エキシマレーザーを用いた生体組織の接合に関する実験的研究

准分子激光连接生物组织的实验研究

• 批准号: 12877236
• 负责人: 村原 正隆
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12877236/
• 关键词: エキシマレーザー; 腱; PET樹脂; コラーゲン; 光化学的表面改質; 毛細管現象; 親水性基; アキレス腱

高齢化、交通事故、スポーツ等による損傷が、手術後のリハビリに授時間を要するのが現状である。そこでエキシマレーザーの光化学的性質を生体組織の接合に利用することによって、軟部組織損傷患者の修復部における初期強度を増幅させ、超早期リハビリテーションを通じて、全ての年齢層にわたり、早期の退院、社会復帰、スポーツ復帰等を可能にする事が本研究の目的である。1)人工靭帯材料と骨との接合:一般の人工靭帯にはメッシュ状のPETが使われている。しかしPETとコラーゲン繊維との接合は非常に弱い。そこでPETシート表面の親水性を向上させる為に、生理食塩水および5%グルコース水溶液の存在下でエキシマレーザー光を照射し、材料表面にOH基を置換した。そして親水性の指標である水との接触角を70度から30度まで向上させ、この試料片を兎の背部皮下に移植した。3週間後試料を取り出して、電子顕微鏡観測を行ったところ、レーザー照射面のみ組織接着の初期指標である白血球の集族を確認した。他方レーザーによって親水性化処理を施した試料表面に、コラーゲン繊維化細胞を吸着させる目的で、膠を塗布した後、接着強度試験を行ったところOHの置換密度に比例して強度が著しく向上し、その強度は未処理の約10倍であった。2)アキレス腱の直接接合:成兎を静脈麻酔にて麻酔しアキレス腱部分を展開し、腱断裂モデルを作成後、腱切断端に生理食塩水の存在下でエキシマレーザー光を照射し、腱断端同士を糸で吻合した。数週間後アキレス腱を摘出し、肉眼的・組織学的にレーザー照射の有為性を確認しているが、その有意さは現在のところ、わずかである。他方腱切断面のレーザー照射前後の化学的変化を比較する為に、顕微赤外分光(ATR-FTIR)を行ったところ、レーザー照射後の腱断端面から顕著なOH基が観察された。この事実はレーザー照射による親水化処理がアキレス腱の直接接合に有効である証拠であると考える。

High 齢, traffic accident, ス ポ ー ツ etc に よ が る injury, surgery の リ ハ ビ リ に time を to grant す る の が status quo で あ る. そ こ で エ キ シ マ レ ー ザ ー の photochemical properties を living body tissue の joint に using す る こ と に よ っ て の repair department, soft tissue injury patients に お け る を raised the early strength of さ せ, super early リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン を tong じ て, whole て in の 齢 layer に わ た り, early の back courtyard, social complex 帰, ス ポ ー ツ complex 帰 may を に す る が this research The purpose of this study is である. 1) artificial 靭 帯 material と bone と の joint: general の artificial 靭 帯 に は メ ッ シ ュ shape の PET が make わ れ て い る. The <s:1> と PETとコラ ゲ ゲ 繊 繊 繊 is very に weak に. の そ こ で PET シ ー ト surface hydrophilicity を upward さ せ る providing に, physiological food salt water お よ び 5% グ ル コ ー ス の aqueous solution in the presence of で エ キ シ マ レ ー ザ し ー を light irradiation, material surface に OH を replacement し た. そ し て hydrophilic の index で あ る water と の contact Angle を 70 degrees か ら 30 degrees ま で upward さ せ, こ の sample piece を 兎 の back subcutaneous に transplantation し た. After 3 weeks between test material を り out し て を 観 test line, electronic 顕 micro mirror っ た と こ ろ, レ ー ザ ー irradiation surface の み organization then の early indicators で あ る leukocyte の set を confirm し た. Fang レ ー ザ ー に よ っ て hydrophilic change 処 Richard を shi し た sample surface に, コ ラ ー ゲ ン 繊 dimensions cells を sorption さ せ る purpose で, glue を coated し た, then the strength after test line を っ た と こ ろ OH の replacement proportion density に し て strength が the し く し upward, そ の strength は 処 reason の about 10 times で あ っ た. 2) ア キ レ ス の direct tendon: a 兎 を vein hemp 酔 に て hemp 酔 し ア キ レ ス tendon part を し and tendon rupture モ デ ル を within and tendon cut end に physical presence of food salt water の で エ キ シ マ レ ー ザ し ー を light irradiation, tendon end with "を si で anastomosis し た. After weeks between ア キ レ ス tendon を pick the し, visible to the naked eye, histological に レ ー ザ の ー exposure for availability を し て い る が, そ の intentionally さ は now の と こ ろ, わ ず か で あ る. Other tendon cut surface の レ ー ザ ー の chemical variations of the before and after irradiation を compare す る に, 顕 micro red outside (atr-ftir) spectroscopic line を っ た と こ ろ, レ ー ザ ー の tendon broken face after irradiation か ら 顕 his な OH が 観 examine さ れ た. The <s:1> empirical evidence of the effect of irradiating による hydrophilic treatment がアキレス tendon tendon direct bonding に is である evidence 拠であると study える.

项目成果

大室仁,小川泰洋,佐藤雄二,徳永裕人,原田夏樹,村原正隆: "コラーゲン接着を目的としたPETフィルムの親水性化"レーザー学会学術講演会 第21回年次大会 講演予稿集. 231 (2001)

Hitoshi Omuro、Yasuhiro Okawa、Yuji Sato、Hiroto Tokunaga、Natsuki Harada、Masataka Murahara：“用于胶原粘附的 PET 薄膜的亲水化”日本激光学会第 21 届年会论文集 231 (2001)。

大室仁,小川泰洋,佐藤雄二,徳永裕人,村原正隆: "医用材料を目的としたPETフィルムの親水性化"第61回応用物理学会学術講演会 講演予稿集. NO.3. 1111 (2000)

大室仁、小川泰弘、佐藤裕二、德永博人、村原正孝：《医用材料用 PET 薄膜的亲水化》第 61 届日本应用物理学会年会论文集（2000 年）。

大室仁,小川泰洋,佐藤雄二,徳永裕人,原田夏樹,三橋徳秋,村原正隆: "コラーゲン接着を目的としたArFエキシマレーザーによるPETフィルムの親水性化"第48回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. NO.3. 1272 (2001)

Hitoshi Omuro、Yasuhiro Okawa、Yuji Sato、Hiroto Tokunaga、Natsuki Harada、Noriaki Mitsuhashi、Masataka Murahara：“利用 ArF 准分子激光进行 PET 薄膜的亲水化以实现胶原蛋白粘附”第 48 届应用物理学会讲座论文集第 1272 号。 2001）