is, "the kink band strengthening" was first quantitatively elucidated, which contributes to the drastic increase in the yield stress of the extruded LPSO-phase alloys in the wide temperature range below 400 °C.

論文はこちらから
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椎体ケージへの自家骨の埋入が必ずしも初期の骨質を良くしていないことを証明した論文が「Materials Transactions」誌に受理されました。

椎体ケージへの自家骨の埋入が必ずしも初期の骨質を良くしていないことを証明した論文が「Materials Transactions」誌に受理されました。

Hiroyuki Takahashi#, Takuya Ishimoto#, Takayuki Inoue, Hiroomi Kimura, Keita Uetsuki, Natsuki Okuda, Yohei Nakanishi, Jong Yeong Oh, Manabu Ito, Yoshio Nakashima, Takao Hanawa, and Takayoshi Nakano*:
Effects of Autogenous Bone Graft on Mass and Quality of Trabecular Bone in Ti-6Al-4V Spinal Cage Fabricated with Electron Beam Melting,
Materials Transactions, (2018), in press.
 

 

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チェコのPaidar先生が中野研を訪問され、特別講演を行って頂きました。

チェコから阪大へご来校中のVaclav Paidar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. Vaclav Paidar:
Dislocations in anisotropic C11b structures,
Meeting Room R4-2F,Osaka University,23th Oct 2018,10:00 — 12:00

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集合写真1

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集合写真2

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講演時のPaidar先生の様子

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講演時の様子

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Paidar先生とともに
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平成30年度卒業アルバム用集合写真撮影を行いました。

平成30年度中野研卒業アルバム用の集合写真撮影を行いました。

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東京歯科大とのヒト無歯下顎骨前歯部皮質骨における生体アパタイト結晶配向性に関する論文が、「JBMR-B」誌に掲載されました。

東京歯科大とのヒト無歯下顎骨前歯部皮質骨における生体アパタイト結晶配向性に関する論文が、「JBMR-B」誌に掲載されました。

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, 107B (2018) ,pp.838–846.
DOI: 10.1002/jbmb.34180

Abstract

The importance of considering bone quality during oral implant treatment is increasingly being recognized. Assessment of bone quality in response to changes in the jaw bone is extremely important when planning treatment. The present study analyzed biological apatite (BAp) crystallites, a bone quality factor, in order to investigate crystallographic anisotropy in dentate and edentulous human mandibles. Using mandibular samples from Japanese adult cadavers, a region of interest was established comprising cortical bone in the central incisors. Samples were classified into five morphological categories based on the extent of bone resorption. Bone mineral density (BMD) was measured and diffraction intensity ratios were calculated using a microbeam X‐ray diffraction system. While no differences were observed in BMD, differences were observed in BAp crystallite alignment between the measurement points. In the alveolar region, samples with residual alveolar bone showed strong alignment in the occlusal direction, while samples with marked alveolar bone resorption had preferential alignment in the mesiodistal direction. The present findings suggest that tooth loss and the extent of alveolar bone resorption affects bone quality in the mandible. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Biomed. Mater. Res. Part B: 2018.

論文はこちらから
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第12回SIP「革新的構造材料コロキウム」「多彩な材料系に展開するAdditive Manufacturing技術」で中野先生が世話人を務めるとともに、講演をしました。

第12回SIP「革新的構造材料コロキウム」「多彩な材料系に展開するAdditive Manufacturing技術」で中野先生が世話人を務めるとともに、講演をしました。

中野貴由:
金属Additive Manufacturingによる構造体の形状・材質制御、
東京大学先端科学技術研究センター4号館2階講堂、2018年10月12日14:25-15:10

プログラムはこちらから

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東北大成島研との共同研究による、特殊な低温熱処理によるCo-Cr-Mo合金の強度・延性の向上に関する研究が「Materials Science and Engineering A」誌にopen access journalとして掲載されました。

東北大成島研との共同研究による、特殊な低温熱処理によるCo-Cr-Mo合金の強度・延性の向上に関する研究が「Materials Science and Engineering A」誌にopen access journalとして掲載されました。

Kosuke Ueki*, Mai Abe, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano and Takayuki Narushima:
Synchronous improvement in strength and ductility of biomedical Co–Cr–Mo alloys by unique low-temperature heat treatment,
Materials Science and Engineering: A Volume 739,  pages 53-61. 
https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.10.016

