Development of Functional Continua Made of Bio-absorbable Material and Its Application for Medical Technology

生物可吸收材料功能性Continua的研制及其在医疗技术中的应用

• 批准号: 13650079
• 负责人: SAKAMOTO Jiro
• 金额: $ 2.62万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13650079/
• 关键词: Bio-absorbable Material; Functional Continua; Drug Delivery System; Poly-L-Acid; Bio-Medical Engineering; Mechanics of Materials; Residual Stress

In this study, functional continua made of bio-absorbable material were applied to drug delivery system (DDS). It is necessary to control of absorption time of drug capsule made of bio-absorbable material in drug delivery system, in order to release the drug concentrated at an affected part. It is difficult to control absorption of the drug capsule only by changing size of the capsule. Shape of DDS capsule was designed by considering as a functional continuum made of bio-absorbable material. Drug capsule with non-uniform thickness is useful to control the absorption time because capsule break and drug release occur at a thinnest part of the capsule. Mechanical stress occurred in bio-absorbable material also affect to its absorption ratio, so it is possible to control the absorption time by varying residual stress value if residual stress is given for the drug capsule of DDS. We investigated effect of the non-uniform shape and residual stress to the absorption time in two-dimensional ring made of bio-absorbable material. A Two-dimensional ring with non-uniform thickness was made of PLLA. A part of the ring was cut off and adhere the cutting face again to generate residual stress along the ring. Residual stress depends on cut off length of the ring, and it was determined by curved beam theory. Absorption examination of the ring was carried out in HCOOH solution for the case with and without residual stress. From the results, absorption time of the ring with residual stress was shorter than the case with no residual stress. It was established absorption time of drug capsule in DDS was controllable by capsule shape with non-uniform thickness and residual stress. The method proposed in this study is applicable to design the drug capsule of DDS in case of necessity of precise absorption time control.

在这项研究中，将由生物吸收材料制成的功能连续性应用于药物输送系统（DDS）。为了释放浓缩在受影响部分的药物，有必要控制由药物递送系统中可生物吸收材料制成的药物胶囊的吸收时间。仅通过更改胶囊的大小来控制药物胶囊的吸收。 DDS胶囊的形状是通过考虑为生物吸收材料制成的功能连续性设计的。具有不均匀厚度的药物囊有助于控制吸收时间，因为胶囊断裂和药物释放发生在胶囊的最薄部分。生物吸收材料中发生的机械应力也会影响其吸收比，因此，如果给出了DDS的药物囊，则可以通过改变残留应力来控制残留应力值。我们研究了不均匀的形状和残留应力对由生物吸收材料制成的二维环中的吸收时间的影响。由PLLA制成的二维环。切断环的一部分，然后再次粘附切割面，以产生沿环的残留应力。残余应力取决于截止环的长度，并由弯曲梁理论确定。在HCOOH溶液中，对带有和没有残留应力的情况进行了对环的吸收检查。从结果来看，环的吸收时间比没有残留应力的情况短。它是由DDS中药物胶囊的吸收时间建立的，可通过囊状形状具有不均匀的厚度和残留应力来控制。本研究提出的方法适用于在需要精确吸收时间控制的情况下设计DDS的药物胶囊。

项目成果

J. Sakamoto, J. Oda, Y. Nagashima, et al.: "Mechanical Evaluation of Reconstructed Structures after Total Sacrectomy and Their Improvement"JSME International Journal, Series C. Vol.44, No.4. 1051-1058 (2001)

J. Sakamoto、J. Oda、Y. Nagashima 等人：“全骶骨切除术后重建结构的机械评估及其改进”JSME 国际期刊，系列 C. 第 44 卷，第 4 期。

尾田十八, 坂本二郎, 田中志信: "生物工学とバイオニックデザイン"培風館. 227 (2002)

Juhachi Oda、Jiro Sakamoto、Shishin Tanaka：“生物工程和仿生设计”Baifukan 227（2002）。

坂本二郎, 尾田十八, 覚内篤志, 赤丸智之, 川原範夫, 富田勝郎: "脊椎全摘術後再建法の力学的評価に関する研究"日本機械学会論文集(A編)(特集 生体材料のバイオエンジニアリング). 69・677. 128-134 (2002)

坂本二郎、小田十八、角内厚、赤丸智之、河原纪男、富田胜郎：“全脊椎切除术后重建方法的力学评价研究”日本机械工程学会会议录（A部）（生物材料工程学特刊） 69・677。

坂本二郎, 迫田龍之介: "残留応力を利用した生体吸収性材料の吸収速度コントロールに関する研究"日本機械学会第13回バイオエンジニアリング学術講演会・秋季セミナー講演論文集. 6. 45-46 (2002)

坂本二郎、坂田龙之介：“利用残余应力控制生物可吸收材料的吸收率的研究”第13届生物工程学术会议论文集，秋季研讨会，日本机械工程学会6. 45-46（2002年）。

坂本二郎, 迫田龍之介: "残留応力を利用した生体吸収性材料の吸収速度コントロールに関する研究"日本機械学会2002年年次大会講演論文集. 6. 45-46 (2002)

坂本二郎、坂田龙之介：“利用残余应力控制生物可吸收材料的吸收率的研究”日本机械工程学会2002年年会论文集6. 45-46（2002年）。