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表面分析

今日の表面分析の主な目的の1つは、高機能素材を開発するために表面改質を調べることです。メーカーの品質管理と同様、機械的、化学的、トライボロジー的な表面特性の幅広いパラメーター(表面粗さ、硬度、鋼性、弾性、抵抗、電位/電荷、構造など)を正確に分析する必要があります。アントンパール社は、研究用にもメーカー用にも適した様々な表面分析ソリューションを提供しています。

生体材料の表面分析

生体材料の表面特性を測定する際、研究者やメーカーは特別な課題に直面します。主な目的は、材料をヒトの体に移植するとその材料がどのように反応し、生物組織や液体などとどのように作用するかを予測することです。免疫反応の臨床試験はコストがかかるので、材料の挙動を予測する目的であらゆるものを事前に測定しておくことが重要になります。様々な疾病の高度医療に適した新素材の開発や、よりよい医療用品の提供に取り組んでいる研究分野もあります。

生体材料の典型的な研究には、表面粗さの分析、硬度や構造特性の測定のほか、表面電荷、表面相互作用、疎水/親水特性などの特定も含まれます。アントンパール社は、生物材料(人工装具、インプラント、組織、生物高分子及び生物膜、歯、眼科の各種アプリケーションなど)及び医療機器(ステント、ピル、メンブレンなど)のための専用ソリューションを開発しました。

適切な分析データを得ることによって、材料やその挙動を分子レベルで理解できます。適切かつ正確なデータが得られることは、材料を真に理解する上で非常に重要であり、わずかな変化が材料の性能に及ぼす影響も確認できます。様々な生化学サンプルの分析についての詳しい情報は、以下でご覧いただけます。

生物医学的試験: アプリケーション

生体適合性材料には、コンタクトレンズとその保存液から、実際の組織や人工組織、骨、軟骨、インプラント、人工装具、医療機器(ステントなど)まで、様々なものがあります。それぞれ独自の特性があり、分析時の課題も異なります。

アプリケーションをクリックすると詳しい情報が表示されます。また、ご自身に関係のあるアプリケーションレポートをダウンロードしてください。

人工装具、インプラント、組織、生物高分子
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歯、生体膜
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医療機器
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眼科
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より優れた歯科インプラントの開発

インプラント用材料の生体適合性コーティングを研究する場合、インプラントと生体環境の相互作用が重要なパラメーターの1つになります。

SurPASS 3表面ゼータ電位測定装置を使用して、溶液中のタンパク質とインプラント材料との相互作用を調査できます。この分野を詳細に把握できることによって、細菌による生体膜形成に耐性がある歯科インプラントを開発でき、感染やインプラント失敗のリスク削減に役立ちます。

SurPASS 3生体材料フォルダーをダウンロードし、ゼータ電位分析によって、吸着挙動分析と吸着した表面層の特性がどのように結びつけられるか確認してください。

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歯のエナメル質の機械特性

治療後のエナメル表面上及び表面下の機械特性分析は、歯科治療(虫歯予防や初期段階の虫歯の低侵襲治療など)において非常に重要です。

ナノインデンテーションはそのようなサンプルで幅広く採用されている方法の1つで、歯のエナメル質の硬さ分布(歯の硬度)についての明確な洞察を提供します。得られた分析データは、歯の修復材に使用する新素材を選ぶための重要な基礎となります。

アプリケーションレポートをダウンロードして NHT³ ベンチトップナノインデンテーションテスタ がどのように活用されているか確認してください。

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ステントコーティングの品質管理のための明確なテスト方法

ステントは医療現場で幅広く利用されています。国の機関(FDA: 食品医薬品局など)による厳しい規制があり、患者に使用する前に厳しい品質管理検査に合格する必要があります。

スクラッチ試験は、コーティングの密着性を検証し、インプラントが長期間使用できることを保証する方法の1つです。ステントが正しく機能し(特定の薬剤の溶出など)、体内で損傷しないようにするため、コーティングの密着性とスクラッチ抵抗を NST³ナノスクラッチテスタで測定します。