Abstract

The microstructure and tensile properties of Co–27Cr–6Mo (mass%) alloys heat-treated at 673–1373 K were studied. Lower elongation was observed after heat treatment at 1073 K due to formation of carbonitride precipitates. In contrast, when low-temperature heat treatment (LTHT) was applied at 673–873 K, both the ultimate tensile strength and elongation synchronously improved compared with the solution-treated alloy.Electron backcatter diffraction analysis for plastic-strained alloys and in situ X-ray diffraction analysis under stress-induced conditions revealed that the strain-induced martensitic transformation (SIMT) of the γ(fcc)-phase to ε(hcp)-phase during plastic deformation was suppressed by the LTHT. Stacking faults (thin ε-phase) were observed to collide in the LTHT alloys. The following mechanisms for the synchronous improvement in the tensile strength and elongation after LHTH are proposed. First, stacking faults with multiple variants were formed during LTHT. Then, the ε-phase of a single variant formed by SIMT during plastic deformation collides with preexisting multi-variant stacking faults formed during LTHT, increasing the tensile strength. In addition, the SIMT during plastic deformation is suppressed in the high-plastic-strain region by the collision. This decreases the total amount of ε-phase formed during plastic deformation, which improves the ductility. We demonstrated that LTHT of Co–Cr–Mo alloys effectively improves the performance and mechanical safety of spinal fixation implants, which often fracture because of fatigue cracking.

論文にはこちらからアクセスできます
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「スマートプロセス学会」誌にβTi合金のAMに関する論文が受理されました。

「スマートプロセス学会」誌にβTi合金のAMに関する論文が受理されました。

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、
スマートプロセス学会誌、7 [6], (2018) in press.

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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」誌に掲載されました。

Hiroyuki Takahashi, Takuya Ishimoto, Yoshiya Kobayashi, Manabu Ito, Takayuki Inoue,Yoshio Nakashima, Takayoshi Nakano:
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), pp.199-206.

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萩原研とのMg合金の強化に関する共同研究の論文が「Acta Materialia」誌に受理されました。

萩原研とのMg合金の強化に関する共同研究の論文が「Acta Materialia」誌に受理されました。

Koji Hagihara, Zixuan Lia, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano:
Strengthening mechanisms acting in extruded Mg-based long-period stacking ordered (LPSO)-phase alloys,
Acta Materialia, (2018) in press.

 

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中野先生が平成30年度川西市生涯学習短期大レフネックで講演をしました。

中野先生が平成30年度川西市生涯学習短期大レフネックで講演をしました。

中野貴由:
3Dプリンティングで可能となるもの、
平成30年度川西市生涯学習短期大学レフネック、オープン講座③医療の最前線、3Dプリンティング、10月5日14:00~15:30、アステ川西、アステホール

 

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東北大成島研との共同研究による、特殊な低温処理によるCo-Cr-Mo合金の強度・延性の向上に関する研究が「Materials Science and Engineering A」誌に受理されました。

東北大成島研との共同研究による、特殊な低温処理によるCo-Cr-Mo合金の強度・延性の向上に関する研究が「Materials Science and Engineering A」誌に受理されました。

Kosuke Ueki*, Mai Abe, Kyosuke Ueda, Masaaki Nakai, Takayoshi Nakano and Takayuki Narushima:
Synchronous improvement in strength and ductility of biomedical Co–Cr–Mo alloys by unique low-temperature heat treatment,
Materials Science and Engineering A, (2018) in press.

 

 

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M1小林君が理工学大学院生のための海外研究発表研修コースに参加しました

M1小林君が約1か月間カルフォルニア大学デービス校へ留学しました。
現地の研究者から研究発表について方法を学ぶとともに、シリコンバレーの企業と交流する機会もあり、非常に貴重な経験をすることができました。

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『応用物理』10月号(2018)に中野研の記事が掲載されました。

『応用物理』10月号(2018)に中野研の記事が掲載されました。

中野貴由、石本卓也:
材料学的視点からの骨基質配向性構造の解明ならびに骨配向化促進に向けた骨代替材料の開発、
応用物理、10月号、(2018).

