薬物放出機能を持つ3Dプリント多孔質Ti-6Al-4Vインプラントの開発：骨肉腫の再発、感染症の防止、骨形成の促進
カテゴリ：医療現場の業務効率化
公開日：2026年2月19日
タイトル：Dual-release 3D-printed porous Ti-6Al-4V implant with drug-eluting photothermal micro-nanotopographies: combating osteosarcoma recurrence, infections, and enhancing osteogenesis
雑誌名：Biomaterials. 2026 Apr; 327: 123749. doi: 10.1016/j.biomaterials.2025.123749. Epub 2025 Sep 29.
概 要：
本研究では、骨肉腫切除後の骨欠損修復に使用される3Dプリント多孔質Ti-6Al-4Vインプラントを開発しました。このインプラントは、残存腫瘍細胞の排除、細菌感染の予防、効果的な骨統合を実現するための二重放出システムを備えています。ナノチューブにZnOと希土類元素を充填した一次薬物貯蔵庫と、MgO<sub>2</sub>、クルクミン、パクリタキセルを含むゲル化ナトリウムアルギン酸ハイドロゲルでコーティングされた二次光治療プラットフォームを構築しました。このシステムは、腫瘍切除後の治療ウィンドウに最適化された生物学的効果を示しました。
方 法：
この研究では、3Dプリント技術を用いて多孔質Ti-6Al-4Vインプラントを製造しました。ナノチューブを用いた一次薬物貯蔵庫と、ハイドロゲルを用いた二次放出システムを構築し、808 nm近赤外線照射下での熱分解を利用して薬物を放出しました。生物学的実験では、腫瘍成長の抑制、細菌感染の排除、骨形成の促進を評価しました。
結 果：
二重放出システムは、腫瘍の成長を系統的に抑制し、細菌感染を排除し、骨形成を促進しました。ハイドロゲルは21日以内に95%の分解を示し、Zn<sup>2+</sup>の持続的な放出を促進しました。また、骨髄間葉系幹細胞と骨肉腫細胞における細胞内シグナル伝達経路の調節が確認されました。
結 論：
この二重放出システムは、骨肉腫切除後の管理において有望な治療アプローチを提供し、骨形成を促進しながら腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが示されました。