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2019 Fiscal Year Annual Research Report

生体吸収性マグネシウム合金の分解に伴う空孔形成挙動の評価手法開発

Research Project

Project/Area Number 17H02116
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

山本 玲子  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, 上席研究員 (20343882)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清水 良央  東北大学, 歯学研究科, 助教 (30302152)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsレギュラトリーサイエンス / 生体吸収性金属材料 / 水素発生 / 空孔形成
Outline of Annual Research Achievements

マグネシウム(Mg)合金は、生体内で分解し吸収される金属材料として、ステント・骨接合材等の医療応用が期待されている。しかし、体内での分解に伴う水素発生により埋入部周辺組織中に空孔が形成されること、それにより周辺組織の正常な修復・治癒が妨げられた臨床例が報告されている。従来の生体吸収性高分子・セラミック材料には分解に伴い水素を発生する材料はなく、組織中の空孔形成リスクの適切な評価法は存在しない。Mg合金製医療デバイスの成功のためには、組織中の空孔形成挙動の解明と、臨床前の適切な空孔形成リスク評価が必要である。そこで、本研究ではモデル生体組織中の空孔形成挙動の解明を行い、in vivoでの結果と比較することにより、空孔形成リスク評価法の確立を目指す。
本年度は、開発した空孔形成挙動観察手法の汎用化を考慮し、試験系に影響を及ぼしうる因子について検討した。まず、モデル組織に及ぼすpHの影響を、モデル組織の強度を指標に検討した。その結果、生体組織内と同じpH7.4 で最も強度が高く、それ以上でも以下でも強度が低下することが判明した。このことは、pH変化によりモデル組織に添加した増粘剤の会合状態が変化し、結果としてモデル組織内の拡散速度が変化する可能性を意味している。したがって、評価試験の際に大きなpH変化が生じないよう配慮する必要性が示唆された。さらに、モデル組織にpH指示薬を添加し、吸光度変化を測定することにより、モデル組織中のイオンの拡散速度の可視化手法を開発した。本法により、モデル組織中の増粘剤濃度とイオンの拡散速度との関係を定量化でき、in vivo中の拡散速度との比較検討が可能になった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

(8 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Warsaw University of Technology(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      Warsaw University of Technology
  • [Int'l Joint Research] Kookmin University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Kookmin University
  • [Int'l Joint Research] Charles University(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Charles University
  • [Journal Article] Mechanical and biocorrosive properties of magnesium-aluminum alloy scaffold for biomedical applications2019

    • Author(s)
      Kicheol Hong, Hyeji Park, Yunsung Kim, Michal Knapek, Peter minarik, Kritian Mathis, Akiko Yamamoto, Heeman Choe
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 98 Pages: 213-224

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2019.06.022

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Designing in vitro tests towards the realization of medical devices2019

    • Author(s)
      Akiko Yamamoto
    • Organizer
      TERMIS-AP +ABMC7 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生体吸収性金属材料の分解に伴う空孔形成挙動評価のための疑似生体組織開発2019

    • Author(s)
      山本玲子、菊田明美、Filip Witkowski,Wojciech Swieszkowski
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] Designing in vitro evaluation methods for materials biomedical application2019

    • Author(s)
      Akiko Yamamoto
    • Organizer
      The 6th Seminar for Young Researchers
    • Invited
  • [Book] 無機/有機材料の表面処理・改質による生体適合性付与2019

    • Author(s)
      山本玲子
    • Total Pages
      315
    • Publisher
      株式会社シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1415-0

URL: 

Published: 2021-01-27  

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