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中野先生がオーガナイズする平成30年度川西市生涯学習短期大レフネック・オープン講座 ③ 医療の最前線、3Dプリンティグ 医療の最前線が10月5日ー10月26日の日程で開催されます。

中野先生がオーガナイズする平成30年度川西市生涯学習短期大レフネック・オープン講座 ③ 医療の最前線、3Dプリンティグ 医療の最前線が10月5日ー10月26日の日程で開催されます。

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中野先生がThe 9th International Conference on Advanced Materials Processing (ICAMP-9 2018)(瀋陽)でKeynote Presentationを行いました。

中野先生がThe 9th International Conference on Advanced Materials Processing (ICAMP-9 2018)(瀋陽)でKeynote Presentationを行いました。

Takayoshi Nakano:
Control of crystallographic orientation fabricated by additive manufacturing of beta-type Ti alloys,
 The 9th International Conference on Advanced Materials Processing (ICAMP-9 2018), Shenyang, China, (2018), 27th, September, 2018, 14:00~14:30 (Keynote Presentation)

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中野先生が分担執筆を担当したバイオマテリアルサイエンス第2版が、現代化学10月号の記事で紹介されています

中野先生が分担執筆を担当したバイオマテリアルサイエンス第2版が、現代化学10月号の記事で紹介されています。

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第163回日本金属学会にて、中野先生が日本金属学会第16回功労賞(学術部門)、関田愛子先生、松垣あいら先生、中野貴由先生が日本金属学会第66回論文賞(組織部門)、当研究室出身の池尾直子先生(現神戸大助教)が日本金属学会第28回奨励賞、M2安冨君が第31回優秀ポスター賞を受賞しました。

第163回日本金属学会において、中野先生が日本金属学会第16回功労賞(学術部門)、関田愛子先生、松垣あいら先生、中野貴由先生が日本金属学会第66回論文賞(組織部門)、当研究室出身の池尾直子先生(現神戸大助教)が日本金属学会第28回奨励賞、M2安冨君が第31回優秀ポスター賞を受賞しました。

〇中野貴由:
日本金属学会第16回功労賞【学術部門】、第163回日本金属学会(東北大学)、2018年9月19日

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〇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】、第163回日本金属学会(東北大学)、2018年9月19日

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〇池尾直子:
日本金属学会第28回奨励賞、第163回日本金属学会(東北大学)、2018年9月19日

〇安冨淳平、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形法を用いたInconel718合金の異方性組織・界面設計
日本金属学会第31回優秀ポスター賞、第163回日本金属学会(東北大学)、2018年9月20日

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功労賞(学術部門)受賞講演
〇中野貴由:
金属材料学に基づく骨微細構造形成機構の解明ならびに骨代替材料開発に関する研究

 

奨励賞受賞講演
〇池尾直子:
構造及び組織制御による生体材料用金属材料の高機能化

 

 

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中野先生 受賞の様子

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松垣先生 受賞の様子

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池尾先生 受賞の様子

 

 

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中野研のメンバーが、9月19日ー21日に東北大学にて開催されている日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会に参加しています。

中野研のメンバーが、9月19日ー21日に東北大学にて開催されている日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会に参加しています。

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集合写真

中野先生は構造生体機能化セッション「構造及び組織制御による生体用金属材料の高機能化」、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。
発表は以下の通りです。

基調講演

〇中野貴由:
TiならびにTi合金のAdditive Manufacturingプロセス

〇萩原幸司、李自宣、河村能人、中野貴由:
キンク変形帯に着目したLPSO相押出合金の力学特性支配因子の検討

〇萩原幸司、山崎倫昭、河村能人、中野貴由:
長周期積層型Mg-LPSO相の塑性変形機構についての考察

〇松垣あいら、中野貴由:
バイオマテリアル科学に基づく細胞・骨基質配向化イメージング

 

口頭発表

〇石本卓也、中野貴由:
骨異方性解明のための材料工学的手法を駆使した骨イメージング

〇李誠鎬、春日敏宏、中野貴由:
異方性ケイリン酸塩ガラス/ポリ乳酸ファイバーマットを用いた骨芽細胞の配列制御

〇孫世海、萩原幸司、石本卓也、中野貴由:
Microstructure and mechanical property of Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy fabricated by electron beam melting

〇ゴクチェカヤオズカン、イシモトタクヤ、ハギハラコウジ、ソンセカイ、ウエダキョウスケ、ナルシマタカユキ、ナカノタカヨシ:
Additive manufacturing of pure Cr with texture formation 

