2020 Fiscal Year Final Research Report

Development of tracheal stents made from new biodegradable Magnesium alloy

Research Project

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Project/Area Number	19K22654
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	Uchida Hiroo 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) 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 / 生分解性金属 / 気管ステント / 気管軟化症
Outline of Final Research Achievements	This study investigated in vitro and in vivo biocompatibility and degradation behavior of biodegradable tracheal stent composed of magnesium (Mg) alloy. Cytotoxicity test revealed in vitro biocompatibility. In the rat experiment, histopathological analysis revealed mild inflammatory reactions around the stent. In the rabbit experiment, there was no significant inflammatory response elevation, liver/renal function failure, or serum Mg concentration elevation in the blood test. However, its degradation rate was too fast; thus, the stent was coated with polylactic acid to reduce the degradation rate. In the rat experiment, Mg alloy stent coated by polylactic acid could keep the shape until six months postoperatively. Therefore, the proposed biodegradable Mg alloy tracheal stent coated with polylactic acid was considered to be a promising treatment device for pediatric tracheomalacia.
Free Research Field	小児外科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究により生分解性マグネシウム合金製気管ステントはラット気管内で半年間形状を保て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。実現すれば、従来の侵襲性の高い気管切開術や外ステント術や大動脈釣り上げ術などの外科的治療法を回避できる。気管が成長するまでの一定期間のみ留置が可能なため、長期合併症のリスクが低い。気管切開が困難な気管分岐部の狭窄例にも留置でき、多くの症例が治療可能となる。気管切開と異なり治療後の気道管理が容易なため、患児だけでなく家族のQOL向上にも繋がり、さらに早期退院による医療経済の改善にも貢献できる。