2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of corrosion protection coatings of biomedical Mg alloys showing cell adhesion changing with time
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19H02449
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
廣本 祥子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (00343880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 智彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50419264)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マグネシウム / アパタイト被膜 / ポリマー / 自己修復 / 生体材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血管拡張用ステント用の生体内溶解性Mg合金のため、ステント拡張による被膜損傷に対する自己修復能を有する被膜の創出を目標とした。Mg合金のアパタイト被膜は、被膜損傷部にリン酸カルシウムの析出を促進することから、この被膜修復を促進するためにアパタイト被膜にポリエチレングリコール（PEG）、ポリアクリル酸（SPA）、アルギン酸などを修飾した。これらのポリマー修飾アパタイト被覆AZ31マグネシウム合金の引張試験片をHanks液（無機塩類溶液）に浸漬し、腐食電位付近に保持し、急速ひずみを付与して応答電流を測定した。この結果、AZ31合金の歪みにより発生した被膜のき裂部分からの腐食発生および腐食進展に由来する2つのピーク電流が現れた。アパタイト被膜にPEGを修飾するとき裂発生に伴うピーク電流は増加するが、腐食進展由来のピーく電流は減少した。これより、PEG修飾は被膜のき裂発生は抑制しないが、アパタイト被膜の基材との接着性を向上して腐食進展を抑制すると考えられた。一方、SPAの修飾ではき裂発生と腐食進展に由来するピーク電流が大きく低下した。SPAは粘性の高いポリマーであったため、アパタイト被膜の耐き裂性を向上し他と考えられる。アパタイト被膜が修復されるまでの電流はPEG修飾およびSPA修飾により低下したことから、これらのポリマー修飾によりアパタイト被膜の損傷修復が促進されたと考えられる。
一方、PEGおよびSPA修飾アパタイト被覆AZ31合金表面でのマウス線維芽細胞培養試験を行ったおころ、PEG修飾表面では細胞の接着・増殖がみられたが、SPA修飾表面では細胞の増殖が抑制された。SPAはアニオン性ポリマーであることから、細胞適合性が低かったと考えられる。
したがって、生体用Mg合金のための腐食制御・自己修復性被膜には、ポリエチレングリコール修飾アパタイト被膜が適していると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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