アプリケーションレポートをダウンロードして、スクラッチ試験機にステントを取り付ける方法、及びコーティングの臨界負荷を測定する方法を確認してください。

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血液透析用中空糸の生体適合性

特定の表面改質によって血液透析用中空糸の内側表面の生体適合性を改善できることを証明したい場合は、ゼータ電位測定が適しています。

ゼータ電位は、界面特性のわずかな変化にも反応します。そのため、血液透析用中空糸の生体適合性の改善にゼータ電位分析を活用できます。中空糸専用のサンプルホルダーを使用して、内側表面を直接分析できます。

SurPASS 3を使用すれば、ゼータ電位を簡単に測定できます。

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ゼータ電位に関する全般的な情報は、Wiki記事を参照してください。ゼータ電位

コンタクトレンズの装用感の向上

多くの人がソフトコンタクトレンズを使用しています。毎日使う人にとって、レンズの装用感は非常に重要です。

装用感を決める主な要素は摩擦と弾性です。優れた分解能と研究者向けの特殊機能(制御された荷重を加えたときの深度の測定など)で、コンタクトレンズについて深く理解できます。その結果を使用して摩擦特性を向上させれば、より優れた製品を提供できます。

アプリケーションレポートをダウンロードして NTR³ナノトライボメータ 及び UNHT³ Bioバイオインデンタ (特殊なコンタクトレンズサンプルホルダー付き)がどのようにこの研究に使用されるか確認してください。

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コンタクトレンズの経時変化挙動

コンタクトレンズは多くの場合、一定期間(1か月、1年など)以上の使用を想定しています。使用期間の最終日にも最初と同じ適切な状態であることが求められるので、経時変化挙動は非常に重要です。

通常、材料のライフタイムを想定するのは困難ですが、材料の弾性を知ることによってライフタイムプロセスに関する有効な科学的洞察が得られます。 UNHT³ Bioバイオインデンタ はコンタクトレンズの弾性を測定します。このデータを使用して、時間による機械的特性の変化を確認します。

アプリケーションレポートをダウンロードして、バイオインデンタを使用してコンタクトレンズ及び生体材料の機械的挙動を測定する方法を確認してください。

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実際の条件下でのハイドロゲルの試験

ハイドロゲルの試験は難しいとされています。これは、サンプルホルダーにハイドロゲルを取り付けるのが難しいため、また、わずかに圧力をかけるだけでもトライボロジー特性に重大な影響が出るためです。

外的要因の影響を受けない正確な測定結果を得るには、 MCRトライボメータ と特別なハイドロゲル用サンプルホルダーをお使いください。正確な測定結果が得られるだけでなく、接触圧、滑り速度、温度に関して実際の条件への最適な適合が可能になります。また、幅広い滑り速度(数 nm/sから1 m/s以上まで)において高感度で摩擦特性を測定できます。

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コンタクトレンズ液の試験でヒトの体の状態をシミュレーションする

眼科用の溶液は摩擦が低い必要がありますが、機械で人の状態を模倣するわけではありません。しかし、経済性と使い勝手の両方の側面から、このような液をテストする必要が生じます。

MCRトライボメータ は、様々な滑り速度と垂直抗力での摩擦係数を測定します。超低速機能により、静摩擦と動摩擦の両方を分析できます。多くの場合、正確に測定された界面摩擦は、液体の総合的性能テストにおいて非常に重要です。

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病気の進行と治療を調べるための(ヒトの)組織の調査

ヒトの組織及び人工組織の特性は幅広い分野であり、世界中の研究者があらゆる病気の理解と治療に取り組んでいます。

ヒトの組織の多くは機械的負荷を受けやすく、その機械特性から病気の進行、治療、及び人工的な代替物(インプラント、足場材)の作成に関する重要な情報が得られます。かつてはこの分野で利用できる高感度の装置がありませんでしたが、現在はアントンパール社の UNHT³ Bioバイオインデンタが対応しています。

