4.1 緒 言
4.3.3.1 生体親和性
第 4 章 生体材料の耐食性および生体適合性に及ぼすELID研削の効果
4.3.3 ELID研削面の生体適合性
生体材料を体内で使用する際，最も重要な問題となるのは生体との適合性である．すな わち，材料の生体組織に対する親和性，また，材料自身の細胞に対する毒性について調べ ることは極めて重要であるといえる．そこで本項では，前項までにその耐食性について明 らかとしてきた試験片に対して生体適合性という観点から検討を加えた．
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このような材料表面の静電気的な性質を調べるための手法として，材料表面のゼータ 電位を測定する方法がある．このゼータ電位を測定することにより，材料表面が正・
負どちらの電荷をどの程度持つかを知ることができる．しかしながら，一般的に金属 単体の表面のゼータ電位を測定することは極めて難しく，現時点では測定するに至っ てはいない．この点については今後検討すべき課題であると考えている．
4.3.3.2 細胞毒性
4.3.3.1の結果から，ELID研削を施すことにより，細胞の付着を促進させ，高い生体 親和性が得られることが明らかとなった．そこで次に，各試験片の細胞に対する毒性 について調べるため，その指標となるLDH活性値を測定した．LDHとは，ピルビン酸 と乳酸との間の酸化還元反応に関する酵素のことで，腎，心筋，骨格筋，脾，肝など の組織に分布しているものである．これらの臓器に対して何らかの障害が起きると，
その細胞膜が破壊され，細胞膜内のLDHが逸脱するため，血清中のLDH活性が増加す る．したがって，LDHの活性値を定量することにより，細胞膜の破綻や細胞死の度合 いを知ることが可能となる．in vitroでの実験でも同様に，細胞が試験片から何らかの 刺激を受けるとLDHの活性が増加し，その値を定量することにより細胞毒性を知るこ とができる．なお，LDH活性値はその値が大きいほど細胞に対する毒性が高いことを 示すものである．
図4-16にSUS316L鋼を基材としてLDH活性値の測定を行った結果，および図4-17に Ti-6Al-4V合金を基材としてLDH活性値の測定を行った結果を示す．これらの図よ り，基材としてSUS316L鋼およびTi-6Al-4V合金のいずれを用いた場合においても，
SiO2粉末によるバフ研磨を施した試験片に比べてELID研削を施した試験片のLDH活 性値は低い値を示しており，毒性が低いということがいえる．またとくにTi-6Al-4V
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溶出により，細胞に対しては毒性を与える可能性も高くなる．それにも関わらず，
ELID研削面では研磨を施した表面と比較して細胞毒性の低下が認められた．した がって，このような細胞毒性の低下の原因は，ELID研削を施すことにより試験片表 面の化学的な安定性が向上することに起因するものであると考えられる．
前項までの結果から，ELID研削を施すことにより，その表面に厚く安定な酸化層 が形成され，その表面は腐食反応性が極めて低く，耐孔食性に優れるということを明 らかとした．すなわち，この耐食性に優れる厚い酸化層の存在により，細胞の付着に よる材料の腐食を抑制し，細胞に対するダメージを低減させたものと考えられる．と くにT-ApELID seriesでは，そのような効果をもたらす酸化層が非常に厚く安定な状態 で存在しているため，より顕著な細胞毒性の低下が得られたものと考えられる．
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図 4-14 付着細胞数の測定結果 （SUS316L鋼）
0 10 20 30 40 50 60
T-ELID series T-ApELID series T-SiO2series Number of cells×105cells
S-ELID series S-SiO2series
0 Nnumberof cells×104cells
1 2 3 4
Maximum
Minimum Average
Maximum
Minimum Average
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図 4-16 LDH活性値の測定結果 （SUS316L鋼）
図 4-17 LDH活性値の測定結果 （Ti-6Al-4V合金）
LDH activity IU/L,25 deg
15 25 35
S-ELID series S-SiO2series
70 75 80 85 90 95 100
T-ELID series T-ApELID series T-SiO2series
LDH activity IU/L, 25 deg
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