〇小笹良輔、石本卓也、宮部さやか、橋本淳、吉川秀樹、中野貴由:
骨粗鬆症ラットにおける骨の力学機能適応機構

〇呉思綺、石本卓也、孫世海、萩原幸司、中野貴由:
SUS316L鋼レーザ積層造形体の組織と力学特性

〇杉本昌太、石本卓也、松垣あいら、中野貴由、吉田清志、大槻大、吉川秀樹:
骨延長法における骨配向化促進とその機序解明

〇永石武流、小笹良輔、神崎万智子、森井英一、倉谷徹、坂田泰史、中野貴由:
血流パラメータによる血管中膜配向性への影響

〇中西陽平、松垣あいら、中野貴由:
ナノ表面形状制御による骨芽細胞および骨基質配向化機構

〇奥田菜月、石本卓也、田中政巳、渡辺実、天野均、中野貴由:
骨基質配向化に与える内軟骨性骨化の影響

〇佐々木恭平、小笹良輔、中野貴由:
中性脂肪代謝による骨配向性制御機構への関与

〇原田樹、松垣あいら、中野貴由:
がん細胞との相互作用による骨芽細胞配列変化機構

〇森口敦、小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
細胞間相互作用による骨組織配向化機構への関与

〇當代光陽、永瀬丈嗣、川堀龍、松垣あいら、中野貴由:
生体材料としてのハイエントロピー合金の可能性とその設計

〇多根正和、梅田旭洋、関野徹、中野貴由、市坪哲:
BCC構造を不安定化したβ型チタン合金における室温時効下および低温域での相変態

〇枝松洸来、関野徹、中野貴由、市坪哲:
β型チタン合金における変形ω相と室温時効に伴うDiffuseω構造形成との関係

〇趙研、坂田将啓、安田弘行、中野貴由、當代光陽、池田亜矢子、近藤大介、唐土庄太郎、上田実、竹山雄夫:
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金における特異バンド状組織の形態制御と力学特性向上

〇福岡拓馬、安田弘行、中野貴由、當代光陽、池田亜矢子、近藤大介、唐土庄太郎、上田実、竹山雄夫:
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金の組織制御と高温疲労特性改善

〇川端はじめ、安田弘行、中野貴由、當代光陽、池田亜矢子、近藤大介、唐土庄太郎、上田実、竹山雄夫:
電子ビーム三次元積層造形法で作製したTiAl合金造形体の形状と微細組織の関係

〇植木洸輔、上田恭介、仲井正昭、中野貴由、成島尚之:
生体用Co-Cr-W-Ni合金における歪み誘起マルテンサイト変態発生挙動の結晶粒径依存性

 

ポスター発表

〇安冨淳平、石本卓也、中野貴由:
レーザ積層造形法を用いたInconel718合金の異方性組織・界面設計

〇古田智、萩原幸司、中野貴由、山崎倫昭:
六方晶系MG,Zn,MgZn2単結晶の溶解挙動の結晶方位依存性比較

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9月19日にHPのヒット、250,000件を達成いたしました!

9月19日にHPのヒット、250,000件を達成いたしました!

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当研究室のSUS316L鋼のレーザ積層造形に関する論文が「Scripta Materialia」誌にopen access journalとして掲載されました。

当研究室のSUS316L鋼のレーザ積層造形に関する論文が「Scripta Materialia」誌にopen access journalとして掲載されました。

Shi-Hai Sun#, Takuya Ishimoto#, Koji Hagihara, Yusuke Tsutsumi, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Excellent mechanical and corrosion properties of austenitic stainless steel with a unique crystallographic lamellar microstructure via selective laser melting,
Scripta Materialia, 159 (2018), pp.89-93. These authors(#) contributed equally to this work.

Abstract

We first developed a unique “crystallographic lamellar microstructure” (CLM), in which two differently oriented grains appear alternately, in a 316L stainless steel specimen via selective laser melting technology. The CLM was composed of major 〈011〉 grains and minor 〈001〉 grains aligned along the build direction, which stemmed from vertical and approximately ±45° inclined columnar cells formed in the central and side parts of melt-pools, respectively. The development of CLM was found to largely improve the material properties via the strengthening of the product, simultaneously showing superior corrosion resistance to commercially obtained specimens.