アプリケーションレポートをダウンロードして、この装置が組織及び可能性のある代替材料の試験にどのように使用されているか確認してください。

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骨粗しょう症薬開発のための試験方法

骨粗しょう症は、多くの場合は加齢と共に骨が弱くなっていく病気です。

薬の有効成分が骨の性質に直接影響するので、骨の硬度、弾性率、クリープが新薬開発の重要なパラメーターになります。これらのパラメーターを高い分解能で分析できることによって、テストプロセスや市場参入において特許申請や新有効成分の販売促進をサポートする重要な調査結果が得られます。

骨の弾性率及びクリープ特性など、全てのパラメーターをUNHT³ Bioバイオインデンタで測定できます。

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研究者向けのその他のメリット: アントンパール社は複数の大学と密接に協力し、研究を目的とする低コストの人工骨材料を開発しています。このような協力関係により、ノウハウや特別開発(複合試料のためのサンプルホルダーなど)を活かして個々のソリューション開発に役立てることができます。 ㈱アントンパール・ジャパンにお問い合わせ ください。

医学的、経済的に価値のある代替軟骨を探す

軟骨に代わる物質の探求は今も続いています。しかし、サンプル前処理や取り付けなどの問題が軟骨の機械特性分析を難しくしています。また、生体液を扱う場合、試験に使用できるサンプルの量は限られています。このような条件から、適切な試験構成が必要です。

低速、低トルクの機能を持つ MCRトライボメータ時間効率とコスト効率に優れた試験構成で、自然の軟骨、人工軟骨、滑液代替物の摩擦試験/摩耗試験のための独自機能を提供します。

アプリケーションレポートをダウンロードして、軟骨の生体トライボロジー測定にMCRがどのように使用されているか確認してください。

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生体適合性材料のラボ及びメーカー向け試験装置

生体材料の多くは繊細で外的要因の影響を受けやすく、測定装置に取り付けるのが困難です。コンタクトレンズ、組織、ゲル、液体などのサンプルに適合しやすい高精度の測定装置が求められます。

アントンパール社が提供する専用装置は、生体適合性の試験ラボで幅広く使用されています。

コンタクトレンズやハイドロゲルのための特別なサンプルホルダー、及びその他のアクセサリーが用意されており、生物医学研究のラボ及び生体材料の加工と品質管理を行うメーカーを最適にサポートします。

実際にアントンパール社の装置を試してみたいという場合は、 Anton Paar Technical Centers で開催されるセミナーなどでご覧いただくか、㈱アントンパール・ジャパンにお問い合わせの上、情報やデモをご依頼ください。

お問い合わせ

Webinar

歯と骨の表面分析

理論的な側面から特定のアプリケーションの実践的洞察まで網羅した、無料のWebinarにご参加ください。本Webinarは、英語で開催されます。

ヨーロッパ及びアジア時間に合わせて開催
日時: 2019-07-02, 09:00 - 09:45 (CEST UTC+02)
言語: 英語

イベント

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アントンパール社が提供する固体表面分析ソリューション

原子間力顕微鏡(AFM)

特に簡略化を目的として設計された研究向けのテクノロジー

原子間力顕微鏡は、表面トポグラフィーに関する実際の3D画像、及び粗さや剛性に関する情報を提供します。

AFMはとても難しい手法です。そのためアントンパール社は機器の操作を簡易化しました。

これにより、できる限りユーザーの負担を軽減する原子間力顕微鏡が実現しました。複雑な作業手順を自動化し、測定フロー全体にわたって非常に使いやすくなりました。これにより、研究向けの技術をあらゆるタイプのユーザーが容易に使用できます。

