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2018 年度 実績報告書

生体吸収性Mg合金のための欠陥修復型ポリマー修飾リン酸カルシウム被膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04511
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

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, 主幹研究員 (00343880)

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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード生体材料 / 生体内溶解性/生体吸収性 / リン酸カルシウム / ポリマー / 自己修復 / 細胞接着
研究実績の概要

H29年度に、アニオン性ポリマーのポリアクリル酸(SPA)を水酸アパタイト(HAp)被覆Mg合金に修飾したところ、Hanks液中低歪み速度引張り(SSRT)試験での破断寿命がHApのみ被覆Mg合金よりも約50%増加した。一方、SPA-HAp被覆Mg合金表面での骨芽細胞の接着性はHApのみ被覆Mg合金よりも抑制されていた。そこでH30年度は生体適合性に優れたポリエチレングリコール(PEG)を、PEG水溶液へのディップコーティングによりHAp被覆Mg合金に修飾し、Hanks液中でのSSRT試験を行った。PEG修飾時の温度を室温と60℃とした。PEG-HAp被覆Mg合金のSSRT破断寿命はSPA-HAp被覆Mg合金よりも短かったが、HApのみ被覆Mg合金よりも約40%長かった。PEG修飾温度が室温の方が60℃の場合よりもSSRT破断寿命が長い傾向がみられた。PEGは非イオン性であるがその水溶液は酸性を示す。PEG修飾時の温度を60℃にすると、PEG水溶液中でMg合金の腐食が起こり、SSRT破断寿命に影響を及ぼしたと考えられる。一方、非イオン性PEG修飾でもHAp被覆Mg合金の破断寿命を増加できたことから、SPAとPEGに共通するリン酸カルシウム析出の核になり得る性質と、SPAとPEG水溶液の粘性が、基材Mg合金の変形で生じるHAp被膜のき裂修復に重要な役割を果たしていると考えられる。
H30年度は、PEG修飾したMg合金の細胞接着性を検討した。PEG修飾により、HAp被覆表面に比べて細胞接着・増殖が抑制されることが明らかになった。
以上の結果より、PEG-HAp被覆は、ステントのように抗血栓性が求められるMg合金の被覆に適していることが示唆された。一方、PEG-HAp被覆Mg合金のHAp被膜修復メカニズムや、長期間の耐食性や細胞接着性は、今後の検討が必要である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 生体用マグネシウム合金の腐食評価と表面改質2018

    • 著者名/発表者名
      土井康太郎, 廣本祥子
    • 雑誌名

      電気化学

      巻: 86 ページ: 236-241

    • DOI

      10.5796/denkikagaku.18-fe0025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体内溶解性マグネシウム合金の表面処理2018

    • 著者名/発表者名
      廣本祥子
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 69 ページ: 323-328

    • DOI

      10.4139/sfj.69.323

    • 査読あり
  • [学会発表] Mg合金に被覆したポリマー複合化水酸アパタイト被膜の自己修復挙動2018

    • 著者名/発表者名
      廣本 祥子
    • 学会等名
      第1回日本金属学会 第4分野講演会「金属系バイオマテリアルサイエンス」
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内溶解性Mg合金のためのリン酸カルシウム被膜の開発2018

    • 著者名/発表者名
      廣本 祥子
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体用Mg合金の表面被覆と諸特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      廣本 祥子
    • 学会等名
      第23回課題研究成果発表会 軽金属の表面処理と新しい展開
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体用マグネシウム合金のリン酸カルシウム被覆による腐食速度制御2018

    • 著者名/発表者名
      廣本 祥子
    • 学会等名
      平成30年度技術講演会 マグネシウム合金の医療分野への展開
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of polyethylene glycol coating for biodegradable magnesium alloy stents2018

    • 著者名/発表者名
      Agata ROGUSKA, 廣本 祥子
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所秋山研究室セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Corrosion behavior of polyethylene glycol coated WE43 magnesium alloy2018

    • 著者名/発表者名
      Agata ROGUSKA, 廣本 祥子
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
  • [学会発表] リン酸カルシウム被覆AZ31合金の劣化に及ぼす様々な細胞の影響2018

    • 著者名/発表者名
      廣本 祥子, 野田 なほみ, 山崎 智彦
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
  • [備考]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/hiromoto_sachiko

  • [産業財産権] 積層体、及び、積層体の製造方法2018

    • 発明者名
      廣本祥子,染川英俊,荏原充宏
    • 権利者名
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-163437

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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