バイオマテリアル研究センターのHojeong Jeon博士とHyung-Soop Han博士率いる研究チームは、 韓国科学技術研究院 （KIST、オ・サンロク理事長）は、KISTヨーロッパのIndong Jun博士とともに、レーザーパターニングを使用した新しいステント表面処理技術を開発しました。この技術は、血管内の平滑筋細胞の脱分化を抑制しながら、内皮細胞の増殖を促進します。この技術は、ナノ構造パターンに対する細胞応答を制御することにより、特に化学コーティング法と組み合わせた場合に、血管の回復を促進することが期待されています。
超高齢社会を迎える韓国では、高齢者の血管疾患の発生率が増加しており、治療用ステントの重要性が高まっている。これらの管状医療機器は、狭くなったり閉塞した血管を拡張することで血流を維持します。しかし、従来の金属ステントは、移植後 1 か月で平滑筋細胞の過剰な増殖が原因で再狭窄、つまり動脈が再び狭くなる可能性があります。
薬剤溶出ステントはこの問題を軽減するために広く使用されていますが、多くの場合、血管の再内皮化を阻害するため、血栓症のリスクが高まり、抗凝固剤の使用が必要になります。これらの限界を克服するために、タンパク質や核酸などの生物活性分子でステント表面をコーティングする研究が進行中です。しかし、これらのコーティングは多くの場合、限られた機能しか果たさず、内皮細胞の増殖を促進するには不十分です。
この問題に対処するために、研究チームはナノ秒レーザーテクスチャリング技術を適用して、ニッケルチタン合金の表面にナノおよびマイクロスケールのしわパターンを作成しました。しわのパターンは、ステント誘発性の血管壁損傷によって引き起こされる平滑筋細胞の移動と形態的変化を抑制し、再狭窄を防ぎます。また、しわのパターンは細胞接着を強化し、再内皮化を促進して血管内層を修復します。
研究チームは、動物の胎児の骨を用いた体外血管細胞研究と体外血管新生アッセイを通じて、この技術の有効性を検証した。レーザーテクスチャー加工を施した金属表面は、平滑筋細胞の脱分化と過剰な増殖を効果的に抑制しながら、内皮細胞の増殖に好ましい環境を作り出しました。特に、しわのある表面上の平滑筋細胞の増殖は約 75% 減少しましたが、血管新生は 2 倍以上増加しました。
この表面パターニング技術は、金属ステントだけでなく、生分解性ステントへの応用も期待されています。このパターンを生分解性ステントに適用すると、ステントが溶解する前に再狭窄を防止し、内皮化を促進することができるため、治療成績が向上し、合併症のリスクが軽減されます。研究チームは、このレーザーパターニング技術の長期的な安全性と有効性を検証するために、動物実験と臨床試験を実施する予定です。
Jeon博士は、「この研究は、薬剤を使わずに血管細胞反応を選択的に制御する表面パターンの可能性を実証している。広く工業化されているナノ秒レーザーを使用することで、正確かつ迅速なステント表面加工が可能となり、商業化と加工効率に大きなメリットをもたらす」と述べた。
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#レーザー技術が心臓血管ステント手術を変革
2024-12-26 05:04:00