論文はこちらから

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岡山大学との共同研究である生体模倣による石灰化に関する論文が「Journal of Materials Chemistry B」誌にopen access Journalとして掲載されました。

岡山大学との共同研究である生体模倣による石灰化に関する論文が「Journal of Materials Chemistry B」誌にopen access Journalとして掲載されました。

Emilio Hara, Masahiro Okada, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto*: 
Rapid bioinspired mineralization using cell membrane nanofragments and alkaline milieu,
Journal of Materials Chemistry B, (2018),
DOI: 10.1039/c8tb01544a

Abstract

Bone is a sophisticated organic–inorganic hybrid material, whose formation involves a complex spatiotemporal
sequence of events regulated by the cells. A deeper understanding of the mechanisms behind
bone mineralization at different size scales, and using a multidisciplinary approach, may uncover novel
pathways for the design and fabrication of functional bone tissue in vitro. The objectives of this study
were first to investigate the environmental factors that prime initial mineralization using the secondary
ossification center as an in vivo model, and then to apply the obtained knowledge for rapid in vitro
synthesis of bone-like tissue. First, the direct and robust measurement of pH showed that femur
epiphysis is alkaline (pH D 8.5) at the initial mineral stage at post-natal day 6. We showed that the
alkaline milieu is decisive not only for alkaline phosphatase activity, which precedes mineral formation at
P6, but also for determining initial mineral precipitation and spherical morphology. Next, engineering
approaches were used to synthesize bone-like tissue based on alkaline milieu and artificial chondrocyte
membrane nanofragments, previously shown to be the nucleation site for mineral formation.
Interestingly, mineralization using artificial cell membrane nanofragments was achieved in just 1 day.
Finally, ex vivo culture of femur epiphysis in alkaline pH strongly induced chondrocyte burst, which was
previously shown to be the origin of chondrocyte membrane nanofragments, and also enhanced
mineral formation. Taken together, these findings not only shed more light on the microenvironmental
conditions that prime initial bone formation in vivo, but they also show that alkaline milieu can be used
as an important factor for enhancing methods for in vitro synthesis of bone tissue.

 

論文はこちらから

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当研究室と東京医科歯科大・塙研究室との共同研究論文が、「Scripta Materialia」誌に受理されました。

当研究室と東京医科歯科大・塙研究室との共同研究論文が、「Scripta Materialia」誌に受理されました。SUS316Lステンレス鋼において、金属積層造形法を用いることで一定の方位関係を持つ”crystallographic lamellar microstructure (CLM)”が形成されることを示すことと同時に、強度・延性・耐食性が通常のSUS316L鋼よりも著しく上昇することを示したものです。

Shi-Hai Sun#, Takuya Ishimoto#, Koji Hagihara, Yusuke Tsutsumi, Takao Hanawa, Takayoshi Nakano*:
Excellent mechanical and corrosion properties of austenitic stainless steel with a unique crystallographic lamellar microstructure via selective laser melting,
Scripta Materialia, (2018), in press. These authors(#) contributed equally to this work.
 

 

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石本卓也先生が日本バイオマテリアル学会2018年度科学奨励賞に内定いたしました。

石本卓也先生が日本バイオマテリアル学会2018年度科学奨励賞に内定いたしました。
表彰式は11月に開催される日本バイオマテリアル学会(神戸)で挙行されます。
リンクはこちらから

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オランダで開催されているESBに中野先生、石本先生が参加しています。

オランダで開催されているESBに中野先生、石本先生が参加しています。

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毎年恒例の研究室旅行がありました。

9月3日、4日は、中野研毎年恒例の研究室旅行でした。
台風の影響で残念ながら挙行出来なかったイベントもありましたが、シーカヤック、城崎温泉など、大いに盛り上がりました!

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シーカヤック体験後の記念撮影

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宿泊先の旅館前で

 

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萩原研と中野研の共同研究の成果が「選択」という雑誌に"熱効率向上に寄与する「超合金」の研究"として紹介されました。

熱効率向上に寄与する「超合金」の研究:選択 8月号、日本の科学アラカルト~その最前線(連載96)Science、(2018)、pp.90-91.

PDFはこちらから

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大学院入試のお疲れ様会を行いました。

大学院入試のお疲れ様会を千里阪急ホテルのビアガーデンで行いました。
大学院入試のみなさん、無事全員合格していることを願っています。
お疲れ様でした!

