| 研究課題/領域番号 |
23K25242
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| 補助金の研究課題番号 |
22H03988 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90140:医療技術評価学関連
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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 |
山本 玲子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 上席研究員 (20343882)
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| 研究分担者 |
今井 啓道 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80323012)
清水 良央 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (30302152)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024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)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | レギュラトリーサイエンス / 生体吸収性金属材料 / 炎症反応 / インピーダンス / 疑似組織 / 分解特性 / リスク評価 / インピーダンス測定 / 拡散速度 / 生体内分解性材料 / 生物学的安全性 / 電気化学測定 / 物質拡散 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体内で分解・消失する金属材料としてMgやZn、Feの合金の医療応用が期待されている。これらの材料による治療の成否には、患者体内における分解速度が大きな影響を及ぼす。よって、臨床使用時のリスク低減には分解特性の適切な評価が重要であるが、動物を用いた評価法には限界がある。そこで、体内における分解速度に大きな影響を及ぼす因子として組織中血流量（拡散速度）と異物反応を想定し、これらを考慮したin vitro評価法を開発する。具体的には、1)疑似組織中の生体高分子濃度制御による血流量の模擬、2)免疫細胞の活性化状態制御による炎症反応の再現、により、腐食挙動に及ぼす影響を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
生体内分解性金属材料の医療応用の成否には、体内腐食速度が大きな影響を及ぼす。よって臨床応用のリスク低減には、腐食特性を適切に評価する必要がある。そこで、臨床使用における影響因子として血流量と炎症反応を想定し、これらを考慮した評価法を開発した。
血流量の異なる組織の再現には、疑似組織を用いた。インピーダンス測定により、疑似組織は溶液中よりも腐食を抑制すること、拡散速度の変化の影響は合金種により異なることが判明した。炎症反応の再現には、免疫系細胞の活性化を用いた。細胞培養下インピーダンス測定の結果、炎症反応を模した超活性化状態により、材料の腐食が著しく促進されることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ステントや骨接合材は損傷部位の修復後には不要になるが、現行の非吸収性デバイスの除去には再手術が必要であり、患者の肉体的・金銭的負担であった。生体内分解性金属材料デバイスの実用化は、これらの負担の解消に有用である。本研究で開発した血流量・炎症反応を模擬した評価法は、生体内分解性金属材料の患者体内における腐食挙動の理解に繋がり、臨床使用時のリスク評価ならびにデバイス開発・実用化に資する。
材料の生体内腐食特性評価において、組織中物質拡散速度を考慮した例はない。また免疫細胞の活性化による生体分解性金属材料の腐食挙動を明らかにした例もなく、いずれも貴重な成果であり学術的意義が高い。
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