| 研究課題/領域番号 |
21300183
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
山本 玲子 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料センター, グループリーダー (20343882)
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| 研究分担者 |
向井 敏司 独立行政法人物質・材料研究機構, 新構造材料センター, グループリーダー (40254429)
清水 良央 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (30302152)
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| キーワード | マグネシウム合金 / 生体内分解特性 / 生体適合性 / 組織制御 |
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| 研究概要 |
近年、生体必須元素の一つであるマグネシウムに注目し、その合金を医療用生体吸収性金属材料として用いる試みが行われている。しかしながら、これらの工業用マグネシウム合金にはマグネシウム以外の金属元素が多量に添加されており、中には人体に対する影響が未知の元素も含まれるため、生体安全性が懸念される。我々の研究グループでは、上記のような観点から、主成分としてのマグネシウムに、生体安全性の高い金属元素を微量に添加し、さらに材料の微細組織を制御することにより、安全性が高く、かつ材料の強度や体内における分解速度を調整可能な合金を開発した。医療用生体吸収性マグネシウム合金の臨床応用を実現するためには、合金に対する生体反応を明らかにし、生体内における合金の分解速度を最適化する必要がある。
これまでに、マグネシウム合金について、従来の非分解性材料と同様の培養条件では細胞が増殖しないことを確認した。その一因として、マグネシウムの分解に伴い生成する水酸化物イオンにより、体液のpHが上昇することが考えられる。そこで、本年度は、細胞培養による生体適合性評価に及ぼすpHの影響を検討した。
体液はリン酸および炭酸の緩衝能により、中性付近のpHを保つ恒常性を有している。したがって、マグネシウムの分解に伴う疑似体液のpH変化を検討するためには、生体内における緩衝能を再現する必要がある。そこでまず、CO_2インキュベータ内における細胞培養条件下で、試料近傍の培養液のpH測定が可能なシステムを構築した。本条件下で、試料近傍からの距離を変えて培養液のpHを測定したところ、試料表面に近づくにつれ、pHの上昇が確認された。この上昇の度合は、合金の種類および表面処理の有無により変化することが確認された。また、pH上昇の小さい合金種の方が、試料表面における初期の細胞増殖が良好であることが判明した。
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