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バイオマテリアルの生体内劣化とマクロファージ

生物材料和巨噬细胞的体内降解

基本信息

批准号：
13875026
负责人：
小茂鳥潤
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,生体内のin vivoにおける腐食メカニズムを解明することを目的として研究を行った.生体内における腐食挙動を模擬するため,U937細胞から分化させたマクロファージ(Mφ)を培養し,これを含む培養液中においてステンレス鋼の腐食試験を行った.培養液中における腐食反応速度は交流インピーダンス法により測定し,浸漬時間の経過にともなう腐食速度の変化を調べた.また,異物を貧食したMφ活性化の影響を調べるため,ポリエチレン粒子を貧食したMφを培養し,同様な腐食試験を行った.さらに,試験後の試料表面を走査型電子顕微鏡,原子間力顕微鏡および走査型電子顕微鏡により詳細に分析し,その腐食挙動について検討・考察を加えた.得られた結論を以下に示す.(1)Mφを含む培養液中に浸漬した試料は,試料表面には極微細な凹凸が多数形成され,時間経過とともに粗さと腐食反応速度が増加することが明らかとなった.このことは,Mφの存在が生体材料の腐食に大きな影響を及ぼすことを示すものである.(2)ポリエチレン粒子を貧食させることにより,免疫反応を活性化させたMφを含む培養液中の試料の場合,その表面粗さ,腐食反応速度ともにそれを貧食していない場合と比較して大となることが明らかとなった.このことは,Mφの活性化が金属材料の腐食を促進させることを示すものである.(3)Mφおよび活性化したMφを含む培養液の場合,試料表面より金属イオン(Fe,Ni,Mo)の溶出が増加することが明らかとなった.このことは,Mφの貧食反応が生体材料の金属溶出に多大な影響を及ぼすことを示すものである.(4)生体内に金属材料がインプラントされた場合,その表面に形成された腐食生成物や摩耗紛を貧食することによりMφが活性化し,その影響によりインプラント材の腐食が加速されるとする,金属系生体材料のin vivo腐食モデルを提案した.

This year's study is aimed at clarifying the causes of decay in vivo. In vivo,U937 cells were cultured in culture medium containing medium for scavenging test. The rate of scavenging in the culture solution was measured by the AC computer method, and the rate of scavenging was adjusted as the immersion time passed. The effects of foreign matter depletion on Mφ activation are modulated, and the effects of particle depletion on Mφ culture are also investigated. In addition, the surface of the sample after the test is examined by electron microscope, atomic force microscope and electron microscope. The conclusion is as follows. (1)M The sample is immersed in the medium containing the medium, and the surface of the sample is mostly fine and uneven. The time passes, and the decay rate increases. The existence of Mφ has a great influence on the decay of biological materials. (2)In the case where the sample is in culture medium containing the impurity, the surface roughness of the sample is increased, and the speed of the impurity reaction is increased. However, this shows that the activation of Mφ can promote the scavenging of metal materials. (3)M In the case of culture solution containing activated Mφ, the dissolution of metals (Fe,Ni,Mo) on the surface of the sample increases. The effect of Mφ on metal dissolution of biological materials is shown in this paper. (4)In the case of metal materials in vivo, corrosion products and wear loss are formed on the surface of the material. In this case, Mφ is activated and the influence of corrosion on metal materials is accelerated. In the case of metal materials in vivo, corrosion products and wear loss are proposed.