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トライボロジー

必要な全ての測定形状を持つ材料を使用条件下で測定

温度や湿度などの多様な外部条件影響下における材料性能の情報を得るには、トライボロジ挙動の知識が重要です。トライボメータは、あらゆる種類の材料の摩擦、摩耗、及び潤滑特性を測定します。

アントンパール社の長年にわたる専門知識の蓄積が、標準的なピンオンディスク式モデルから、高温、ナノ材料、湿度及び真空のアプリケーション向けモデル、さらにはトライボロジとレオロジーを組み合わせたMCRトライボメータにまで反映されています。

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スクラッチ試験

国際規格に完全に準拠し、スクラッチの非常に優れた表示を提供

スクラッチテスタは、コーティングの密着性、耐引っかき性、及び表面摩耗抵抗の観点での膜/基材系の特性分析に使用されます。アントンパール社のスクラッチテスタは、実際のスクラッチの同期パノラマ表示やスクラッチ曲線などの卓越した特許テクノロジーを採用しています。

測定結果の文書は国際規格に適合しており、サンプルはいつでも再分析したり以前の結果と比較したりできます。

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コーティング膜厚測定(カロテスト)

迅速で簡単なコーティング膜厚測定

コーティング膜厚は最終製品に影響するため、高信頼性のコーティング品質を確保するには、正確で低コストの測定が非常に重要です。

これらのニーズに応えるため、アントンパール社のカロテスタでは、ボールにより形成された研磨痕を測定するシンプルな方法を採用しています。このコスト効率に優れた特性分析法では、国際規格に準拠した測定を1~2分で実施できるため、データ品質が確保されるだけでなくスループットが向上し、コストを削減できます。

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表面電荷解析

それぞれの表面特性を反映する実際のサンプルを高速かつ直接に分析

多くの材料は、保管、経時変化、または使用中の摩耗により変化します。これらの変化を予測し、新規または最適化された材料や機能性材料を開発するために、材料は現実的な条件で試験されます。表面電荷、吸着/脱離、静電引力/反発力などの特性により、膜汚れ、洗剤の洗浄効果、生体物質、その他多くの事象を理解できます。これらの知見は、単純に表面ゼータ電位を測定することにより得られます。

アントンパール社は固体材料のゼータ電位分析におけるパイオニアであり、この表面分析手法を毎日の研究業務の日常的なアプリケーションとして実現しました。

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インデンテーション試験

推定に頼らず実際の測定で短時間で結果を収集

インデンテーション試験では、薄膜、コーティング、及び基材の機械的特性(硬さ、弾性率など)に関する情報が得られます。アントンパール社は、アクチュエータに基づいて値を推定するのではなく、サンプルへの荷重を実際に測定するリアルフォースセンサを備えたナノインデンテーションテスタを提供する唯一の企業です。

新世代のインデンテーションテスタは、旧世代の測定機より8倍速く結果を提供する「クイックインデンテーション」モードを装備しています。

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斜入射小角X線散乱(GISAXS)

粒子表面の研究向けに卓越したラボ用SAXS/WAXS/GISAXSビームラインを装備

GISAXSは、ナノオーダーの表面構造及び薄膜を分析するために重要な手法です。ナノ構造は、産業コーティング、印刷技術、電子機器、医療センサ、エネルギー貯蔵媒体、その他多くの材料特性を決定し、有用性に影響します。変化する外部条件や、高い温度や湿度などの過酷な条件におけるナノ構造を観察することにより、材料の調整や最適化を行うことができます。

1950年代から、アントンパール社はSAXS分野のトップ企業です。この優れた専門知識で実現されたSAXS/WAXS/GISAXSシステムは、コンパクトな装置に最高クラスの高い分解能を備え、日常的なナノ分析、多様なサンプル(液体から固体まで)の効率的な特性分析、及び新規手法の開発に使用できます。

詳細

材料科学のアプリケーション

お客様のアプリケーション向けのソリューションを弊社の ドキュメントデータベースで見つけてください