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お疲れ様会後の集合写真


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プチサプライズ(!?)もありました。

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岡山大学との共同研究である生体模倣による石灰化に関する論文が「Journal of Materials Chemistry B」誌に受理されました。

岡山大学との共同研究である生体模倣による石灰化に関する論文が「Journal of Materials Chemistry B」誌に受理されました。

Emilio Hara, Masahiro Okada, Takuo Kuboki, Takayoshi Nakano, Takuya Matsumoto*:
Rapid bioinspired mineralization using cell membrane nanofragments and alkaline milieu,
Journal of Materials Chemistry B, (2018), 
DOI: 10.1039/c8tb01544a

 

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中野先生がMDPIのMetalsのEditorial Board Membersに加わりました。

中野先生がMDPIのMetalsのEditorial Board Membersに加わりました。

紹介ページはこちら

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中野先生が小倉で開催中の15th International Symposium on Functionally Graded Materials -Structural Sector Approaches for New Functionalities and Durability-Multi-Dimensional Printing 1にてkeynote lectureを行いました。

中野先生が小倉で開催中の15th International Symposium on Functionally Graded Materials -Structural Sector Approaches for New Functionalities and Durability-Multi-Dimensional Printing 1にてKeynote lectureを行いました。

【Keynote lecture】
Takayoshi Nakano, Takuya Ishimoto, Koji Hagihara:
Control of crystallographic orientation fabricated by additive manufacturing of β-type Ti alloys,
15th International Symposium on Functionally Graded Materials, Kokura, 11:00-12:00, 6th, August, 2018.

 

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案内看板

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成島先生とともに

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Certificate

 

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インドのグループとの2種類の成長因子のDDSに関する共同研究成果が「Acta Biomaterialia」誌にてオンライン掲載されました。

インドのグループとの2種類の成長因子のDDSに関する共同研究成果が「Acta Biomaterialia」誌にてオンライン掲載されました。

Manitha Nair*, Shruthy Kuttappan, Dennis Mathew, Jun-ichiro Jo, Ryusuke Tanaka, Deepthy Menon, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shantikumar V Nair, Yasuhiko Tabata:
Dual release of growth factor from a nanocomposite fibrous scaffold promotes vascularisation and bone regeneration in a rat critical sized calvarial defect,
Acta Biomater., anailable online 29 Jul , Vol 78(2018), pp.36-47.
doi: 10.1016/j.actbio.2018.07.050. [Epub ahead of print]

Abstract
A promising strategy for augmenting bone formation involves the delivery of multiple osteoinductive and vasculogenic growth factors locally. However, success depends on sustained growth factors release and its appropriate combination to induce stem cells and osteogenic cells at the bony site. Herein, we have developed a nanocomposite fibrous scaffold loaded with fibroblast growth factor 2 (FGF2) and bone morphogenetic protein 2 (BMP2) and its ability to promote vascularisation and bone regeneration in critical sized calvarial defect was compared to the scaffold with vascular endothelial growth factor (VEGF) + BMP2. Simple loading of growth factors on the scaffold could provide a differential release pattern, both in vitro and in vivo (VEGF release for 1 week where as BMP2 and FGF2 release for 3 weeks). Among all the groups, dual growth factor loaded scaffold (VEGF+BMP2 & FGF2+BMP2) enhanced vascularisation and new bone formation, but there was no difference between FGF2 and VEGF loaded scaffolds although its release pattern was different. FGF2 mainly promoted cell migration, whereas VEGF augmented new blood vessel formation at the defect site. This study suggests that biomimetic nanocomposite scaffold is a promising growth factor delivery vehicle to improve bone regeneration in critical sized bone defects.

Statement of Significance
Many studies have shown the effect of growth factors like VEGF-BMP2 or FGF2-BMP2 in enhancing bone formation in critical sized defects, but there are no reports that demonstrate the direct comparison of VEGF-BMP2 and FGF2-BMP2. In this study, we have developed a nanocomposite fibrous scaffold that could differentially release growth factors like VEGF, BMP2 and FGF2 (VEGF release for 1 week where as BMP2 and FGF2 release for 3 weeks), which in turn promoted neovascularisation and new bone formation in critical size defect. There was no difference in vascularisation and bone formation induced by VEGF+BMP2 or FGF2+BMP2. The growth factor was loaded in a simple manner, which would ensure ease of use for the end-user, especially for the surgeon treating a patient in an operating room.

