特別にコーティングされたチタンにより、プロテーゼ上の血栓のリスクが軽減されます

2023 年 5 月 19 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

査読済みの出版物

校正する

フリードリヒ・シラー大学イエナ著

ドイツのイエナ大学が率いる国際研究チームは、心臓弁の素材であるチタンの血液凝固を大幅に軽減する有望なアプローチを開発した。

元の心臓弁が感染症などによって損傷したため、ドイツでは年間約 25,000 個の人工心臓弁が移植されています。 機械心臓弁は二酸化チタンなどの材料で作られており、長年にわたって使用できます。 ただし、血液はこれらの材料表面と接触すると凝固する傾向があるため、機械式心臓弁の表面に血栓が形成されるリスクがあります。 このような血栓が材料から剥がれると、生命を脅かす可能性があります。 このため、機械心臓弁を装着している人のほとんどは、血液凝固を抑えるために生涯を通じて薬を服用しています。

国際研究チームは、心臓弁の素材であるチタンの血液凝固を大幅に軽減する有望なアプローチを開発しました。 材料科学者のクラウス・D・ヤント教授率いるイエナ大学、ライプツィヒ大学（ともにドイツ）とイリノイ・アーバナ・シャンペーン大学（米国）のチームの成果が、学術誌「Advanced Healthcare Materials」に発表された。 同誌はまた、この発見を最新号の表紙に特集することで、この発見の重要性と可能性を認めています。

研究者らは、結晶学的に異なる配向をした表面をもつ二酸化チタン上に血液タンパク質フィブリノーゲンの堆積物を生成した。 次に、コーティングされた材料表面が血小板 (血小板) にさらされ、その活性がフィブリノーゲンとともに血栓の形成に決定的な役割を果たします。 異なる方向の材料表面では、血小板の活性に大きな違いが見られました。

「血小板は（001）酸化チタン表面では非常に活性が高く、血液凝固を促進しますが、（110）表面では逆の効果があることがわかりました」と博士は述べています。 学生のマヤ・ストルチンスカさん。 「その理由は、材料表面上のフィブリノーゲンの異なる挙動にあります。」

「この効果のメカニズムは物理的なものです」とジャント教授は言う。 「フィブリノーゲンは、表面エネルギーが低く、より疎水性の高い（110）表面上で特定の折り目を採用し、これにより血小板によって認識される一次アミノ酸配列へのアクセスが制限され、血小板の接着が最小限に抑えられます。」 ジャント氏は、これらの材料を心臓弁に応用することで、血栓形成とそれに伴う合併症のリスクが軽減され、影響を受ける人々に利益をもたらす可能性があると考えている。

詳しくは： Maja Struczyńska et al、How Crystallographic Orientation-Induced Fibrinogen Conformation Affects Platelet Adhesion and Activation on TiO 2、Advanced Healthcare Materials (2023)。 DOI: 10.1002/adhm.202202508