Development of tracheal stents made from new biodegradable Magnesium alloy

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K22654
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 内田 広夫 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40275699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花田 幸太郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00357790) ; 城田 千代栄 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20378194) ; 田井中 貴久 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (30378195) ; 田中 裕次郎 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (90382928) [Withdrawn] ; 檜 顕成 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (90383257)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: マグネシウム合金 / 生分解性合金 / 気管ステント / 気管軟化症 / 気管狭窄

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、試作した生分解性マグネシウム(Mg)合金製気管ステントのin vitro、in vivoにおける生体適合性および生分解挙動を明らかにし、有効・安全性を示した。2019年度は、微細な製造加工が可能なMg合金の素材成分(生体に使用可能な合金製部材・花田幸太郎・出願日2015/08/20・出願番号（2015-163230)を用いて試作したMg合金製気管ステントの細胞毒性試験を行い、毒性がほとんどないことを確認した。また、ラットの気管内に、新生児用気管支ファイバー観察下にガイドワイヤーを使用してマグネシウム合金製気管ステントを留置し、短期飼育実験を行った。術後3週目に気管支鏡で観察したところ、ステントは迷入せずにきれいに気管内に留置されていたが、術後6週目に摘出した気管のCT画像では、腐食が進み、気管ステントは形状を保てていなかった。ステント留置部の気管の病理組織学的評価では、線維の増生を認めたが、気管狭窄をきたすような肉芽形成はなく、ステント周囲に軽度の炎症があった。ウサギの気管を切開しMg合金製気管ステントを留置した実験では、経時的に採血を行い、炎症反応の上昇や肝・腎機能障害や血中Mg 濃度の上昇がないことを確認した。2020年度は、Mg合金製気管ステントの生分解を抑制し、より長期間、気管内でステント形状を維持できるよう、ステントをポリ乳酸でコーティングした。ポリ乳酸でコーティングしたMg合金製気管ステントをラットの気管内に留置し、経時的に気管を摘出し、CTで撮影したところ、術後24週まで形状を保てていた。本研究で開発したポリ乳酸でコーティングした生分解性Mg合金製気管ステントは、ラット気管内で術後半年間形状を維持できることが明らかとなり、小児の気管軟化症治療への応用が期待できる。