マグネシウム合金の医療用生体吸収性材料への適用のための生体適合性評価

医用生物可吸收材料镁合金的生物相容性评价

基本信息

批准号：
18700431
负责人：
山本玲子
金额：
$ 2.24万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

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、マグネシウムおよびその合金については、生体適合性に関する基礎的データが得られておらず、また生体内における分解・吸収速度評価についての評価法も確立されていない。そこで、本研究では、マグネシウムおよびその合金を医療用生体吸収性金属材料として適用するために必要な基礎データ収集を行う。生体内における分解・吸収速度評価法および生物学的安全性評価法の一つである細胞適合性試験法を確立し、マグネシウムおよびその合金の医療用生体吸収性金属材料への適用を進める礎とする。本年度は、細胞適合性試験法として、ヒト成人の1/100スケールで細胞培養を行う手法を考案した。純マグネシウムおよびAZ31、AZ61、AZ80合金上で、マウス線維芽細胞L929を1、4、7日培養後、WST-1法により生細胞数を測定した。また、培養に用いた10%血清添加E-MEM中に溶出したマグネシウムイオンを定量した。その結果、1)細胞はAZ31および純マグネシウム上では順調に増殖するが、AZ61、AZ80上ではほとんど増殖しないこと、2)マグネシウム溶出量は純マグネシウム>AZ31>AZ61>AZ80の順に低下すること、が明らかになった。これまでに、Alを含むマグネシウム合金系では、合金中のAl添加濃度が高くなるほど腐食後の表面皮膜中のAl含有率が高くなること、また、純Al表面の細胞接着性・細胞増殖性が低いことが明らかにされている。これらのことから、Alを含むマグネシウム合金系では、合金中のAl添加濃度が高いほど、Mgの溶出量は低下する一方、皮膜中に濃縮したAlの影響で細胞増殖が抑制される可能性が示唆された。

近年来，作为生物体必需元素之一的镁受到人们的关注，并尝试将其合金用作医用生物可吸收金属材料。但目前尚未获得镁及其合金生物相容性的基础数据，也没有建立评价其在体内分解和吸收速率的评价方法。因此，在本研究中，我们将收集镁及其合金作为医用生物可吸收金属材料应用所需的基础数据。我们建立了细胞相容性测试方法，该方法是体内降解/吸收率评价方法和生物安全性评价方法之一，将作为推进镁及其合金在医用生物可吸收金属材料中的应用的基础。今年，我们设计了一种以 1/100 成人比例培养细胞的方法，作为细胞相容性测试方法。在纯镁和 AZ31、AZ61 和 AZ80 合金上培养小鼠成纤维细胞 L929 1、4 和 7 天后，通过 WST-1 方法测量活细胞数。另外，对添加有用于培养的10％血清的E-MEM中洗脱的镁离子进行定量。结果表明：1）细胞在AZ31和纯镁上顺利增殖，但在AZ61和AZ80上几乎不增殖；2）镁洗脱量按照纯镁>AZ31>AZ61>AZ80的顺序减少。在含Al的镁合金体系中，有报道称合金中添加的Al浓度越高，腐蚀后表面膜中的Al含量越高，纯Al表面的细胞粘附和细胞增殖降低。事实证明它是低的。由此可知，在含有Al的镁合金体系中，合金中添加的Al浓度越高，Mg的溶出量越少，但由于膜中浓化的Al的影响，细胞增殖可能受到抑制。。