 

論文はこちらから

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インドのグループとの2種類の成長因子のDDSに関する共同研究成果が「Acta Biomaterialia」誌に受理されました。

インドのグループとの2種類の成長因子のDDSに関する共同研究成果が「Acta Biomaterialia」誌に受理されました。

Manitha Nair*, Shruthy Kuttappan, Dennis Mathew, Jun-ichiro Jo, Ryusuke Tanaka, Deepthy Menon, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Shantikumar V Nair, Yasuhiko Tabata:
Dual release of growth factor from a nanocomposite fibrous scaffold promotes vascularisation and bone regeneration in a rat critical sized calvarial defect,
Acta Biomaterialia, (2018) in press.

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7月26-28日に開催されている第36回日本骨代謝学会に中野先生、石本先生、D3小笹君が参加しています。

長崎ブリックホールと長崎新聞文化ホールにて開催中の第36回日本骨代謝学会に中野先生、石本先生、D3小笹君が参加しています。
中野先生は28日から参加し、ポスターセッション2「Student-Resident Poster」の座長を行います。
さらに、当研究室の共同研究がポスター賞を受賞しました。

以下発表内容です。

 

口頭発表
〇石本卓也、中野貴由:
メカニカルストレスに適応した骨アパタイト配向化とヤング率の上昇

〇小笹良輔、松垣あいら、中野貴由:
ヒトiPS細胞由来骨芽細胞による配向化骨基質の形成
 

優秀ポスター賞
〇森石武史、小笹良輔、中野貴由、宮崎敏博、小守壽文:
オステオカルシンはアパタイト結晶のコラーゲン線維に沿った配向に必須であり、長軸方向の骨強度を維持する

 

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学会会場前にて

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中野先生とM2中西君が7/22-7/26に東京大学で開催されているBiomaterials International 2018に参加しています。

中野先生が招待講演を行います。
開催日時:2018年7月22日(日)~26日(木)

招待講演
Takayoshi Nakano:
Analysis and control of anisotropic bone matrix based on materials scientific approach.
2018年7月24日

口頭発表
〇Yohei Nakanishi, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano:
Formation of bone matrix perpendicular to osteoblast alignment in response to nanogrooves.
2018年7月25日

 

中野先生、中西さん バイオマテリアル学会.jpg

学会会場前にて

 

 

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阪大歯学研究科保存科との共同研究が、「Clinical Oral Investigations」誌に掲載されました。

阪大歯学研究科保存科との共同研究が、「Clinical Oral Investigations」誌に掲載されました。

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

Abstract

 

Objectives

We evaluated a novel micro-computed tomography (micro-CT) assessment for quality and quantity of dentin repair, which is difficult to visualize by histological analysis, after direct pulp capping under standardized cavity preparation.

Materials and methods

Standardized cavities were prepared on Wistar rats and direct pulp capping was performed using two commercial bioceramics, ProRoot MTA, and iRoot BP Plus. After 2 or 4 weeks, quality and quantity of tertiary dentin formation were evaluated using high-resolution micro-CT analyses including dentin mineral density, dentin mineral contents, compactness and integrity of tertiary dentin, and dentin volume with/without void space. Reproducibility of micro-CT analyses was confirmed by histological evaluation of the same specimen.

Results

The exposed pulp area sizes were similar between iRoot BP Plus and ProRoot MTA. Micro-CT analysis of 2-week samples showing compactness of tertiary dentin was significantly higher in iRoot BP Plus than ProRoot MTA (p < 0.05). Tertiary dentin volume without void space, dentin mineral contents, and density were not significantly different between the groups. In 4-week samples, a significant increase was observed in dentin mineral density, compactness, and dentin volume with/without void space induced by iRoot BP Plus (p < 0.05). Micro-CT analysis of tertiary dentin integrity demonstrated that some ProRoot MTA specimens had small defects and lacked continuity (6/512 images). No defects were observed with iRoot BP Plus.

Conclusions

Micro-CT analysis was confirmed as an accurate, objective, and inclusive approach for evaluating quality and quantity of dentin repair.

Clinical relevance

These multifaceted approaches to evaluate pulp capping materials may accelerate review processes, ultimately improving vital pulp therapy.

