Development of highly elastic in-vivo metal for ultra-high magnetic field

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K11671
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 誉田 栄一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (30192321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 直樹 徳島大学, 病院, 講師 (10219272) ; 吉田 みどり 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 助教 (30243728) ; 細木 秀彦 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 准教授 (60199502)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 非磁性生体内合金 / MRI / 脳動脈瘤クリップ / 血管内ステント

Outline of Annual Research Achievements

過去の研究からAu-Pt合金またはAu-Pt-Nb合金はその組成割合を適切にすることで、磁化率を生体と同等にすることができた。その組成による合金はMRIでの撮影において、臨床で用いられているシークエンス（スピンエコー、グラジエントエコー）により金属アーティファクトをほとんど生じさせないことが判明し、またMR Angiographyを模擬したファントムを作製し、MR Angiographyのシークエンスによる撮影を行った結果、水流に影響を及ぼさないことも判明した。
この組成の金属の加工を行ったところ、Au-Pt合金、Au-Pt-Nb合金ともに、適用を考えている血管内ステントや脳動脈瘤クリップの材料としての機械的特性が、市販品のそれらと比較して劣ることが判明した。
種々な時間における時効硬化を利用して機械的性質の向上を試みたが、満足のいく機械的特性を得ることはできなかった。
そこでもう一つの適用として、脳動脈瘤コイルへの材料としての可能性の検討を行った。Au-Pt-Nb合金の線引きを行い、0.5mm径の太さの線材で外径約9.5mmのコイルを作製することができた。このコイルの中心に血管を模擬した水が流れるチューブのMR Angiographyの撮影を行ったところ、周囲への金属アーティファクトはみられなかった。このことから、この材料を用いて、さらに細線化を行うことにより、脳動脈瘤コイルとしての実用化の可能性が示唆された。
また、従来のAu-Pt-Nb合金とは異なる組成の検討を行った。基本の合金をAu-Nbとして、そこにZrまたはTiの添加を行い、その合金で磁化率を生体内に近づけることができ、また適切な機械的特性が得られるかを検討した。その結果、適切な処理を行うことで、AU-Nb-Ti合金の実現化の可能性がみいだされた。