Study of the impact of magnesium alloy on osteogeneration

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K17010
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三浦 千絵子 東北大学, 大学病院, 助教 (80509240)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: マグネシウム合金 / 生分解性 / ガス産生 / ネイル / 元素分析 / 分解挙動

Outline of Annual Research Achievements

マグネシウム合金は金属としての高い機械的強度を有しながらも、生体内で分解する全く新しい生体材料として、現在国内外で積極的に開発が進められている。実用化に至れば特に小児の骨接合材分野では新たな第一選択となりうる。またマグネシウム合金は骨形成能を有する可能性も示唆されており、骨折治癒を促進するデバイスとしても期待されるところである。本研究では三元系（Mg-Ca-Zn）のマグネシウム合金を用い、その表層に表面処理を施す事で、ガス発生や生体内挙動がいかに変化するのかを確認することを目的とした。表面処理は、水酸化マグネシウム（耐蝕層）を析出させる表面処理と、耐蝕層上にリン酸カルシウム系（化合物ブルシャイト）を析出させる表面処理を準備し、表面処理を施さなかった合金、コントロールとしてチタン合金も含めて比較評価を行った。各金属でネイルを作成し、ウサギ大腿骨に埋入し、１、４週後に組織ごと取り出し、マイクロCTとEDX、組織標本の顕微鏡的観察を行った。その結果、表面処理の種類によってマグネシウム合金の生体内挙動が変化する事が明らかになった。これによりマグネシウム合金への表面処理によって、生体内骨固定材料として、安定した挙動を目指すために反応強度を調節したり、骨形成をもたらすために腐蝕反応を長時間持続させたりすることが意図的に行える可能性が示唆された。生体吸収性と十分な強度に加えて骨形成能を持つ新たなマグネシウム合金による骨固定材料開発への表面処理の意義と可能性を示したものと考える。