| 研究課題/領域番号 |
19H02449
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
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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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | マグネシウム / 水酸アパタイト被膜 / ポリマー / 自己修復 / 耐傷性 / 生体材料 / アパタイト被膜 / アパタイト被覆 / 非イオン性ポリマー / アニオン性ポリマー / 腐食 / 細胞適合性 / 浸漬試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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し、細胞接着性を制御する被膜の創出を目標とする。ステントの被膜には、被膜損傷を迅速に修復する自己修復能が望まれる。表面には、初期には血小板の接着抑制、その後には血管内皮細胞の接着促進が求められる。本研究では、リン酸カルシウム析出の核となり、細胞接着を抑制するポリマーを水酸アパタイト（HAp）被覆Mg合金に弱い結合で修飾する。初期にはポリマーにより血小板接着が抑制され、被膜に生じた欠陥はリン酸カルシウム析出で修復される。時間経過に伴いリン酸カルシウムが析出し、細胞接着表面に変化することが期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、Mg合金製ステントやプレート＆ネジの埋入時の変形や摩耗で起こる表面損傷からの腐食を抑制するポリマー修飾水酸アパタイト（HAp）被膜の開発を目的とした。中性およびアニオン性ポリマーを修飾したHAp被覆AZ31合金の急速ひずみ電極試験、電気化学インデンテーション試験および細胞培養試験を行った。HAp被膜の損傷抑制および被膜修復には、中性のポリエチレングリコールやポリビニルアルコールよりもアニオン性のポリアクリル酸ナトリウムやアルギン酸ナトリウムの効果が高かったが、アニオン性ポリマーには生体適合性の課題があった。生体適合性およびHApの耐傷性・自己修復性向上に中性ポリマーが有効であった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体用Mg合金の実用化には、腐食制御および生体適合性向上のための表面被覆が不可欠である。一方、埋入手術時に手術器具や材料変形による表面損傷は避けられない。基材Mg合金よりも脆性なセラミックス被膜の一種である水酸アパタイト被膜において、ポリエチレングリコールのような親水性ポリマー修飾により被膜の損傷き裂からの腐食抑制が可能であることを示した本研究成果は、様々なポリマーとセラミックスの複合被膜へ応用できる。構造材料としてのMg合金も耐食被膜は不可欠であることから、ポリマー複合化によりセラミックス被膜の耐傷性向上が可能であることを示した本成果は、表面被覆Mg合金の材料信頼性向上に貢献するものである。
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