Keywords
Micro-computed tomography evaluation Direct pulp capping iRoot BP Plus Mineral trioxide aggregate 

論文はこちらから

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原茂太名誉教授・高橋純造名誉教授をお招きし、医工連携シンポジウムを開催しました。

原茂太名誉教授・高橋純造名誉教授をお招きし、医工連携シンポジウムを開催しました。

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開催の挨拶時の中野先生

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原茂太名誉教授のご講演風景

DSC_0099.JPG高橋純造名誉教授のご講演風景

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講演時の様子

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参加者全員での集合写真

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当研究室と長崎大・歯(澤瀬隆教授)が京セラ(株)と開発した骨配向の促進が期待される世界初のデンタルインプラント(FINESIA)の一般販売1周年を記念するコロキュウムが東京で開催されました。

当研究室と長崎大・歯(澤瀬隆教授)が京セラ(株)と開発した骨配向の促進が期待される世界初のデンタルインプラント(FINESIA)の一般販売1周年をする記念コロキュウムが東京で開催されました。

中野先生がScientific lecture(澤瀬隆教授)の座長を務めるとともに、FINESIAの初期固定性メカニズムへの期待についての解説を行いました。

案内はこちらから

 

 

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中野先生がパリで開催中のTHERMEC 2018に参加しています。

中野先生がパリで開催中のTHERMEC 2018に参加しています。
Biomaterialsのセッションをオーガナイズするとともに、Keynote lectureを行います。

【Keynote lecture】
Takayoshi NAKANO:
Analysis and control of anisotropic bone extracellular matrix for development of bone replacement devices,
Thermec 2018, 2018/7/13, in Paris (2018).

 

 

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学会会場前にて

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中野先生の講演中の風景

 

 

 

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シンガポールで活躍するDr. Pan Wang君との論文が「JALCOM」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。

中野研卒業生のDr. Pan Wang君との論文が「JALCOM」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。

Pan Wang*, Mitsuharu Todai, Takayoshi Nakano*;
ω-phase transformation and lattice modulation in biomedicalβ-phase Ti-Nb-Al alloys,
Journal of Alloys and Compounds,766, (2018) pp.511-516.

 

Abstract

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[ζζ¯0] 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.

論文はこちらから
論文のpdfはこちらから入手できます

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『応用物理』10月号(2018)に中野研の記事が掲載されます。

『応用物理』10月号(2018)に中野研の記事が掲載されます。

中野貴由、石本卓也:
材料学的視点からの骨基質配向性構造の解明ならびに骨配向化促進に向けた骨代替材料の開発、
応用物理、10月号、(2018).

 

 

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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。

7月2日に、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。
M2の皆さん、おめでとうございます!

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(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).

産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用 掲載.jpg

 

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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。

 

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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)

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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。

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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

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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。
 

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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

 

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D3小笹君 学術奨励賞受賞の様子(曽根理事長とともに)

 

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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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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.

 

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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

 

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会場内の看板

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感謝状

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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

 

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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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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

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「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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中野先生が日本金属学会の副会長を務めます。

中野先生が日本金属学会の副会長を務めます。

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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。

「脊椎の骨再生へ器具開発」、山陽新聞朝刊、2018年6月1日、7面(地方経済)

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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

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講演する中野先生

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島津製作所 上田社長

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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.

 

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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

 

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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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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

粉体粉末冶金授賞.jpg新技術・新製品賞(高橋).jpg

 
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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こちら

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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.

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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。

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。興味のある方はPDFファイルを用いて直接お申し込みください。

PDFはこちらから

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中野研恒例のBBQを行いました。

中野研恒例のBBQを服部緑地公園にて行いました。
OBの方も多数参加いただき、今年も非常に盛り上がりました。
準備してくれたM1の皆さん、ありがとうございました。

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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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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. 

 

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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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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。

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。任期は2年です。

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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.2018.04.082

Abstract

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[ζζ¯0] 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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新しく4回生が中野研に配属され、歓迎会を行いました!

新しく4回生が7名配属され、歓迎会を行いました。中野研、11年目に突入。楽しく研究していきましょう!

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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
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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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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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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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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

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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.

 

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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.

 

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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

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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!

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中野研現M2の堀君が、大阪大学工業会賞を受賞しました。

中野研現M2の堀君が、大阪大学工業会賞を受賞しました。

堀敬雄 : 
新規生体用bcc型ハイエントロピー合金の開発

 

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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。IMG_4156.jpg

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

 

 

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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。

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懇親会の様子

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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。

a005.jpg詳細はこちら

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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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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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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。

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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Oh先生 (KIT) (右) 、KIM先生 (KIMS) (中)

 

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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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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。

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M2  門田君 (左)

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M2  久本君 (左)

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M2  堀君 (左)

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M2  山崎君 (左)

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中野研出身のM2  青木君

 

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集合写真

 

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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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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.137-144

PDFはこちら

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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)

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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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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),